JP2006203639A - 通信装置、通信システム、記録媒体、集積回路及び制御方法 - Google Patents
通信装置、通信システム、記録媒体、集積回路及び制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006203639A JP2006203639A JP2005014015A JP2005014015A JP2006203639A JP 2006203639 A JP2006203639 A JP 2006203639A JP 2005014015 A JP2005014015 A JP 2005014015A JP 2005014015 A JP2005014015 A JP 2005014015A JP 2006203639 A JP2006203639 A JP 2006203639A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- communication
- control data
- qos
- priority
- transmission control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【課題】高優先度通信のQoSを制御可能な通信装置、通信システム、記録媒体及び方法を提供することを目的とするQoS制御を実現する手段を提供する。
【解決手段】QoS制御部121を有する第1IP電話機などの装置114が、低優先度通信を行っているPCなどの装置111に第1送信制御データを送信する。第1送信制御データは、低優先度通信の送信レートを変更するためのデータを含み、第1送信制御データを受信したPC111は、低優先度通信のレートを制御する。これにより、高優先度通信を優先することができる。本発明には、低優先度通信のレートを変更する方法として、代表図のようにPC111の第2QoS制御部126を用いる方法と、イーサネットやICMPなど広く用いられているプロトコルを利用することでPC111に本発明に特有の機能部を持つ必要がない方法の両方が含まれる。
【選択図】図1
【解決手段】QoS制御部121を有する第1IP電話機などの装置114が、低優先度通信を行っているPCなどの装置111に第1送信制御データを送信する。第1送信制御データは、低優先度通信の送信レートを変更するためのデータを含み、第1送信制御データを受信したPC111は、低優先度通信のレートを制御する。これにより、高優先度通信を優先することができる。本発明には、低優先度通信のレートを変更する方法として、代表図のようにPC111の第2QoS制御部126を用いる方法と、イーサネットやICMPなど広く用いられているプロトコルを利用することでPC111に本発明に特有の機能部を持つ必要がない方法の両方が含まれる。
【選択図】図1
Description
本発明は、高優先度通信のQoSを制御可能な通信装置、通信システム、記録媒体及び方法を提供することを目的とする。
近年、多くの職場や家庭などにおいてブロードバンドインターネット接続が利用されている。現在の家庭における代表的なインターネット接続構成を図11に示す。ユーザは第1ISP(インターネット・サービス・プロバイダ)3と契約し、購入(もしくはISPからレンタル)した第1ルータ12を第1家庭1内に設置する。そして、その第1ルータ12に、PC(Personal Computer)11などのインターネット2に接続したい装置を接続する。
この環境においてPC11がインターネット2に公開されているサーバ13と通信するときには、第1ルータ12、アクセス回線6、第1ISP3、インターネット2等を経由することになる。なお現状、アクセス回線としてはADSL回線(下り:1Mbps〜50Mbps程度、上り:512Kbps〜5Mbps程度(非特許文献1参照))が広く普及している。また、家庭内LANにおける伝送媒体としてはイーサネット(登録商標)(双方向100Mbps)が一般的に利用されている。また、ここで述べた第1ルータ12はインターネット側にADSLモデム機能や、LAN(家庭内)側にハブ機能などを必要に応じて含んでいる場合もあるが、ここでは単にルータと呼ぶこととする。
また、ここ数年IP電話やIPテレビ電話など、インターネットで利用されているIP(インターネットプロトコル)を利用してリアルタイム通信を行うアプリケーションが普及していきている。例えば、企業においてはIPセントレックスやIP電話システム、家庭においてはADSLや光ファイバーなどによるブロードバンドインターネット接続を利用したIP電話の利用などがそれにあたる。
しかし、IPは基本的に品質を保証する機能を持たないため、リアルタイム通信を行う場合に、通信帯域が十分でなかったり、他の通信の影響などを受けたりするとサービス品質(QoS: Quality of Service)が低下する可能性がある。
例えば、図11の環境に単純にIP電話機を接続する構成である図12を例に考えた場合、QoSの品質低下が発生するおそれがある。以下では、その仕組みについて説明する。
図12では、第1ルータ12のLAN側に第1IP電話機14を接続している。この構成で第1IP電話機14と別の第2家庭4内に存在する第2IP電話機17との間で通信を行うときには、第1ルータ12、第1ISP3、インターネット2、および第2家庭4側の第2ISP5、第2ルータ16を経由することになる。
ここで、図12のような環境でPC−サーバ間通信31を行うのと同時にIP電話通信32を行う場合を考えると、両方の通信が第1ルータ12および第1ISP3を経由することになる。以下では、このときの第1ルータ12の処理について説明し、そこで発生する現象によりIP電話のQoSが低下することを述べる。
図13は図12における第1ルータ12の内部の詳細構造(特にLAN側からアクセス回線側へのデータ転送に関係する部分のみ)を模式的に示したものである。なお、図13における第1家庭1より外での構成は図12と同じである。
はじめに、IP電話−IP電話間の通信32のみが存在するときの動作について述べる。まず、第1IP電話機14は音声データをIPパケットとしてLAN回線7に送出する。次に第1ルータ12は、このパケットを受信すると、一旦受信バッファ21にデータを蓄える。そして、送信処理部22が受信バッファ21の先頭にあるデータを処理し、アクセス回線6へ送出する。第1IP電話機14が送出する音声データの送信量は約64Kbps(ITU−T G.711の場合)程度であり、下位レイヤにおけるプロトコルオーバヘッドを考慮してもその2倍以内である。よって、ADSLの上り回線速度(512Kbps〜)には達しないため、受信バッファ21には多くのデータが蓄積されることはなく、受信したデータを即座にアクセス回線6へ送出することができる。このため、IP電話通信のQoSは確保される。
次に、IP電話−IP電話間の通信32に加えてPC−サーバ間の通信31が同時に行われている場合の第1ルータ12の処理を考える。例えば、PC−サーバ間の通信31がファイル転送であるとすると、PC11はファイル転送をできるだけ高速に行おうとするため、大量のデータを一気にLAN回線7に送信する。LAN回線7の転送速度(100Mbps)は、ADSLの上り回線速度(最大5Mbps程度)に比べて非常に高速である。そのため、第1ルータ12の受信バッファ21には多くのデータが一気に蓄積される。送信処理部22は受信バッファ21に蓄積されたデータを先頭に存在するデータから順にアクセス回線6へ送出していく。このような状況下においては、以下のような(1)〜(3)をはじめとする現象が発生する。
(1)IP電話通信のデータが受信バッファ21に蓄えられてからアクセス回線6へ送出されるまでの遅延時間が長くなる。
(2)IP電話通信のデータが受信バッファ21に蓄えられるときに、受信バッファ21にどれだけのデータが蓄えられているかがタイミングによって異なり、その結果遅延時間のゆらぎ(ジッタ)が発生する。
(3)IP電話通信のデータが第1ルータ12に到着したときに受信バッファ21に空きがないと、到着したIP電話通信のデータが破棄され、データの損失が発生する。
(1)IP電話通信のデータが受信バッファ21に蓄えられてからアクセス回線6へ送出されるまでの遅延時間が長くなる。
(2)IP電話通信のデータが受信バッファ21に蓄えられるときに、受信バッファ21にどれだけのデータが蓄えられているかがタイミングによって異なり、その結果遅延時間のゆらぎ(ジッタ)が発生する。
(3)IP電話通信のデータが第1ルータ12に到着したときに受信バッファ21に空きがないと、到着したIP電話通信のデータが破棄され、データの損失が発生する。
上記のような現象が発生すると、受信側において音声を正常に再生するタイミングにデータの到着が間に合わなくなり、音声が途切れたり音質が低下したりする。
そこで、非特許文献2では、上記のような現象が発生することによるIP電話通信のQoS低下を起こさせないことを可能とする構成での、家庭向けIP電話サービスが開示されている。図14は、IP電話機としての機能(音声データ変換部22等)とともに、専用ルータ60を利用し、アナログ電話機70と専用ルータ60とをアナログ回線73で接続する構成を示す。このような構成の場合には、専用ルータ60において、次のようなQoS確保の処理を行うことでIP電話のQoSを確保できる。
まず、アナログ電話機70からのアナログデータは音声データ変換部25で変換され、IP電話通信の音声データとして利用される。ここで、PC11からのファイル転送データは、受信バッファ23に蓄積され、音声データ変換部25で変換されたIP電話通信のための音声データは、音声データバッファ24に蓄えられる。次に、送信処理部22は、音声データバッファ部24に音声データが蓄積されている場合は、そのデータを優先的にADSL上り回線であるアクセス回線6に送信する。一方、送信処理部22は、受信バッファ23に蓄積されているファイル転送データを、音声データバッファ24に音声データが蓄積されていない場合にのみアクセス回線6に送信する。このようにすることで、音声データは音声データバッファ24において長時間待たされることはなく、また音声データが損失することもない。このようにしてIP電話通信のQoSが確保されることになる。
また、特許文献1には、IP電話通信などのリアルタイム通信のQoS制御を実現するために、帯域などのネットワークリソースを通信開始前に予め確保する方法が開示されている。特許文献1においては、リアルタイム通信を中継する各ルータが、そのルータを経由する各フローと各フローに割り当てられる帯域との対応を管理する帯域管理テーブルを持ち、その帯域管理テーブルに基いて帯域制御を行う。ここで、各フローには、リアルタイム通信、および非リアルタイム通信を含む任意のフローが含まれ、それぞれはIPヘッダの送信元アドレスや宛先アドレスにより識別される。また、各ルータの帯域管理テーブルを集中管理するためのサーバ装置が別途存在し、リアルタイム通信を行う通信機器からの要求に応じて、サーバ装置が各ルータの帯域管理テーブルの設定を行う。
特開2002−198430号公報
ADSL回線提供業者e−accessのサービス一覧<http://www.eaccess.net/service/47miri/index.html>、検索日2004年9月10日
IP電話サービスYahoo!BBサービス利用時の接続構成図<http://bbpromo.yahoo.co.jp/promotion/service/bbphone/simple_guide.html>、検索日2004年9月10日
しかし、非特許文献2におけるIP電話サービスを利用することでQoSの低下を防ぐ場合には、アナログ電話機70の出力が入力される専用ルータにより制御する必要があり、専用ルータの設置という構成に縛られユーザの自由度が少ない。さらに、非特許文献2に記載のIP電話サービスを利用するためには、特定のISPに加入し、新たに専用のルータ60を購入するかもしくは月額料金を支払いレンタルする必要があった。よって、IP電話サービスを利用できないISPに加入して図11のような構成でインターネット接続を利用していたユーザにとっては、IP電話を利用するために、ISPの切り替え時の初期費用やルータの買い替え費用などが発生してしまうという問題が発生する。また、ISPを切り替えることにより、以前加入していたISPでのみ提供されていたサービス、例えばホスティングサービスやウィルスチェックサービスなどが享受できなくなったり、メールアドレスが変更されたりするなどの問題も発生する。
また、特許文献1に記載のQoS制御を実現する方法を適用するには、インターネット上のルータから家庭内のルータ、IP電話機も含めてシステムとして協調して動作する必要がある。そのため、家庭においてIP電話機を利用するためにこのようなシステムの変更を行うことは非現実的である。
そこで、本発明は、QoS制御可能な通信装置、通信システム、記録媒体、集積回路及び制御方法を提供することを目的とする。
本願第1発明は、上記の課題を解決するために、優先度が異なる複数の通信が行われるネットワークを介して通信を行う通信装置の1つであり、前記優先度に応じて通信を制御する通信装置であって、各通信の優先度に関する優先度情報を保持する優先度情報保持手段と、高優先度通信のQoS(Quality of Service)を確保するためのQoS情報を保持するQoS情報保持手段と、前記QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、前記優先度情報に基づいて前記低優先度通信を行う低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信する送信制御データ生成手段と、を含むことを特徴とする通信装置を提供する。
上記第1送信制御データは、高優先度通信のQoSを確保するためのQoS情報に基づいて生成される。この第1送信制御データを受信した低優先度通信を行う通信装置(以下、低優先度通信装置という)は、第1送信制御データに基づいて自端末の送信を制御する。このように、低優先度通信での送信を制御するための第1送信制御データを生成し低優先度通信装置に送信することで、高優先度通信でのQoSを優先的に確保することができる。例えば、高優先度通信の通信と低優先度通信の通信とが輻輳する場合には、送信制御データ生成手段が、高優先度通信のQoSを確保するために低優先度通信装置での送信レートを下げる第1送信制御データを生成し、低優先度通信装置に送信する。そして、低優先度通信装置がこの第1送信制御データに基づいて送信レートを下げることで、輻輳による高優先度通信への悪影響を減らし高優先度通信のQoSを確保することができる。また、第1送信制御データでは、送信レートだけでなく例えば低優先度通信の送信間隔やパケット単位の送信バイト数などを規定することもできる。
また、優先度に応じた通信の制御が行われていない家庭内LANなどに前述の高優先度通信のQoSを確保可能な通信装置を接続することで、その通信装置によりネットワークを介した通信を行いつつ、高優先度通信のQoSを確保することができる。そのため、高優先度通信のQoSを確保するための別途の専用ルータを設ける必要がない。よって、ユーザは既存のルータやシステム構成を変更する必要がなく、また任意のプロバイダに加入しIP電話などのリアルタイム通信を高品質に行うことができる。さらに、高優先度通信のQoS確保が可能な上記通信装置をネットワーク内に設けるだけで、低優先度通信装置、高優先度通信を行う通信装置(以下、高優先度通信装置)及び通信装置間の通信を中継する中継装置などを含むシステム全体の変更を行うことなく高優先度通信装置のQoSを確保することができる。
高優先度通信装置としては、例えば電話通信などのリアルタイム性を要求されるIP電話機など挙げられる。また、低優先度通信装置としては、例えばファイル転送などを行う端末などが挙げられる。よって、高優先度通信のQoSを確保可能な通信装置を用いてIP電話機のQoSを確保することにより、リアルタイム性を維持することができる。
なお、優先度に応じて通信を制御する通信装置が高優先度通信を行う場合、第1送信制御データをブロードキャストアドレスを用いて送信可能である。つまり、その他の通信装置による通信は低優先度通信であるので、高優先度通信を行う自端末以外のアドレスに第1送信制御データを送信すれば良い。このとき、例えば、優先度情報保持部に自端末が高優先度通信を行っているとの情報を記憶しておけば、低優先度通信装置に対応させてIPアドレスを格納する必要がなく、また第1送信制御データの宛先アドレスを決定する際に低優先度通信装置のアドレスを知る必要がない。
本願第2発明は、第1発明において、前記送信制御データ生成手段は、前記低優先度通信の送信レート、パケットの送信間隔及びパケット当たりの送信バイト数のいずれか1つを制御可能な第1送信制御データを生成することを特徴とする通信装置を提供する。
送信レート、送信間隔及びバイト数を制御することで、低優先度通信の送信を制御し、高優先度通信のQoSを確保することができる。
本願第3発明は、第1発明において、前記送信制御データ生成手段は、前記第1送信制御データとしてイーサネットにおけるポーズフレームを生成することを特徴とする通信装置を提供する。
第1送信制御データが、低優先度通信装置でありファイル転送を行うPCなどにおいて標準的に用いられているイーサネットの規格に準拠しているため、既存のプロトコルを用いて高優先度通信のQoSを確保することができる。また、ポーズフレームにより低優先度通信を中断する時間を指定できるため、高優先度通信のQoSを詳細に制御可能である。
本願第4発明は、第1発明において、前記送信制御データ生成手段は、前記第1送信制御データとしてICMP始点抑制パケットを生成することを特徴とする通信装置を提供する。
第1送信制御データが、低優先度通信装置であるPCなどにおいて標準的に用いられているTCP/IPのプロトコルの規格に準拠しているため、既存のプロトコルを用いて高優先度通信のQoSを確保することができる。
本願第5発明は、第1発明において、前記送信制御データ生成手段は、前記第1送信制御データとしてICMP宛先到達不能パケットを生成することを特徴とする通信装置を提供する。
第1送信制御データが、低優先度通信装置であるPCなどにおいて標準的に用いられているTCP/IPのプロトコルの規格に準拠しているため、既存のプロトコルを用いて高優先度通信のQoSを確保することができる。
本願第6発明は、第1発明において、前記高優先度通信装置によるネットワークを介した通信が行われているかどうかを検出する検出手段をさらに含み、前記送信制御データ生成手段は、前記高優先度通信装置による通信が行われている場合にのみ前記低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信することを特徴とする通信装置を提供する。
高優先度通信が行われている場合にのみ低優先度通信装置に第1送信制御データを送信することで、必要な期間のみ高優先度通信のQoSを確保することができる。また、それ以外の高優先度通信が行われていない期間における低優先度通信への影響をなくすことができる。
本願第7発明は、第6発明において、前記QoS情報保持手段内のQoS情報は、高優先度通信のQoSを確保するためのQoS値であり、前記検出手段は、さらに高優先度通信の品質を示す値を算出し、前記送信制御データ生成手段は、前記算出された品質を示す値と前記QoS値とを比較し、前記算出された品質を示す値が前記QoS値よりも小さい場合は、前記低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信しすることを特徴とする通信装置を提供する。
高優先度通信の品質の低下に応じて低優先度通信装置に第1送信制御データを送信することで、必要な期間のみ高優先度通信のQoSを確保することができ、それ以外の期間における低優先度通信への影響をなくすことができる。
本願第8発明は、第6発明において、前記算出された品質を示す値が前記QoS値よりも大きい場合は、前記低優先度通信装置への前記第1送信制御データの送信を停止することを特徴とする通信装置を提供する。
本願第9発明は、第1発明において、前記送信制御データ生成手段は、低優先度通信の送信レートを調整する第1送信制御データと、前記第1送信制御データに基づく送信レートの調整処理を終了するための第2送信制御データとを生成することを特徴とする通信装置を提供する。
低優先度装置が第1送信制御データを受信すると、低優先度通信の送信レートが調整され、高優先度通信のQoSを確保することができる。一方、低優先度装置が第2送信制御データを受信すると、第1送信制御データの受信により行われていた送信レートの調整処理を終了することができる。このように、第1送信制御データと第2送信制御データにより高優先度通信のQoSを確保しつつ、低優先度通信への影響を抑えることができる。
本願第10発明は、通信の優先度に応じて通信を制御する通信装置と優先度が異なる複数の通信をそれぞれ行う複数の通信装置とが接続されている通信システムであって、前記優先度に応じて通信を制御する通信装置は、各通信の優先度に関する優先度情報を保持する優先度情報保持手段と、高優先度通信のQoS(Quality of Service)を確保するためのQoS情報を保持するQoS情報保持手段と、前記QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、前記優先度制御情報に基づいて前記低優先度通信を行う低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信する送信制御データ生成手段とを含む。また、前記低優先度通信装置は、前記優先度に応じて通信を制御する通信装置から前記第1送信制御データを受信し、前記第1送信制御データに基づいて前記低優先度通信の送信を制御する。上記通信システムは、本願第1発明と同様の作用効果を有する。
本願第11発明は、第10発明において、前記低優先度通信装置は、前記第1送信制御データに含まれる低優先度通信の送信レートを解釈する受信データ処理部と、前記受信データ処理部が解釈した送信レートに基づいて、低優先度通信の送信レートを制御する送信レート制御部と、を含むことを特徴とする通信システムを提供する。
本願第12発明は、ネットワークを介して行われる優先度が異なる複数の通信において、低優先度通信を制御する制御装置が実行する送信制御プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、各通信の優先度に関する優先度情報を保持する優先度情報保持手段、高優先度通信のQoS(Quality of Service)を確保するためのQoS情報を保持するQoS情報保持手段及び、前記QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、前記優先度情報に基づいて前記低優先度通信を行う低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信する送信制御データ生成手段としてコンピュータを機能させる送信制御プログラムを記録したことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
本願第13発明は、優先度が異なる複数の通信が行われるネットワークにおいて、低優先度通信を制御する集積回路であって、各通信の優先度に関する優先度情報を保持する優先度情報保持手段と、高優先度通信のQoS(Quality of Service)を確保するためのQoS情報を保持するQoS情報保持手段と、前記QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、前記優先度情報に基づいて前記低優先度通信を行う低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信する送信制御データ生成手段と、を含むことを特徴とする集積回路を提供する。上記制御装置により、本願第1発明と同様の作用効果が得られる。
本願第14発明は、ネットワークを介して行われる優先度が異なる複数の通信において、低優先度通信を制御する制御方法であって、各通信の優先度に関する優先度情報を保持する優先度情報保持ステップと、高優先度通信のQoS(Quality of Service)を確保するためのQoS情報を保持するQoS情報保持ステップと、前記QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、前記優先度情報に基づいて前記低優先度通信を行う低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信する送信制御データ生成ステップと、を含むことを特徴とする制御方法を提供する。上記制御方法により、本願第1発明と同様の作用効果が得られる。
本発明によれば、他の通信の通信量を制御することにより、リアルタイム通信など高いQoSを要求される高優先度通信を優先させ、そのQoSを確保することができる。
(第1実施形態例)
以下本発明の第1実施形態例に係る通信システムについて図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態例のようなに係るネットワーク構成図である。図1では第1家庭101内に存在する第1ルータ112のLAN側にPC111および第1IP電話機114が接続されており家庭内LANを形成している。また、この家庭内LANはアクセス回線106および第1ISP103を経由してインターネット102に接続されている。また、別の第2家庭104にも第2ルータ116が存在し、そのLAN側には第2IP電話機117が接続され、第2家庭104の家庭内LANは第2ISP105を経由してインターネット102に接続されている。
以下本発明の第1実施形態例に係る通信システムについて図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態例のようなに係るネットワーク構成図である。図1では第1家庭101内に存在する第1ルータ112のLAN側にPC111および第1IP電話機114が接続されており家庭内LANを形成している。また、この家庭内LANはアクセス回線106および第1ISP103を経由してインターネット102に接続されている。また、別の第2家庭104にも第2ルータ116が存在し、そのLAN側には第2IP電話機117が接続され、第2家庭104の家庭内LANは第2ISP105を経由してインターネット102に接続されている。
また図1では、第1家庭101内のPC111とインターネット102上のサーバ113の間でファイル転送131(以下、PC−サーバ間の通信131)を、第1家庭101内の第1IP電話機114と別の第2家庭104内の第2IP電話機117との間でインターネット102を利用した電話通信132(以下、IP電話-IP電話間の通信132)を行っている。ここで、IP電話-IP電話間の通信132はリアルタイム性が必要とされる通信であり、優先度の高い高優先度通信である。一方、PC−サーバ間の通信131は優先度の低い低優先度通信である。また、第1IP電話機114は高優先度通信装置であり、PC111は低優先度通信装置である。
第1実施形態例における本発明の通信システムでは、第1IP電話機114内に存在する第1QoS制御部121とPC111内に存在する第2QoS制御部126とが連携して動作する。
さらに、図1の第1IP電話機114および第1QoS制御部121内の内部構成を、図2を用いてより詳細に説明する。図2は、第1IP電話機114および第1QoS制御部121内の内部構成図である。図2のように、第1QoS制御部121は優先度情報保持部641、送信制御データ生成部642およびQoS情報保持部643を含む。優先度情報保持部641は、通信の優先度に関する優先度情報を保持する。優先度情報とは、どの通信が優先度の高い通信であるかを区別するための情報である。
QoS情報保持部643は、音声データ生成部122から高優先度通信に関する情報を取得するとともに高優先度通信のQoSを維持するためのQoS情報を保持する。ここで、高優先度通信に関する情報とは、高優先度通信のQoSを維持するのに必要な送信レートや高優先度通信の通信データそのものなどである。また、QoS情報とは、音声データ生成部122から取得した高優先度通信のQoSを維持するための情報や予め格納されている高優先度通信のQoSを維持するための情報である。
また、送信制御データ生成部642は、優先度情報保持部641から優先度情報を取得し、QoS情報保持部643から高優先度通信のQoS情報を取得する。そして、送信制御データ生成部642は、QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、さらに優先度情報に基づいて低優先度通信装置に第1送信制御データを送信する。ここで、第1送信制御データは、高優先度通信のQoSを確保するために低優先度通信のデータの送信速度つまり送信レートや、低優先度通信のパケットの送信間隔、1パケットの送信バイト数などを指定するデータにより生成される。また、高優先度通信のQoSを確保するために、送信制御データ生成部642は、低優先度通信の送信レートの制御を行う第1送信制御データの他、前記第1送信制御データに基づいて制御された送信レートを元に戻し制御処理を終了する第2送信制御データなどを生成する。
また、第1IP電話機114内の音声データ生成部122は、ユーザからの音声入力を受信し、IP電話通信の音声データを生成して通信処理部123を介してLAN回線107に送信する。
また、図1のPC111および第2QoS制御部126内の内部構成を、図3を用いてより詳細に説明する。図3は、PC111および第2QoS制御部126内の内部構成図である。図3のように、第2QoS制御部126は、受信制御データ処理部741および送信レート制御部742からなる。受信制御データ処理部741は図2の第1QoS制御部121内の送信制御データ生成部642から送信された第1又は第2送信制御データを図7の通信処理部124経由でLAN回線107から受信する。そして、受信制御データ処理部741は、第1又は第2送信制御データを解析し、その結果を元に送信レートを決定し、送信レート制御部742に送信レート変更通知を通知する。ここで、通信アプリケーション125は、PC111のユーザの指示などに基づいてPC111からサーバ113に向けて通信データを送信している。
また、送信レート制御部742は、受信制御データ処理部741から送信レート変更通知を受信するとともに通信アプリケーション125からサーバへの通信データを受信している。そこで、送信レート制御部742は、送信レート変更通知751に基づいて、通信アプリケーション125からの通信データの送信レートを調整し通信処理部124経由でLAN回線107に送信する。
以下、第1の実施形態において、本発明の通信システムが、低優先度通信(図1のPC−サーバ間の通信131)の送信レートを制御することにより、高優先度通信(図1のIP電話-IP電話間の通信132)のQoSを確保する手順について述べる。
<QoS制御処理>
本発明の第1実施形態例におけるQoS制御処理について、図1〜図4を用いて説明する。QoS制御処理は、図4に示すように、音声通信開始時の処理(S811)と音声通信終了時の処理(S812)を含む。以下、全体の処理の流れは図4を用いて説明する。なお、第1IP電話機114および第1QoS制御部121に関する詳細な説明では図2を参照し、PC111および第2QoS制御部126に関する詳細な説明では図3を参照するものとする。
本発明の第1実施形態例におけるQoS制御処理について、図1〜図4を用いて説明する。QoS制御処理は、図4に示すように、音声通信開始時の処理(S811)と音声通信終了時の処理(S812)を含む。以下、全体の処理の流れは図4を用いて説明する。なお、第1IP電話機114および第1QoS制御部121に関する詳細な説明では図2を参照し、PC111および第2QoS制御部126に関する詳細な説明では図3を参照するものとする。
<音声通信開始時の処理>
音声通信開始時の処理(S811)は、第1IP電話機114が音声通信を開始する音声通信開始処理(S801)と、音声通信開始時に第1QoS制御部121で行われる第1送信制御データ送信処理(S802)と、第1送信制御データを受信後における、PC111内の第2QoS制御部126で行われる送信レート制御処理(S803)とを含む。以下では、第1送信制御データ送信処理(S802)を手順1.〜手順4.として図2を用いて説明し、送信レート制御処理(S803)を手順5.〜手順7.として図3を用いて説明する。
音声通信開始時の処理(S811)は、第1IP電話機114が音声通信を開始する音声通信開始処理(S801)と、音声通信開始時に第1QoS制御部121で行われる第1送信制御データ送信処理(S802)と、第1送信制御データを受信後における、PC111内の第2QoS制御部126で行われる送信レート制御処理(S803)とを含む。以下では、第1送信制御データ送信処理(S802)を手順1.〜手順4.として図2を用いて説明し、送信レート制御処理(S803)を手順5.〜手順7.として図3を用いて説明する。
まず、本QoS制御処理が行われる前の状態として、図1のネットワークにおいて低優先度通信(PC−サーバ間の通信131)のみが行われているとする。その後、高優先度通信(IP電話-IP電話間の通信132)が開始されるときに、第1QoS制御部121において以下の制御が行われる。
(1)手順1
QoS情報保持部643は、第1IP電話機114と第2IP電話機117との間のIP電話-IP電話間の通信132が開始されたことを知らせる音声通信開始通知を音声データ生成部122から受け取る(S651)。つまり、QoS情報保持部643は、IP電話-IP電話間の通信132が開始されたことを検出する。これにより、第1QoS制御部121の各機能部は以下の動作を開始する。なお、音声データ生成部122は、ユーザからの音声入力を受信し、高優先度通信であるIP電話通信の音声データを生成して通信処理部123を介してLAN回線107に送信している。
QoS情報保持部643は、第1IP電話機114と第2IP電話機117との間のIP電話-IP電話間の通信132が開始されたことを知らせる音声通信開始通知を音声データ生成部122から受け取る(S651)。つまり、QoS情報保持部643は、IP電話-IP電話間の通信132が開始されたことを検出する。これにより、第1QoS制御部121の各機能部は以下の動作を開始する。なお、音声データ生成部122は、ユーザからの音声入力を受信し、高優先度通信であるIP電話通信の音声データを生成して通信処理部123を介してLAN回線107に送信している。
(2)手順2
次に、優先度情報保持部641は低優先度通信、高優先度通信を区別するための優先度情報を有しており、これを送信制御データ生成部642に通知する(S652)。本実施例においては、自装置である第1IP電話機114が高優先度通信を行い、その他の装置が低優先度通信を行う。そのため、優先度情報保持部641は低優先度通信を行う自端末以外の装置のアドレスとして「ブロードキャストアドレス」を保持しており、このブロードキャストアドレスを送信制御データ生成部642に通知する。すなわち、自装置か、ブロードキャストで送信されたパケットを受信する他の装置かで、高優先度通信を行う装置か低優先度通信を行う装置かを区別している。さらに言い換えると、自端末以外が低優先度通信装置である場合、優先度情報保持部641内の優先度情報としては、自端末が高優先度通信装置であるとの情報を有してれば良く、例えば上記のように自端末以外への複数の端末との通信を可能とするブロードキャストアドレスを格納する。このようにすることで、低優先度通信装置に対応させてIPアドレスを格納する必要がなく、また、第1送信制御データの宛先アドレスを決定する際に低優先度通信を行う通信装置のアドレスを知る必要がない。上記のようにブロードキャストアドレスを用いれば、後述の手順において低優先度通信装置であるPCを含む通信装置に第1送信制御データを送信することができる。
次に、優先度情報保持部641は低優先度通信、高優先度通信を区別するための優先度情報を有しており、これを送信制御データ生成部642に通知する(S652)。本実施例においては、自装置である第1IP電話機114が高優先度通信を行い、その他の装置が低優先度通信を行う。そのため、優先度情報保持部641は低優先度通信を行う自端末以外の装置のアドレスとして「ブロードキャストアドレス」を保持しており、このブロードキャストアドレスを送信制御データ生成部642に通知する。すなわち、自装置か、ブロードキャストで送信されたパケットを受信する他の装置かで、高優先度通信を行う装置か低優先度通信を行う装置かを区別している。さらに言い換えると、自端末以外が低優先度通信装置である場合、優先度情報保持部641内の優先度情報としては、自端末が高優先度通信装置であるとの情報を有してれば良く、例えば上記のように自端末以外への複数の端末との通信を可能とするブロードキャストアドレスを格納する。このようにすることで、低優先度通信装置に対応させてIPアドレスを格納する必要がなく、また、第1送信制御データの宛先アドレスを決定する際に低優先度通信を行う通信装置のアドレスを知る必要がない。上記のようにブロードキャストアドレスを用いれば、後述の手順において低優先度通信装置であるPCを含む通信装置に第1送信制御データを送信することができる。
なお、優先度情報は既定の値として保持していてもよいし、ユーザインタフェースから入力されてもよいし、ネットワーク経由で取得されてもよい。また、優先度情報保持部641に低優先度通信装置及び高優先度通信装置のIPアドレスを保持するようにしても良い。そして、優先度情報保持部641が優先度情報として、送信制御データ生成部642に低優先度通信装置であるPC111のIPアドレスを通知する。これにより、送信制御データ生成部642は、後述の手順4において生成した第1送信制御データを低優先度通信装置のIPアドレスに基づいてPC111に送信することができる。
(3)手順3
音声データ生成部122は、IP電話-IP電話間の通信132の音声データを生成する。また、音声データ生成部122は、音声データに関する情報をQoS情報保持部643に通知する(S653)。QoS情報保持部643は、音声データに関する情報を、高優先度通信であるIP電話-IP電話間の通信132のQoSを確保するのに必要なQoS情報として記憶する。ここでは、音声データに関する情報として、音声データを送信するのに必要な物理層における転送速度が128Kbpsであるという情報が通知されるとする。さらにQoS情報保持部643は、そのQoS情報を送信制御データ生成部642に通知する(S654)。
音声データ生成部122は、IP電話-IP電話間の通信132の音声データを生成する。また、音声データ生成部122は、音声データに関する情報をQoS情報保持部643に通知する(S653)。QoS情報保持部643は、音声データに関する情報を、高優先度通信であるIP電話-IP電話間の通信132のQoSを確保するのに必要なQoS情報として記憶する。ここでは、音声データに関する情報として、音声データを送信するのに必要な物理層における転送速度が128Kbpsであるという情報が通知されるとする。さらにQoS情報保持部643は、そのQoS情報を送信制御データ生成部642に通知する(S654)。
なお、QoS情報保持部643が予め高優先度通信のQoS情報を保持している場合は、QoS情報保持部643は音声データ生成部122からQoS情報を取得する必要はなく、上記S653を省略可能である。
(4)手順4
送信制御データ生成部642は、高優先度通信のQoSを確保するために、QoS情報に基づいて低優先度通信の送信レートを制御するための第1送信制御データを生成する。そして、送信制御データ生成部642は、優先度情報に基づいて低優先度通信を行う装置であるPC111に対して第1送信制御データを送信する(S655)。ここで、優先度情報がブロードキャストアドレスであるので、高優先度装置である自端末以外であり、PC111を含む低優先度装置に第1送信制御データが送信される。
送信制御データ生成部642は、高優先度通信のQoSを確保するために、QoS情報に基づいて低優先度通信の送信レートを制御するための第1送信制御データを生成する。そして、送信制御データ生成部642は、優先度情報に基づいて低優先度通信を行う装置であるPC111に対して第1送信制御データを送信する(S655)。ここで、優先度情報がブロードキャストアドレスであるので、高優先度装置である自端末以外であり、PC111を含む低優先度装置に第1送信制御データが送信される。
具体的に、この第1送信制御データには、PC111の通信データ送信に関する情報が含まれ、本実施例では、高優先度通信のQoSを確保しつつPC111が送信可能な最大送信レートが含まれるとする。なお、最大送信レートは例えば以下のように計算できる。ここで、アクセス回線106の回線速度が512Kbpsであり、高優先度通信であるIP電話-IP電話間の通信132の音声通信を高品質に行うための回線利用率が50%であるとすると、PC111が送信可能なデータ送信レートは128Kbps(=(512×0.5)−128)となる。なお、ここで用いたアクセス回線速度などの情報は、QoS情報として与えられる。
次に、別の方法として、現在行われている高優先度通信の品質が予め定められたQoS値を満たすように制御するための第1送信制御データを生成する場合について説明する。
まず、QoS情報保持部643のQoS情報として、高優先度通信のQoSを確保するためのQoS値を保持しておく。そして、手順1では、QoS情報保持部643は、音声通信開始通知を音声データ生成部122から受け取る(S651)。手順2では、優先度情報保持部641が優先度情報を送信制御データ生成部642に通知する(S652)。手順3では、音声データ生成部122は、生成した音声データをQoS情報保持部643に出力する。そして、QoS情報保持部643は、音声データ生成部122から受信した高優先度通信の音声データに基づいて高優先度通信のトラフィック量を抽出し、そのトラフィック量に基づいて高優先度通信の品質を算出する。手順4では、送信制御データ生成部642は、QoS情報保持部643から算出された品質及びQoS値を取得し比較する。そして、送信制御データ生成部642は、算出された品質がQoS値よりも小さい場合は、高優先度通信の品質をQoS値にするための第1送信制御データを生成し、低優先度通信装置に送信する。一方、送信制御データ生成部642は、算出された品質がQoS値よりも大きい場合は、低優先度通信装置への第1送信制御データの送信を停止するか、低優先度通信の送信レートを高めつつ調整後の品質がQoS値よりも小さくならないような第1送信制御データを送信する。このように高優先度通信の品質の低下に応じて第1送信制御データを低優先度通信装置に送信することで、必要な期間のみ高優先度通信のQoSを確保することができる。よって、それ以外の期間における低優先度通信への影響をなくすことができる。
また、QoS情報保持部643は、高優先度通信のトラフィック量を抽出し、そのトラフィック量に基づいて高優先度通信の品質を算出するのではなく、単に高優先度通信のトラフィック量を抽出するのみでも良い。そして、送信制御データ生成部642は、高優先度通信のトラフィック量に基づいて、高優先度通信の品質をQoS値にするための第1送信制御データを生成し、低優先度通信装置に送信しても良い。これにより、高優先度通信の通信量が増加した場合にのみ低優先度通信の通信レートを下げるような制御が可能である。
次に、低優先度装置であるPC111が上記(4)手順4.で送信された第1送信制御データを受信してからの手順(手順5.〜手順7.)に関して図3を参照しながら説明する。
(5)手順5
PC111内の受信制御データ処理部741は、上記(4)手順4.で第1IP電話機114から送信された第1送信制御データを、LAN回線107から通信処理部124経由で受信する(S751)。
PC111内の受信制御データ処理部741は、上記(4)手順4.で第1IP電話機114から送信された第1送信制御データを、LAN回線107から通信処理部124経由で受信する(S751)。
(6)手順6
受信制御データ処理部741は、第1送信制御データからPC111が送信可能な送信レートの値を取り出し、送信レート制御部742に対して送信レート変更通知を通知する(S752)。ここでは第1送信制御データに含まれる128Kbpsを送信データの送信レートの上限として通知する。
受信制御データ処理部741は、第1送信制御データからPC111が送信可能な送信レートの値を取り出し、送信レート制御部742に対して送信レート変更通知を通知する(S752)。ここでは第1送信制御データに含まれる128Kbpsを送信データの送信レートの上限として通知する。
なお、本手順では、第1送信制御データに計算済みのパラメータ上限値として送信レートが含まれているとした。しかし、第1送信制御データに計算前のパラメータ値や、計算方法に関する情報を含めておいて、上記(4)手順4.で行っていたような計算を、(6)手順6で行うようにしてもよい。つまり、第1IP電話機114内の送信制御データ生成部642は、パラメータ等を含む第1送信制御データを、PC111内の受信制御データ処理部741に送信する。そして、受信制御データ処理部741が第1送信制御データ861内のパラメータ等に基づいて送信レートを算出する。
また、予め受信制御データ処理部741に音声データに関するQoS情報などを全て持たせておき、第1送信制御データにより高優先度通信開始、つまり音声通信開始のタイミングを知らせるようにしても良い。第1送信制御データから音声通信開始の通知を受信した受信制御データ処理部741は、予め保持している高優先度通信のQoSを確保可能な送信レートに基づいて低優先度通信を制御する。また、送信レートを低下させるための手段として、TCPのウィンドウサイズの値を低下させるといった方法も可能である。
(7)手順7
送信レート制御部742は、通信アプリケーション125の送信するサーバ113への通信データを受信し(S753)、その通信データの送信レートを、受信制御データ処理部741から受信した送信レートに基づいて調整する。そして送信レート制御部742は、調整後の通信データを通信処理部124を経由してLAN回線107へ送信する(S754)。
送信レート制御部742は、通信アプリケーション125の送信するサーバ113への通信データを受信し(S753)、その通信データの送信レートを、受信制御データ処理部741から受信した送信レートに基づいて調整する。そして送信レート制御部742は、調整後の通信データを通信処理部124を経由してLAN回線107へ送信する(S754)。
なお、必ずしも本手順実施前に低優先度の通信が開始されている必要はなく、高優先度の通信開始後に低優先度の通信が開始された場合でも、本手順実施後は、低優先度通信の送信レートが制御され、高優先度通信のQoSを確保できる。
<音声通信終了時の処理>
次に、音声通信終了時の処理(S812)について再び図4を用いて説明する。音声通信終了時の処理(S812)は、第1IP電話機114が音声通信を終了する時に第1IP電話機114内の第1QoS制御部121で行われる第2送信制御データ送信処理(S805)と、第2送信制御データ862を受信後の、PC111内の第2QoS制御部126で行われる送信レート制御終了処理(S806)とを含む。以下では、第2送信制御データ送信処理(S805)を手順8.として図2及び4を用いて説明し、送信レート制御終了処理(S806)を手順9.〜手順11.として図3及び4を用いて説明する。
次に、音声通信終了時の処理(S812)について再び図4を用いて説明する。音声通信終了時の処理(S812)は、第1IP電話機114が音声通信を終了する時に第1IP電話機114内の第1QoS制御部121で行われる第2送信制御データ送信処理(S805)と、第2送信制御データ862を受信後の、PC111内の第2QoS制御部126で行われる送信レート制御終了処理(S806)とを含む。以下では、第2送信制御データ送信処理(S805)を手順8.として図2及び4を用いて説明し、送信レート制御終了処理(S806)を手順9.〜手順11.として図3及び4を用いて説明する。
(8)手順8
第1IP電話機114内の送信制御データ生成部642は、第1送信制御データに基づいた低優先度通信の送信レート制御処理を終了するために第2送信制御データを生成する。第2送信制御データは、例えば第1送信制御データにより変更された送信レートを元に戻すためのデータを含む。そして、送信制御データ生成部642は、上記(4)手順4で第1送信制御データ861を送信した宛先と同じ宛先に対して(すなわちここではブロードキャストアドレス宛である)、送信レート制御終了のための第1送信制御データ862を送信する。
第1IP電話機114内の送信制御データ生成部642は、第1送信制御データに基づいた低優先度通信の送信レート制御処理を終了するために第2送信制御データを生成する。第2送信制御データは、例えば第1送信制御データにより変更された送信レートを元に戻すためのデータを含む。そして、送信制御データ生成部642は、上記(4)手順4で第1送信制御データ861を送信した宛先と同じ宛先に対して(すなわちここではブロードキャストアドレス宛である)、送信レート制御終了のための第1送信制御データ862を送信する。
(9)手順9
PC111内の受信制御データ処理部741は、上記(8)手順8.で送信制御データ生成部642から送信された第2送信制御データ862を、LAN回線107から通信処理部124経由で受信する(752)。
PC111内の受信制御データ処理部741は、上記(8)手順8.で送信制御データ生成部642から送信された第2送信制御データ862を、LAN回線107から通信処理部124経由で受信する(752)。
(10)手順10
受信制御データ処理部741は、第2送信制御データに含まれる情報に基づいて送信レート制御の終了を送信レート制御部742に対して通知する。
受信制御データ処理部741は、第2送信制御データに含まれる情報に基づいて送信レート制御の終了を送信レート制御部742に対して通知する。
(11)手順11
送信レート制御部742は、送信レート制御終了の通知に基づいて送信レート制御を終了する。
送信レート制御部742は、送信レート制御終了の通知に基づいて送信レート制御を終了する。
なお、特許請求の範囲の優先度情報保持手段、QoS情報保持手段及び送信制御データ生成手段は、それぞれ優先度情報保持部641、QoS情報保持部643及び送信制御データ生成部642に相当する。また、特許請求の範囲の検出手段は、QoS情報保持部643に含まれる。
以下、本実施の形態に関する補足事項を、各節(<第1QoS制御部の設置位置>、<第2QoS制御部の実装形態>、<本発明の通信システムが適用できる環境>、および<QoS制御手順の実施タイミング>)で説明する。
<第1QoS制御部の設置位置>
ここまでの説明では第1QoS制御部121は第1IP電話機114内の一機能部として説明したが、第1QoS制御部121は第1IP電話機114と独立した単体の装置として存在しても構わない。その場合、第1IP電話機114の通話開始のタイミングを、第1送信制御データ送信処理(図4のS802)開始のために知る必要がある。よって、QoS情報保持部643が、高優先度通信装置である第1IP電話機114の行うIP電話通信が行われているかを検出するようにしても良い。この場合、第1QoS制御部121を有する装置をIP電話通信を検出できる位置すなわちIP電話通信の通信経路上に設置する必要がある。また、高優先度通信を行う第1IP電話機114から第1QoS制御部121を有する装置宛に、通信状況を通知する専用の通知パケットを送信するようにしても良い。この場合、第1QoS制御部121を有する装置を任意の位置に設置可能である。そして、、第1QoS制御部121内のQoS情報保持部643が、高優先度通信が行われていると検出した場合は、第1QoS制御部121内の送信制御データ生成部642は、低優先度装置に対して第1送信制御データを送信する。なお、高優先度通信を検出する検出手段を別途設けても良い。
ここまでの説明では第1QoS制御部121は第1IP電話機114内の一機能部として説明したが、第1QoS制御部121は第1IP電話機114と独立した単体の装置として存在しても構わない。その場合、第1IP電話機114の通話開始のタイミングを、第1送信制御データ送信処理(図4のS802)開始のために知る必要がある。よって、QoS情報保持部643が、高優先度通信装置である第1IP電話機114の行うIP電話通信が行われているかを検出するようにしても良い。この場合、第1QoS制御部121を有する装置をIP電話通信を検出できる位置すなわちIP電話通信の通信経路上に設置する必要がある。また、高優先度通信を行う第1IP電話機114から第1QoS制御部121を有する装置宛に、通信状況を通知する専用の通知パケットを送信するようにしても良い。この場合、第1QoS制御部121を有する装置を任意の位置に設置可能である。そして、、第1QoS制御部121内のQoS情報保持部643が、高優先度通信が行われていると検出した場合は、第1QoS制御部121内の送信制御データ生成部642は、低優先度装置に対して第1送信制御データを送信する。なお、高優先度通信を検出する検出手段を別途設けても良い。
<第2QoS制御部の実装形態>
ここまでの説明では、第2QoS制御部126はPC111の一機能部として説明したが、実装形態としては、OS(オペレーティング・システム)の一部として実装されてもよいし、ドライバソフトウェア、もしくはアプリケーションソフトウェアのような形でインストールされてもよいし、また、ネットワークカードなどのハードウェアやハードウェア上で動作するファームウェアとして実装されていてもよい。
ここまでの説明では、第2QoS制御部126はPC111の一機能部として説明したが、実装形態としては、OS(オペレーティング・システム)の一部として実装されてもよいし、ドライバソフトウェア、もしくはアプリケーションソフトウェアのような形でインストールされてもよいし、また、ネットワークカードなどのハードウェアやハードウェア上で動作するファームウェアとして実装されていてもよい。
<本発明の通信システムが適用できる環境>
ここまでは本発明の通信システムが適用できる環境の例をして図1のネットワーク構成を用いて説明したが、本発明はより一般的なネットワーク構成に対して適用可能である。
ここまでは本発明の通信システムが適用できる環境の例をして図1のネットワーク構成を用いて説明したが、本発明はより一般的なネットワーク構成に対して適用可能である。
どのようなネットワーク構成に適用できるかについて説明する前に、ここで、図1の構成で発生するQoSの問題がどのような手順で発生するかについて、簡単にまとめる。
発生手順1.第1家庭101内の第1IP電話機114と第2家庭104内の第2IP電話機117との間で行われるIP電話−IP電話間の通信132と、PC111とサーバ113の間のPC−サーバ間の通信131とが同時に行われる。
発生手順2.アクセス回線106がLAN回線107より低速でありその中継点となる第1ルータ112において通信が競合し輻輳が発生する。
発生手順3.第1ルータ112において優先制御が行われないために、IP電話通信のQoSが低下する。
上記の状況は、一般的には以下のように言い換えることができる。
発生手順1.高優先度の通信と低優先度の通信が同時に行われる。
発生手順2.高速な回線から低速な回線へ中継する装置で輻輳が発生する。
発生手順3.中継装置において優先制御が行われないために、高優先度通信のQoSが低下する。
本発明はこのような状況であれば一般的に利用可能である。すなわち、上記では、本発明の第1QoS制御部121を有する通信装置としてIP電話機を例として挙げたが、各通信を行う装置はPCやサーバ、IP電話機に限る必要はなく、DVDレコーダやIPテレビ電話機などでもよい。また、低速な回線はADSLの上り回線に限る必要はなく、無線LAN回線や、電灯線などでもよい。また、インターネットに接続する環境に限る必要はなく、家庭内LANや企業内LAN、地域IPネットワークなどに閉じたネットワーク環境において、複数の通信が同時に行われている場合にも適用できる。
<QoS制御処理の実施タイミング>
ここまでは、QoS制御を開始するタイミングを高優先度通信開始時としていたが、本発明ではこれらに限る必要はない。以下ではQoS制御手順を実施するタイミングについて説明する。
ここまでは、QoS制御を開始するタイミングを高優先度通信開始時としていたが、本発明ではこれらに限る必要はない。以下ではQoS制御手順を実施するタイミングについて説明する。
まず、QoS制御を開始するタイミングとしては、以下が考えられる。
タイミング1.QoS制御を開始するタイミングとしては、QoS制御部621を有する第1IP電話機114の電源起動時もしくは本発明の通信装置を家庭内LANに接続するタイミング、もしくはそれ以降最初に実施できるタイミングである。この場合、QoS制御を実施すればよく、実装が容易である。
タイミング2.QoS制御を開始するタイミングとしては、高優先度通信が開始されるタイミングである。この場合、通信が競合する可能性のある期間のみQoS制御を実施することができるため、低優先度通信がレートを制御されることによる影響を小さくすることができる。
タイミング3.QoS制御を開始するタイミングとしては、高優先度通信の品質が低下したタイミングである。この場合、制御は複雑になるが、QoS制御が実施されている期間を前述の2.よりさらに短くすることができる。なお、品質低下の判断基準は、高優先度通信の品質に関する情報(遅延、ジッタ、パケット損失率など)の統計情報などから決定される。なお、第1実施形態例のように高優先度通信を終端する装置に第1QoS制御部が存在する場合には、装置内でこの品質情報を受け渡すことができる。一方、第1QoS制御部が独立した装置(QoS制御装置)内に存在する場合は、高優先度通信を終端する装置において品質情報を収集し、その情報を含んだパケットをQoS制御装置に対して送信させる方法が簡単である。
次に、一旦開始されたQoS制御を終了するタイミングとしては以下が考えられる。
タイミング1.QoS制御を終了するタイミングとしては、本発明の通信装置のシャットダウン処理時、再起動時である。この場合、本発明の通信装置が制御できない期間は低優先度通信への影響をなくすことができる。
タイミング2.QoS制御を終了するタイミングとしては、高優先度通信が終了するタイミングである。この場合、通信が競合する可能性のある期間のみQoS制御を行うことができるため、低優先度通信のレートが制御されることによる影響を小さくすることができる。
タイミング3.QoS制御を終了するタイミングとしては、低優先度通信の通信量が減少したなどの理由により、QoS制御を終了しても高優先度通信の品質が確保されると判断できるぐらい、高優先度通信の品質が向上したタイミングである。この場合制御は複雑になるが、QoS制御が行われている期間を前述のタイミング2.よりさらに短くすることができる。なお、QoS制御を終了しても高優先度通信の品質が確保されるかどうかの判断基準は、高優先度通信の品質に関する情報(遅延、ジッタ、パケット損失率など)の統計情報などから決定される。なお、第1の実施形態のように高優先度通信を終端する装置に第1QoS制御部が存在する場合には、装置内でこの品質情報を受け渡すことができる。一方、第1QoS制御部が独立した装置(QoS制御装置)内に存在する場合は、高優先度通信を終端する装置において品質情報を収集し、その情報を含んだパケットをQoS制御装置に対して送信させる方法が簡単である。
なお、高優先度通信の品質に応じてQoS制御の開始、終了を行う場合は、これらの処理を繰り返し行うことでさらにその効果を高めることができる。
(第2実施形態例)
次に、本発明の第2実施形態例について、図面を参照しながら説明する。図5は、第2実施形態例に係るネットワーク構成図である。図5では、第1家庭101内に存在する第1ルータ112のLAN側にQoS制御装置911が接続されており、PC111および第1IP電話機114がQoS制御装置911を介して第1ルータ112と接続され、家庭内LANを形成している。なお、第1ルータ112とQoS制御装置911の間は、第1LAN回線900で接続され、QoS制御装置911とPC111の間は、第2LAN回線901で接続され、QoS制御装置911と第1IP電話機114の間は第3LAN回線902で接続されている。また、この第1家庭内のLANはアクセス回線106および第1ISP103を経由してインターネット102に接続されている。また、別の第2家庭104にも第2ルータ116が存在し、そのLAN側には第2IP電話機117が接続され、第2家庭104の家庭内LANは第1ISP105を経由してインターネットに接続されている。
次に、本発明の第2実施形態例について、図面を参照しながら説明する。図5は、第2実施形態例に係るネットワーク構成図である。図5では、第1家庭101内に存在する第1ルータ112のLAN側にQoS制御装置911が接続されており、PC111および第1IP電話機114がQoS制御装置911を介して第1ルータ112と接続され、家庭内LANを形成している。なお、第1ルータ112とQoS制御装置911の間は、第1LAN回線900で接続され、QoS制御装置911とPC111の間は、第2LAN回線901で接続され、QoS制御装置911と第1IP電話機114の間は第3LAN回線902で接続されている。また、この第1家庭内のLANはアクセス回線106および第1ISP103を経由してインターネット102に接続されている。また、別の第2家庭104にも第2ルータ116が存在し、そのLAN側には第2IP電話機117が接続され、第2家庭104の家庭内LANは第1ISP105を経由してインターネットに接続されている。
また図5では、第1家庭101内のPC111とインターネット上のサーバ113の間でファイル転送131(以下、PC−サーバ間の通信131)を、第1家庭101内の第1IP電話機114と別の第2家庭104内の第2IP電話機117との間でインターネット102を利用した電話通信132(以下、IP電話-IP電話間の通信132)を行っている。ここで、IP電話-IP電話間の通信132はリアルタイム性が必要とされる通信であり、優先度の高い高優先度通信である。一方、PC−サーバ間の通信131は優先度の低い低優先度通信である。また、第1IP電話機114は高優先度通信装置であり、PC111は低優先度通信装置である。
また、図5では第1QoS制御部121がQoS制御装置911の一機能部として実装されている。QoS制御装置911および第1QoS制御部121内の内部構成をより詳細に示したのが図6である。図6のように、第1QoS制御部121は、優先度情報保持部641、送信制御データ生成部642およびQoS情報保持部643を含む。優先度情報保持部641は、通信の優先度に関する優先度情報を保持する。
QoS情報保持部643は、通信処理部921を介して第1IP電話機114から高優先度通信に関する情報を取得するとともに高優先度通信のQoSを維持するためのQoS情報を保持する。また、送信制御データ生成部642は、優先度情報保持部641から優先度情報を取得し、QoS情報保持部643から高優先度通信のQoS情報を取得する。そして、送信制御データ生成部642は、QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、さらに優先度情報に基づいて低優先度通信装置に第1送信制御データを送信する。また、高優先度通信のQoSを確保するために、送信制御データ生成部642は、低優先度通信の送信レートの制御を行う第1送信制御データの他、前記第1送信制御データに基づいて制御された送信レートを元に戻し制御処理を終了する第2送信制御データなどを生成する
また、送信制御データ生成部642は、QoS制御装置911内の通信処理部921を介して各LAN回線(第1LAN回線900、第2LAN回線901、および第3LAN回線902。以降まとめて“各LAN回線”と呼ぶ。)からのデータの受信や、各LAN回線へのデータの送信を行うことができる。また、各LAN回線から受信したデータは、そのままの形で各LAN回線へ送出する。すなわち、QoS制御装置911は各LAN回線に対してはブリッジとして動作する。
また、送信制御データ生成部642は、QoS制御装置911内の通信処理部921を介して各LAN回線(第1LAN回線900、第2LAN回線901、および第3LAN回線902。以降まとめて“各LAN回線”と呼ぶ。)からのデータの受信や、各LAN回線へのデータの送信を行うことができる。また、各LAN回線から受信したデータは、そのままの形で各LAN回線へ送出する。すなわち、QoS制御装置911は各LAN回線に対してはブリッジとして動作する。
なお、本実施形態の第1の実施形態との違いは、以下である。
・第1実施形態例では明示的に本発明の第2QoS制御部がPC内に存在していたが、第2実施形態例では、現在一般的に用いられているプロトコル(イーサネット、TCP、UDP、ICMPなど)を利用してレート制御を実施するため、第2QoS制御部がPC111内に存在しない。
・第1実施形態例では、第1QoS制御部が第1IP電話機114内の一機能部であったが、第2実施形態例では、低優先度通信の経路上である第1ルータ112とPC111の間にQoS制御装置911の形で設置される。
以下、第2実施形態例において、本発明の通信システムが、低優先度通信(図6のPC−サーバ間の通信131)の送信レートを制御することにより、高優先度通信(図6のIP電話-IP電話間の通信132)のQoSを確保する手順について述べる。
<QoS制御処理>
本発明の第2実施形態例におけるQoS制御処理について、図5から図7を用いて説明する。本手順は、図7に示すように、音声通信開始時の処理(S1111)とその他のタイミングで行われる処理(S1112)に分かれる。S1112の処理は、音声通信開始時以外のタイミングで行われることを除いては音声開始時の処理(S1111)と同じであり、以降継続してこの処理(S1112)を繰り返すことでレート制御を行うものである。すなわち、S1112の処理を一回行うごとに、低優先度通信の中断と再開が行われ、これを繰り返すことによってレート制御を実現している。
本発明の第2実施形態例におけるQoS制御処理について、図5から図7を用いて説明する。本手順は、図7に示すように、音声通信開始時の処理(S1111)とその他のタイミングで行われる処理(S1112)に分かれる。S1112の処理は、音声通信開始時以外のタイミングで行われることを除いては音声開始時の処理(S1111)と同じであり、以降継続してこの処理(S1112)を繰り返すことでレート制御を行うものである。すなわち、S1112の処理を一回行うごとに、低優先度通信の中断と再開が行われ、これを繰り返すことによってレート制御を実現している。
以下、全体の処理の流れは図7を用いて説明し、第1QoS制御部に関する詳細な説明では図6を参照するものとする。
音声通信開始時の処理(S1111)は、第1IP電話機114が行う音声通信開始処理(S1101)と、開始された音声通信データ1161を検知したQoS制御装置911が行う第1送信制御データ送信処理(S1102)と、送信された第1送信制御データ1162を受信したPC111により行われる送信レート制御処理(S1103)を含む。以下では、第1送信制御データ送信処理(S1102)を手順1.〜手順4.として図6を用いて説明し、送信レート制御処理(S1103)を手順5.として説明する。さらに、手順6.において音声通信開始時以外のタイミングで行われるQoS制御処理(S1112)について説明する。
まず、本QoS制御手順が行われる前の状態として、図5のネットワークにおいて低優先度の通信(PC−サーバ間の通信131)のみが行われているとする。その後、高優先度の通信(IP電話-IP電話間の通信132)が開始されるときに、第1QoS制御部121において以下の制御が行われる。
なお、QoS情報保持部643は、送信元アドレスもしくは宛先アドレスが高優先度通信装置である第1IP電話機114のIPアドレスと等しいかを検出するため、第1IP電話機114のIPアドレスを格納している。あるいは、QoS情報保持部643は、優先度情報保持部641から優先度情報として高優先度通信装置である第1IP電話機114のIPアドレスを取得しておく。また、QoS情報保持部643は、各回線を通じてQoS情報を取得して保持しても良いが、ここでは高優先度通信の品質を確保するためのQoS情報を予め保持しているものとする。
(1)手順1
QoS制御装置911内のQoS情報保持部643は、送信元アドレスもしくは宛先アドレスが第1IP電話機114のIPアドレスと等しいパケットが各LAN回線のいずれかから送られてきたことをQoS制御装置911の通信処理部921経由で検出することにより、IP電話通信が開始されたことを検出する(S1651)。これにより、第1QoS制御部121の各機能部は以下の動作を開始する。
QoS制御装置911内のQoS情報保持部643は、送信元アドレスもしくは宛先アドレスが第1IP電話機114のIPアドレスと等しいパケットが各LAN回線のいずれかから送られてきたことをQoS制御装置911の通信処理部921経由で検出することにより、IP電話通信が開始されたことを検出する(S1651)。これにより、第1QoS制御部121の各機能部は以下の動作を開始する。
(2)手順2
優先度情報保持部641は、低優先度通信、高優先度通信を区別するための優先度情報を送信制御データ生成部642に通知する(S1652)。本実施例においては、第1IP電話機114が高優先度通信を行う装置であり、PC111が低優先度通信を行う装置であるため、低優先度通信を区別するための情報として「IP電話機のIPアドレス、およびPCのIPアドレス」を通知する。なお、この情報は既定の値として保持していてもよいし、ユーザインタフェースから入力されてもよいし、ネットワーク経由で取得されてもよい。なお、高優先度通信と低優先度通信を区別する方法として各ネットワークインタフェースを、高優先度通信を行う装置を接続するインタフェース、および低優先度通信を行う装置を接続するインタフェースとして規定してもよい。
優先度情報保持部641は、低優先度通信、高優先度通信を区別するための優先度情報を送信制御データ生成部642に通知する(S1652)。本実施例においては、第1IP電話機114が高優先度通信を行う装置であり、PC111が低優先度通信を行う装置であるため、低優先度通信を区別するための情報として「IP電話機のIPアドレス、およびPCのIPアドレス」を通知する。なお、この情報は既定の値として保持していてもよいし、ユーザインタフェースから入力されてもよいし、ネットワーク経由で取得されてもよい。なお、高優先度通信と低優先度通信を区別する方法として各ネットワークインタフェースを、高優先度通信を行う装置を接続するインタフェース、および低優先度通信を行う装置を接続するインタフェースとして規定してもよい。
(3)手順3
次に、送信制御データ生成部642は、PC111から低優先度通信を受信する(S1653)。そして、送信制御データ生成部は642は、その低優先度通信の送信元アドレスがPC111のIPアドレスと等しいかどうかを、手順2で取得した優先度情報に基づいて検出する。等しいことを検出すると、送信制御データ生成部は642は、その低優先度通信が各LAN回線のいずれの回線から送られてきたことを検出し記憶しておく。ここでは、送信制御データ生成部642は、低優先度通信装置であるPC111と接続されている第2LAN回線901であることを記憶する。これにより、例えば、送信制御データ生成部642が優先度情報として複数の低優先度装置のIPアドレスを取得した場合、複数の低優先度装置のいずれに対して第1送信制御データを送信すれば良いか分かる。
次に、送信制御データ生成部642は、PC111から低優先度通信を受信する(S1653)。そして、送信制御データ生成部は642は、その低優先度通信の送信元アドレスがPC111のIPアドレスと等しいかどうかを、手順2で取得した優先度情報に基づいて検出する。等しいことを検出すると、送信制御データ生成部は642は、その低優先度通信が各LAN回線のいずれの回線から送られてきたことを検出し記憶しておく。ここでは、送信制御データ生成部642は、低優先度通信装置であるPC111と接続されている第2LAN回線901であることを記憶する。これにより、例えば、送信制御データ生成部642が優先度情報として複数の低優先度装置のIPアドレスを取得した場合、複数の低優先度装置のいずれに対して第1送信制御データを送信すれば良いか分かる。
さらに、送信制御データ生成部642は、QoS情報保持部643からQoS情報を取得する(S1654)。
(4)手順4
送信制御データ生成部は642は、QoS情報に基づいてイーサネットのポーズフレームを生成し低優先度通信を行う装置であるPC111が存在する第2LAN回線2901に対して送信する(S1655)。このイーサネットのポーズフレームは、低優先度通信装置の送信レートを制御するための第1送信制御データである。
送信制御データ生成部は642は、QoS情報に基づいてイーサネットのポーズフレームを生成し低優先度通信を行う装置であるPC111が存在する第2LAN回線2901に対して送信する(S1655)。このイーサネットのポーズフレームは、低優先度通信装置の送信レートを制御するための第1送信制御データである。
ここで、イーサネットのポーズフレームとはIEEE802.3x標準に規定されているもので、そのフォーマットを図8のようになる。本フレームの機能は、ポーズフレームを受信した装置は、受信してからポーズフレームに指定された一定時間だけ送信を行わなくなるというものである。本実施例においては、送信元MACアドレス1201に第1ルータ112のMACアドレス(第1ルータから送信されるフレームから容易に取得可能)を、宛先MACアドレス1202に既定のマルチキャストアドレスを、フレームタイプ1203には「MACコントロールフレーム」を示す既定値を、OPコードには「PAUSE」を示す規定値を、PauseTime1205には送信を停止させる時間を設定すればよい。ここで指定するPauseTimeの値は例えば以下のように計算できる。
QoS情報保持部643が、高優先度通信の音声データが20ミリ秒間隔で、物理層におけるデータ量として256バイトのデータとして定期的に送信され、アクセス回線106の回線速度が512KbpsであるというQoS情報を予め保持しているものとする。この場合、音声通信をスムーズに行うには、PC111が20ミリ秒間に送信してよいデータ量は1024バイト(=512×1000×(20÷1000)÷8−256)以下となる。このデータをPC111が送信するのにかかる時間は、第2LAN回線901の伝送速度を100Mbpsとすると、0.08ミリ秒(≒1024×8÷(100×10000×1000)×1000×1000)となる。すなわち、20ミリ秒のうち19.92ミリ秒(=20−0.08)の間PC111からのデータ送信を止めればよいことになるため、ポーズフレームには19.92ミリ秒を設定すればよい。実際にポーズフレームに設定する値は1単位が約5ナノ秒であるため、値を変換する必要があるが、QoS情報保持部643この値をQoS情報としてさらに保持する。そして、送信制御データ生成部642は、上記手順3においてQoS情報保持部643内のQoS情報を取得し、このQoS情報に基づいてポーズフレームを生成し、手順2で取得した第2LAN回線901に対して送信する。なお、上記ではQoS情報保持部643が予めQoS情報を保持しているものとしているが、ユーザインタフェースから与えられてもよいし、ネットワークを利用して動的に推定してもよい。例えば上記手順1において、各LAN回線介して高優先度通信装置である第1IP電話機114から音声データに関する情報などの情報を取得し、それをQoS情報として保持しても良い。また、アクセス回線速度などの情報をQoS情報として保持しても良い。なお、アクセス回線速度などの情報は、ユーザインタフェースから与えられてもよいし、ネットワークを利用して動的に推定してもよい。
また、ポーズフレームをPC111に対して送信するタイミングは、各音声データがQoS制御装置911に到着するタイミングと同期をとることで、PC111がデータ送信を行わない期間に遅延なく音声通信データを第1ルータ112に転送することができる。
(5)手順5
ポーズフレームを受信したPC111は、ポーズフレームにおいて指定された時間だけデータの送信を中断する(S1103)。
ポーズフレームを受信したPC111は、ポーズフレームにおいて指定された時間だけデータの送信を中断する(S1103)。
(6)手順6
手順4.〜手順5.(S1112)を1回行っただけでは最初の19.92ミリ秒間だけPC111のデータ送信が行われないだけである。この効果を継続させるためには、約20ミリ秒間隔で手順4.〜手順5.(S1112)を繰り返せばよい。
手順4.〜手順5.(S1112)を1回行っただけでは最初の19.92ミリ秒間だけPC111のデータ送信が行われないだけである。この効果を継続させるためには、約20ミリ秒間隔で手順4.〜手順5.(S1112)を繰り返せばよい。
なお、必ずしも本手順実施前に低優先度の通信が開始されている必要はなく、高優先度の通信開始後に低優先度の通信が開始された場合でも、本手順実施後は、低優先度通信の送信レートが制御され、高優先度通信のQoSを確保できる。
以下、本実施の形態に関する補足事項を、各節(<第1送信制御データの種類とQoS制御処理の実施タイミング>、<第1QoS制御部の設置位置>)で説明する。なお、<本発明の通信システムが適用できる環境>については第1実施形態例と同じであるため説明を省略する。
<第1送信制御データの種類とQoS制御処理の実施タイミング>
ここまでの説明では第1送信制御データ162がイーサネットのポーズフレームであるとして説明したが、送信を抑制する効果を有するものであればそれ以外でも構わない。例えば、ICMP始点抑制パケットや、ICMP宛先到達不能パケット、TCPのリセットセグメント、TCPのFINセグメントなどが利用可能である。なお、これらのパケットを利用すると、音声通信開始時の処理(図7のS1111)で一度第1送信制御データを送信するだけで、低優先度通信が中断をしてしまうため、その後の繰り返し処理(図7のS1112)は必要ない。また、ICMPパケットを用いる場合は、低優先度通信パケットのヘッダ部分のコピーを第1送信制御データに含める必要がある。また、TCPのセグメントを用いる場合には、低優先度通信のTCPヘッダのシーケンス番号や、ポート番号などが必要となる。なお、低優先度通信装置であるPC111はこれらの第1送信制御データを受信すると、行っていた低優先度通信を中断するため、イーサネットのポーズフレームを用いる場合のように、繰り返し第1送信制御データを送信する必要はない。なお、これらの第1送信制御データの詳細なデータフォーマットは、通常これらのパケットが通信相手装置もしくは中継装置などからエラー処理時や通信終了時に送られてくるものと同一であればよい。例えば、ICMP宛先到達不能パケット(図9)の場合は、IPヘッダ1301の送信元IPアドレスに第1ルータ112のIPアドレスを、宛先IPアドレスにPC111のIPアドレスを、ICMPヘッダ1302内のタイプフィールド1303には「宛先到達不能」を示す規定値を、1304には、第1送信制御データ送信までにPC111から第1ルータ112に対して送信されたパケットの一部(先頭から64バイト以上)を含めればよい。同様に、ICMP発信抑制パケット(図10)の場合は、IPヘッダ1401の送信元IPアドレスに第1ルータ112のIPアドレスを、宛先IPアドレスにPC111のIPアドレスを、ICMPヘッダ1402内のタイプフィールド1403には「宛先到達不能」を示す規定値を、1404には、第1送信制御データ送信までにPC111から第1ルータ112に対して送信されたパケットの一部(先頭から64バイト以上)を含めればよい。
ここまでの説明では第1送信制御データ162がイーサネットのポーズフレームであるとして説明したが、送信を抑制する効果を有するものであればそれ以外でも構わない。例えば、ICMP始点抑制パケットや、ICMP宛先到達不能パケット、TCPのリセットセグメント、TCPのFINセグメントなどが利用可能である。なお、これらのパケットを利用すると、音声通信開始時の処理(図7のS1111)で一度第1送信制御データを送信するだけで、低優先度通信が中断をしてしまうため、その後の繰り返し処理(図7のS1112)は必要ない。また、ICMPパケットを用いる場合は、低優先度通信パケットのヘッダ部分のコピーを第1送信制御データに含める必要がある。また、TCPのセグメントを用いる場合には、低優先度通信のTCPヘッダのシーケンス番号や、ポート番号などが必要となる。なお、低優先度通信装置であるPC111はこれらの第1送信制御データを受信すると、行っていた低優先度通信を中断するため、イーサネットのポーズフレームを用いる場合のように、繰り返し第1送信制御データを送信する必要はない。なお、これらの第1送信制御データの詳細なデータフォーマットは、通常これらのパケットが通信相手装置もしくは中継装置などからエラー処理時や通信終了時に送られてくるものと同一であればよい。例えば、ICMP宛先到達不能パケット(図9)の場合は、IPヘッダ1301の送信元IPアドレスに第1ルータ112のIPアドレスを、宛先IPアドレスにPC111のIPアドレスを、ICMPヘッダ1302内のタイプフィールド1303には「宛先到達不能」を示す規定値を、1304には、第1送信制御データ送信までにPC111から第1ルータ112に対して送信されたパケットの一部(先頭から64バイト以上)を含めればよい。同様に、ICMP発信抑制パケット(図10)の場合は、IPヘッダ1401の送信元IPアドレスに第1ルータ112のIPアドレスを、宛先IPアドレスにPC111のIPアドレスを、ICMPヘッダ1402内のタイプフィールド1403には「宛先到達不能」を示す規定値を、1404には、第1送信制御データ送信までにPC111から第1ルータ112に対して送信されたパケットの一部(先頭から64バイト以上)を含めればよい。
<第1QoS制御部の設置位置>
上記では、第1QoS制御部121の設置位置として、図5の911の位置としていたが、以下の条件を満たせばどのような設置位置でもかまわない。
上記では、第1QoS制御部121の設置位置として、図5の911の位置としていたが、以下の条件を満たせばどのような設置位置でもかまわない。
条件1.第1ルータ112と低優先度通信装置であるPC111の経路上に第1QoS制御装部が存在することという条件を満たせば、設置位置は限定されない。この条件を満たすことにより、第1QoS制御部121は、PC111に対してポーズフレームを送信することができたり、低優先度通信のデータの内容を利用することにより、<第1送信制御データの種類とQoS制御処理の実施タイミング>で述べたICMPパケットやTCPセグメントを生成するための情報を取得したりすることができる。
条件2.音声通信が検知できることという条件を満たせば、設置位置は限定されない。より詳しくいうと、第1IP電話機114が本発明の通信装置に対して明示的に音声通信に関する情報を送信するような場合は、任意の場所に設置してもよいが、第1IP電話機114が本発明の通信装置に対して明示的に音声通信に関する情報を送信しない場合は、本発明の通信装置が音声通信を検知するためには、本発明の通信装置が音声通信の経路上に存在する必要がある。
以上のような動作を行う通信装置、通信システムを利用することによって、低優先度の通信と高優先度の通信が競合するが、優先制御が行われていないネットワークにおいて、ルータを置き換えることなく優先制御機能を実現することができ、ユーザがプロバイダを変更せずにIP電話などのリアルタイム通信を容易に享受することができる。
<その他の実施形態例>
なお、本発明で説明した各実施の形態は、上述の処理手順をCPUに実行させるためのプログラムをCPUに実行させることによっても実現することが出来る。この場合、当該プログラムを記録媒体に格納し、その内容を記憶した装置の記憶装置(ハードディスクなど)から実行させても良いし、記録媒体から直接実行しても良い。ここでの記録媒体は、ROMやRAM、フラッシュメモリなどの半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスクなどの磁気ディスクメモリ、CD−ROMやDVD、BDなどの光ディスク、メモリカードなどの記録媒体をいう。
なお、本発明で説明した各実施の形態は、上述の処理手順をCPUに実行させるためのプログラムをCPUに実行させることによっても実現することが出来る。この場合、当該プログラムを記録媒体に格納し、その内容を記憶した装置の記憶装置(ハードディスクなど)から実行させても良いし、記録媒体から直接実行しても良い。ここでの記録媒体は、ROMやRAM、フラッシュメモリなどの半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスクなどの磁気ディスクメモリ、CD−ROMやDVD、BDなどの光ディスク、メモリカードなどの記録媒体をいう。
また、各実施の形態で説明したQOS制御部の機能を集積回路であるLSIとして実現しても良い。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
本発明にかかる通信装置、通信システムは、低優先度の通信と高優先度の通信が競合するが、優先制御が行われていないネットワーク一般に対して適用できる。例えば家庭でのインターネット接続環境におけるアクセス回線(ADSL回線など)や、家庭内LANや企業内LANにおける低速な通信路(無線区間や、電灯線など)で複数の通信が競合している場合などに適用できる。
1、101:第1家庭
2、102:インターネット
3、103:第1ISP
4、104:第2家庭
5、105:第2ISP
6、106:アクセス回線
7、107:LAN回線
11、111:PC
12、112:第1ルータ
13、113:サーバ
14、114:第1IP電話機
16、116:第2ルータ
17、117:第2IP電話機
121:第1QoS制御部
122:音声データ生成部
123:IP電話機の通信処理部
124:PCの通信処理部
125:PC上の通信アプリケーション
126:第2QoS制御部
131:PC−サーバ間の通信
132:IP電話−IP電話間の通信
641:第1QoS制御部内の優先度情報保持部
642:第1QoS制御部内の送信制御データ生成部
643:第1QoS制御部内のQoS情報保持部
741:第2QoS制御部内の受信送信制御データ処理部
742:第2QoS制御部内の送信レート制御部
900:第1LAN回線
901:第2LAN回線
902:第3LAN回線
911:QoS制御装置
921:QoS制御装置の通信処理部
2、102:インターネット
3、103:第1ISP
4、104:第2家庭
5、105:第2ISP
6、106:アクセス回線
7、107:LAN回線
11、111:PC
12、112:第1ルータ
13、113:サーバ
14、114:第1IP電話機
16、116:第2ルータ
17、117:第2IP電話機
121:第1QoS制御部
122:音声データ生成部
123:IP電話機の通信処理部
124:PCの通信処理部
125:PC上の通信アプリケーション
126:第2QoS制御部
131:PC−サーバ間の通信
132:IP電話−IP電話間の通信
641:第1QoS制御部内の優先度情報保持部
642:第1QoS制御部内の送信制御データ生成部
643:第1QoS制御部内のQoS情報保持部
741:第2QoS制御部内の受信送信制御データ処理部
742:第2QoS制御部内の送信レート制御部
900:第1LAN回線
901:第2LAN回線
902:第3LAN回線
911:QoS制御装置
921:QoS制御装置の通信処理部
Claims (14)
- 優先度が異なる複数の通信が行われるネットワークを介して通信を行う通信装置の1つであり、前記優先度に応じて通信を制御する通信装置であって、
各通信の優先度に関する優先度情報を保持する優先度情報保持手段と、
高優先度通信のQoS(Quality of Service)を確保するためのQoS情報を保持するQoS情報保持手段と、
前記QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、前記優先度情報に基づいて前記低優先度通信を行う低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信する送信制御データ生成手段と、
を含むことを特徴とする通信装置。 - 前記送信制御データ生成手段は、前記低優先度通信の送信レート、パケットの送信間隔及びパケット当たりの送信バイト数のいずれか1つを制御可能な第1送信制御データを生成することを特徴とする、請求項1に記載の通信装置。
- 前記送信制御データ生成手段は、前記第1送信制御データとしてイーサネットにおけるポーズフレームを生成することを特徴とする、請求項1に記載の通信装置。
- 前記送信制御データ生成手段は、前記第1送信制御データとしてICMP始点抑制パケットを生成することを特徴とする、請求項1に記載の通信装置。
- 前記送信制御データ生成手段は、前記第1送信制御データとしてICMP宛先到達不能パケットを生成することを特徴とする、請求項1に記載の通信装置。
- 前記高優先度通信装置によるネットワークを介した通信が行われているかどうかを検出する検出手段をさらに含み、
前記送信制御データ生成手段は、前記高優先度通信装置による通信が行われている場合にのみ前記低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信することを特徴とする、請求項1に記載の通信装置。 - 前記QoS情報保持手段内のQoS情報は、高優先度通信のQoSを確保するためのQoS値であり、
前記検出手段は、さらに高優先度通信の品質を示す値を算出し、
前記送信制御データ生成手段は、前記算出された品質を示す値と前記QoS値とを比較し、前記算出された品質を示す値が前記QoS値よりも小さい場合は、前記低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信することを特徴とする、請求項6に記載の通信装置。 - 前記送信制御データ生成手段は、前記算出された品質を示す値が前記QoS値よりも大きい場合は、前記低優先度通信装置への前記第1送信制御データの送信を停止することを特徴とする、請求項6に記載の通信装置。
- 前記送信制御データ生成手段は、低優先度通信の送信レートを調整する第1送信制御データと、前記第1送信制御データに基づく送信レートの調整処理を終了するための第2送信制御データとを生成することを特徴とする、請求項1に記載の通信装置。
- 通信の優先度に応じて通信を制御する通信装置と優先度が異なる複数の通信をそれぞれ行う複数の通信装置とが接続されている通信システムであって、
前記優先度に応じて通信を制御する通信装置は、
各通信の優先度に関する優先度情報を保持する優先度情報保持手段と、
高優先度通信のQoS(Quality of Service)を確保するためのQoS情報を保持するQoS情報保持手段と、
前記QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、前記優先度制御情報に基づいて前記低優先度通信を行う低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信する送信制御データ生成手段とを含み、
前記低優先度通信装置は、前記優先度に応じて通信を制御する通信装置から前記第1送信制御データを受信し、前記第1送信制御データに基づいて前記低優先度通信の送信を制御することを特徴とする、通信システム。 - 前記低優先度通信装置は、
前記第1送信制御データに含まれる低優先度通信の送信レートを解釈する受信データ処理部と、
前記受信データ処理部が解釈した送信レートに基づいて、低優先度通信の送信レートを制御する送信レート制御部と、
を含むことを特徴とする、請求項10に記載の通信システム。 - ネットワークを介して行われる優先度が異なる複数の通信において、低優先度通信を制御する制御装置が実行する送信制御プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
各通信の優先度に関する優先度情報を保持する優先度情報保持手段、
高優先度通信のQoS(Quality of Service)を確保するためのQoS情報を保持するQoS情報保持手段及び、
前記QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、前記優先度情報に基づいて前記低優先度通信を行う低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信する送信制御データ生成手段としてコンピュータを機能させる送信制御プログラムを記録したことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 優先度が異なる複数の通信が行われるネットワークにおいて、低優先度通信を制御する集積回路であって、
各通信の優先度に関する優先度情報を保持する優先度情報保持手段と、
高優先度通信のQoS(Quality of Service)を確保するためのQoS情報を保持するQoS情報保持手段と、
前記QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、前記優先度情報に基づいて前記低優先度通信を行う低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信する送信制御データ生成手段と、
を含むことを特徴とする集積回路。 - ネットワークを介して行われる優先度が異なる複数の通信において、低優先度通信を制御する制御方法であって、
各通信の優先度に関する優先度情報を保持する優先度情報保持ステップと、
高優先度通信のQoS(Quality of Service)を確保するためのQoS情報を保持するQoS情報保持ステップと、
前記QoS情報に基づいて低優先度通信の送信を制御するための第1送信制御データを生成し、前記優先度情報に基づいて前記低優先度通信を行う低優先度通信装置に前記第1送信制御データを送信する送信制御データ生成ステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014015A JP2006203639A (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | 通信装置、通信システム、記録媒体、集積回路及び制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014015A JP2006203639A (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | 通信装置、通信システム、記録媒体、集積回路及び制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006203639A true JP2006203639A (ja) | 2006-08-03 |
Family
ID=36961233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005014015A Pending JP2006203639A (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | 通信装置、通信システム、記録媒体、集積回路及び制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006203639A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008160557A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 受信装置、送信装置及び中継装置 |
JPWO2009093473A1 (ja) * | 2008-01-25 | 2011-05-26 | パナソニック株式会社 | 中継装置、端末、優先通信制御方法、プログラム及び記録媒体 |
JP2011176693A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | 移動体無線通信装置、tcpフロー制御装置及びその方法 |
US8214552B2 (en) | 2007-01-11 | 2012-07-03 | Sony Corporation | Transmission apparatus, transmission method, communication apparatus, and program |
GB2516362A (en) * | 2013-06-04 | 2015-01-21 | Netgear Inc | System and method for providing dynamic QoS to maximize bandwidth utilization |
WO2020116318A1 (ja) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | 日本電信電話株式会社 | 経路制御方法及び経路制御装置 |
-
2005
- 2005-01-21 JP JP2005014015A patent/JP2006203639A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008160557A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 受信装置、送信装置及び中継装置 |
US8214552B2 (en) | 2007-01-11 | 2012-07-03 | Sony Corporation | Transmission apparatus, transmission method, communication apparatus, and program |
JPWO2009093473A1 (ja) * | 2008-01-25 | 2011-05-26 | パナソニック株式会社 | 中継装置、端末、優先通信制御方法、プログラム及び記録媒体 |
JP2011176693A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | 移動体無線通信装置、tcpフロー制御装置及びその方法 |
GB2516362A (en) * | 2013-06-04 | 2015-01-21 | Netgear Inc | System and method for providing dynamic QoS to maximize bandwidth utilization |
GB2516362B (en) * | 2013-06-04 | 2015-07-15 | Netgear Inc | System and method for providing dynamic QoS to maximize bandwidth utilization |
WO2020116318A1 (ja) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | 日本電信電話株式会社 | 経路制御方法及び経路制御装置 |
JP2020092317A (ja) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | 日本電信電話株式会社 | 経路制御方法及び経路制御装置 |
JP7035988B2 (ja) | 2018-12-04 | 2022-03-15 | 日本電信電話株式会社 | 経路制御方法及び経路制御装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11316795B2 (en) | Network flow control method and network device | |
US8565077B2 (en) | System and method for enhancing network quality of service | |
JP4351159B2 (ja) | ネットワークゲートウェイにおけるクォリティオブサービスの管理 | |
TWI226174B (en) | Method and apparatus to manage packet fragmentation | |
US20180063846A1 (en) | Access line bonding and splitting methods and apparatus | |
US7948883B1 (en) | Applying router quality of service on a cable modem interface on a per-service-flow basis | |
AU772524B2 (en) | Method and system for discarding and regenerating acknowledgment packets in ADSL communications | |
Zinner et al. | Dynamic application-aware resource management using software-defined networking: Implementation prospects and challenges | |
JP4016728B2 (ja) | 音声パケット優先制御装置とその方法 | |
US11968111B2 (en) | Packet scheduling method, scheduler, network device, and network system | |
JP2003518817A (ja) | パケットスケジューリングを用いるネットワーク交換方法 | |
JP2006203639A (ja) | 通信装置、通信システム、記録媒体、集積回路及び制御方法 | |
US20220006744A1 (en) | Service forwarding method and network device | |
JP3733943B2 (ja) | データ転送速度調停システム及びそれに用いるデータ転送速度調停方法 | |
WO2011012022A1 (zh) | 基站接口控制器、基站级联传输系统及级联传输方法 | |
EP1341350B1 (en) | A method for congestion detection for IP flows over a wireless network | |
JPWO2006070542A1 (ja) | 通信装置、記憶媒体、集積回路および通信システム | |
Cisco | Implementing a Wide Area Network | |
JP2007243382A (ja) | ネットワーク伝送装置およびその制御方法 | |
Tschofenig et al. | Report from the IAB/IRTF Workshop on Congestion Control for Interactive Real-Time Communication | |
Macura et al. | Integration of Multimedia Traffic Into Computer Network | |
JP2015091015A (ja) | パケット制御方法、パケット制御システム及びパケット制御プログラム | |
JP2004320673A (ja) | パケット転送装置 | |
Wei et al. | Users/applications based QoS system under Linux | |
Park et al. | Preventing network performance interference with ACK-separation queuing mechanism in a home network gateway using an asymmetric link |