JP2006261897A - 端末アダプタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優先度が高いデータフレームを優先的に転送して、インターネットにおけるＱｏＳ保証を行う。
【解決手段】ネットワークに接続され、フレームを送受信する送受信部と、各種処理を行う制御部と、前記制御部が使用するデータが格納された記憶部と、を備える端末アダプタ装置であって、前記記憶部には、受信したデータフレームが格納される受信キューが設けられ、前記制御部は、前記受信したデータフレームの優先度を判定し、前記判定された優先度の順に前記受信データフレームを受信キューに格納し、前記キューに格納されたデータフレームを、当該データフレームに付与された優先度順に取り出して転送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＡＮに接続された端末をインターネットを接続するための端末アダプタ装置に関し、特に、ＱｏＳの制御技術に関する。

近年、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークによるリアルタイムトラヒックのＱｏＳ制御に関する検討が活発化している。ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）は、ＥＣＮ（Explicit Congestion Notification）仕様の標準化をすすめている（例えば、非特許文献１参照）。

通信経路に存在する中継ルータにおいてパケットが輻輳すると、キューがオーバフローする。ＥＣＮによると、中継ルータは、受信パケットを廃棄する前に、ネットワークにおける輻輳の発生を、受信ノードに対して通知する。すなわち、中継ルータは、ＩＰパケットのＥＣＮフィールド（ＩＰｖ４の場合にはＴＯＳ（Type Of Service）フィールドの下位２ビット、ＩＰｖ６の場合にはＴＣ（Traffic Class）フィールドの下位２ビット）に設定し、輻輳の発生を通知する。

現在のインターネットでは、一部のファイヤウォール機器がＥＣＮフィールドが設定されているパケットを廃棄することがある。また、途中の中継ルータがＥＣＮフィールドを書き換えてしまことがある。

また、ＲＦＣ３１６８では、中継ルータがＥＣＮフィールドを設定するタイミングは規定していない。バーストトラヒックの受信等によって、キューに滞留しているパケット数が一時的に多くなった場合にＥＣＮフィールドを設定することがある。実際には輻輳が発生していないにもかかわらず、受信ノードは輻輳が発生してパケットが廃棄されえていると認識して、例えばＴＣＰ／ＩＰの輻輳制御アルゴリズムが働いてしまい、スループットが低下する問題も生じる。

また、公知のＩＰ技術とＱｏＳ技術とを組み合わせることによって、インターネットサーバとＬＡＮ端末間のパケット又はＬＡＮ端末間のパケットの優先制御を実現できる。
IETF RFC3168、The Addition of Explicit Congestion Notification (ECN) to IP

家庭に設置する端末アダプタ装置が、複数種類のトラヒック（例えば、ＩＰｖ６マルチキャストビデオストリーム、ＩＰｖ４／ＩＰｖ６ ＶｏＩＰパケット、ＩＰｓｅｃデータストリーム）を、インターネット側から受信してＬＡＮ側端末に配信する場合を考える。最も帯域の狭いＶｏＩＰストリームを優先的に転送するＱｏＳ制御を行う際に、ＶｏＩＰ以外のストリームの優先廃棄と、ＶｏＩＰストリームの優先転送とをソフトウェアで実装する場合には、上りＶｏＩＰトラヒックと下りＶｏＩＰトラヒックが同一のキュー資源を共用するため、下りトラヒックの優先制御によって上りトラヒックの優先制御が期待どおりの働きをしないこと（又は、その逆）がある。

ＷＡＮ側はＶＬＡＮ技術を用いることにより、ＶＬＡＮ ＩＤ又はＶＬＡＮの優先度（VLAN Priority）によって、下りトラヒックの優先度をＬ２レベルで設定することができる。しかし、家庭内のＬＡＮではＶＬＡＮ機能が実装されてない場合が多く、ＬＡＮ側Ｉ／ＦにはＶＬＡＮを設定することができない。また、ＶｏＩＰトラヒックは、お互い独立な双方向のＲＴＰパケットで転送されるが、Ｌ２／Ｌ３レベルではこの双方向トラヒックを同一セッションに属するストリームとして認識していないので、実効性の高いＱｏＳ制御が困難であった。

本発明の第１の目的は、インターネットを利用したリアルタイム通信サービスにおいて、ＶｏＩＰのような双方向のデータストリームを使用する通信サービスに対して、同時に使用する他の通信サービスとは異なるＱｏＳ制御を行うことにある。このため、ユーザ宅に設置された端末アダプタ装置と対向する端末アダプタ装置との間でＱｏＳを保証した通信を行う端末アダプタ装置の構成を提供し、従来の電話サービスと同等のサービス品質を提供する場合に、端末アダプタにおけるＱｏＳを保証する通信システムを実現することにある。

本発明の第２の目的は、上記ＱｏＳサービスを実現するためのＱｏＳ設定情報のパラメータの設定を簡単化又は自動化することによって、端末アダプタ装置及びゲートウェイ装置を使用する際の設定の利便性を高めることにある。

例えば、家庭に設置した端末アダプタ装置と複数の端末アダプタ装置との間でＶｏＩＰのＲＴＰセッションを設定する場合に、対向地点毎にどのような通信品質を保証するかというＱｏＳ設定ポリシを自動的に設定できれば、ユーザの利便性は飛躍的に向上すると考えられる。通常、家庭内からネットワークへアクセスする場合には、ユーザの利便性を高めるために、複数の地点と同時に接続すること求められている。インターネット接続サービスを行うＩＳＰ又は会社等のＣＵＧ（Closed User Group）へのＶＰＮ接続サービスを、従来のインターネット接続サービスと同等の使い勝手で実現することは、多地点のリアルタイム通信を実現する上で重要である。

本発明に係る端末アダプタ装置は、ネットワークに接続され、フレームを送受信する送受信部と、各種処理を行う制御部と、前記制御部が使用するデータが格納された記憶部と、を備え、前記記憶部には、受信したデータフレームが格納される受信キューが設けられ、前記制御部は、前記受信したデータフレームの優先度を判定し、前記判定された優先度の順に前記受信データフレームを受信キューに格納し、前記キューに格納されたデータフレームを、当該データフレームに付与された優先度順に取り出して転送する。

本発明によると、優先度が高いデータフレームを優先的に転送するので、ＱｏＳを保証することができる。

まず、本発明に係るＱｏＳ端末アダプタ装置の特徴を説明する。

（１）ＬＡＮからＷＡＮへのＶｏＩＰトラヒックは、常に最優先のＱｏＳ制御を行うＱｏＳ制御手段を備える。この方法は、ＬＡＮ内トラヒックに対して優先度を設定できない端末アダプタ装置における最も簡単な上りトラヒックのＱｏＳ制御方法である。しかし、上り方向にＶｏＩＰと同等のＱｏＳ制御を必要とするサービスが存在する場合（例えば、Winny等の大容量ファイル交換Ｐ２Ｐサービス）には十分な効果が得られない。

（２）Ｌ２レベルのclassification（ＣＰＵの前段に設けられたＬ２スイッチが、ＬＡＮからＷＡＮへの優先トラヒックを識別等）を用いることによって、上りトラフックのＱｏＳを制御する。この方法は、サービスが競合する場合の問題を解決することができるが、優先制御する端末を接続する物理ポートが限定されるので、ＱｏＳ端末アダプタ装置の使い勝手が必ずしもよいとはいえない。

（３）端末アダプタ装置に対する下り優先トラヒックがある閾値以上滞留した場合には、tail drop（パケットを破棄）する。これと同時に、キューに滞留している下り（ＲＴＰ／ＩＰ）パケットのＩＰヘッダの中にあるＥＣＮフォールドのＣＥビットを”１”に設定する。このＣＥビットの設定によって、端末アダプタ装置の受信キューが輻輳状態にあり、優先パケットが廃棄される可能性があることを、ＬＡＮ端末に通知する。この方法は、端末アダプタ装置がＥＣＮマーキングを行うことにより、対向端末アダプタ装置に収容された上流側のＬＡＮ端末で品質を監視することができる。よって、ユーザ操作により優先トラヒックに対して干渉又は雑音と考えられるトラヒックを制限する判断が可能になる。

（４）端末アダプタ装置は、ＲＴＣＰパケットを監視（snoop）する手段を備え、ＲＴＣＰパケットに含まれるネットワークの品質特性（ジッタ、パケットロス等）の情報を把握する。よって、端末の助けを必要とせずに端末の品質特性を把握することができ、動的にＱｏＳを制御することができる。この方法によると、端末の他に端末アダプタ装置が通信品質特性を把握することによって、非優先トラヒックが廃棄される閾値を下げる（廃棄されやすくする）ことができ、優先トラヒックの品質を高める動的ＱｏＳ制御が可能になる。

なお、本明細書において、「パケット」と「フレーム」とは同じ意味を有するが、一般に、Ｌ２以下のレイヤでは「フレーム」と称し、Ｌ３以上のレイヤでは「パケット」と称するので、その呼び方に合わせて記載している。

次に、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態のネットワーク及びその周辺の構成を示すブロック図である。

本発明の実施の形態のネットワークは、インターネット１、ＩＳＰ網２、アクセス網（ＩＰｖ４網）３及びアクセス網（ＩＰｖ６網）４によって構成されている。

ＩＳＰ網２は、インターネット・サービス・プロバイダによって提供されるネットワークである。ＩＳＰ網２は、ＩＰｖ４プロトコルを用いてパケットを転送し、アクセス網３、４からのアクセスをインターネット１に中継する。

ＩＳＰ網２は、インターネット・サービス・プロバイダによって提供されるネットワークであり、アクセス網３、４からのアクセスをインターネット１に中継する。

アクセス網３は、ＩＰｖ４プロトコルを用いてパケットを転送するＩＰｖ４網で構成されており、ユーザ宅に設置された通信装置をＩＳＰ網２に接続する。アクセス網４は、ＩＰｖ６プロトコルを用いてパケットを転送するＩＰｖ６網で構成されており、ユーザ宅に設置された通信装置をＩＳＰ網２に接続する。

ＩＰｖ４網３は、ＬＡＣ１１及びＬＮＳ１２を備える。ＬＡＣ（L2TP Access Concentrator）１１は、ＩＰｖ４網３内に設けられたユーザ側のアクセスポイントである。ＬＮＳ（L2TP Network Server）１２は、ＩＰｖ４網３内に設けられたＩＳＰ網側のアクセスポイントである。

ＬＡＣ１１とＬＮＳ１２との間は、ＶＰＮ（Virtual Private Network）が設定されており、第２層トンネリングプロトコル（Ｌ２ＴＰ：Layer2 Tunneling Protocol）２２によってフレームを転送する。

ＩＰｖ４網３内では、Ｌ２ＴＰによって、ユーザ宅からのＰＰＰ通信をトンネリングする。すなわち、ユーザ宅からの着信を受けたＬＡＣは、ＰＰＰのユーザー認証によって、代理的に正当なユーザであることを確認した後、ＬＮＳ１２との間でトンネルを生成する。ＬＡＣ１１とＬＮＳ１２との間でトンネルが確立された後は、ＩＳＰ網２の認証サーバ（例えば、ＲＡＤＩＵＳサーバ等）によって正式な認証がなされる。そして、ユーザ宅のＰＣ１８は、ＩＳＰ網２内のサーバとＰＰＰのネゴシエーションを行なった後に、インターネットに接続して通信をする。

ユーザ宅５内には端末アダプタ装置９が設置されている。端末アダプタ装置９は、コンピュータ１８に接続されており、コンピュータ１８からのインターネット１へのアクセスを中継する。なお、図示を省略するが、ＩＰｖ４網３が光ネットワークである場合、ユーザ宅５には光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が、端末アダプタ装置９とＩＰｖ４網３の間に設置される。

ＩＰｖ４／ｖ６網４は、ＳＧＷ１３、ＳＩＰサーバ１４及びコンテンツ配信サーバ１５を備える。

ＳＧＷ（Security Gate Way）１３は、ＩＳＰ網２とＩＰｖ４／ｖ６網４との間に設けられる、パケットにセキュリティを提供するルータである。また、ＩＳＰ網とホームネットワークとの接点には、通信品質を保証するＨＧＷ（Home Gate Way）装置としてのＱｏＳ端末アダプタ装置（１０Ａ、１０Ｂ）が設置されている。ユーザ宅内に設けられたＰＣは、ＱｏＳ端末アダプタ装置（１０Ａ、１０Ｂ）及びＳＧＷ１３を経由して、インターネットに接続する。

ＳＧＷ１３とＱｏＳ端末アダプタ装置（１０Ａ、１０Ｂ）は（網の接点では）ＩＰｖ４パケットをＩＰｖ６にカプセル化して転送する。また、ＳＧＷ１３とＱｏＳ端末アダプタ装置（１０Ａ、１０Ｂ）との間は、ＩＰｓｅｃ（Security Architecture for Internet Protocol）によって秘匿化した通信をし、ユーザ宅からの通信を転送する。

ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）サーバ１４は、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）技術を用いたＩＰ電話の通話を制御するサーバである。この通話制御のため、ＳＩＰ端末（ＩＰ電話機１６、１７）の位置情報を記憶するデータベースを有する。このデータベースには、ＵＲＬ、ＩＰアドレス、待受ポート、ＳＩＰ経路情報、ゲートウェイの場所及びプロキシの場所等が記憶される。ＶｏＩＰサービスはＰｕｒｅ−ＩＰｖ４網、もしくはＰｕｒｅ−ＩＰｖ６網によって提供されるとする。

コンテンツ配信サーバ１５は、ユーザ宅のＳＴＢ１９、２０に動画像データ等のストリーミングデータを供給する。ストリーミングデータを提供するＩＰ放送サービスはＰｕｒｅ−ＩＰｖ６網によって提供されるとする。

この場合には、コンテンツ配信サーバ１５から送信されるストリーミングデータはＩＰｖ６のマルチキャストによって送信される。

これらのインターネット接続、ＶｏＩＰ、ＩＰ放送の各サービスは同時に提供され、ＶｏＩＰサービスを最優先としてネットワークシステムが協調して動作する必要がある。

ユーザ宅６内にはＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ａが設置されている。ＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ａには、ＩＰ電話機１６が接続されており、ＩＰ電話機１６からのＶｏＩＰプロトコルによる通信を中継する。また、ＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ａには、ＳＴＢ（Set Top Box）１９が接続されている。ＳＴＢ１９は、テレビ等の映像表示装置が接続されており、コンテンツサーバ１５から送信されるストリーミングデータを受信する。また、ＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ａは、コンピュータからのインターネット１へのアクセスを中継する。

なお、図示を省略するが、ＩＰｖ４／ｖ６網４が光ネットワークである場合、ユーザ宅６には光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）がＱｏＳ端末アダプタ装置１０ＡとＩＰｖ４/６網４の間に設けられる。

同様に、ユーザ宅７内にはＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ｂが設置されている。ＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ｂには、ＩＰ電話機１７及びＳＴＢ２０が接続されている。ＩＰｖ４／ｖ６網４が光ネットワークである場合、ユーザ宅７には光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が設けられる。

ＩＰ電話機１６、１７から、ＶｏＩＰプロトコルに従った接続要求（発呼）があると、ＳＩＰサーバ１４は通信相手の位置情報をデータベースから取得する。そして、ＳＩＰサーバ１４はＩＰ電話機１６、１７と、通話開始のための信号手順を実行する（２４）。着呼側ＩＰ電話機の呼び出しが完了すると、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）プロトコルにより、ＩＰ電話機１６、１７の間で直接パケットを転送する（２５）。

図２は、本発明の実施の形態のＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ａの構成を示すブロック図である。

ＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ａは、ＣＰＵ２６、Ｌ２スイッチ３１、メモリ３２及び表示装置３３を備える。

ＣＰＵ２６は、演算処理を行うコアＣＰＵ２７と、暗号化／復号化処理を行うＣＲＹＰＲＯ ＥＮＧＩＮＥ２８と、ＬＡＮに対するデータの転送を制御するＬＡＮ ＭＡＣ２９と、ＷＡＮに対するデータの転送を制御するＷＡＮ ＭＡＣ３０とを備える。

ＣＲＹＰＲＯ ＥＮＧＩＮＥ２８は、暗号化演算及び復号化計算をハードウェアによって高速に実行する暗号化／復号化エンジンであり、ＥＳＰ(Encapsulation Security Payload)等の計算負荷の重いＩＰｓｅｃ処理に用いられる。

ここで、ＷＡＮは、インターネットに対する接続回線であり、本実施の形態ではＩＰｖ４／ｖ６網４である。また、ＬＡＮは、ユーザ宅内に設けられるイーサネット（登録商標、以下同じ）等のネットワークである。

メモリ３２は、ＣＰＵ２６の動作に必要なプログラム及びデータを記憶する。

Ｌ２スイッチ３１は、ＬＡＮ ＭＡＣ２９に接続されている。Ｌ２スイッチ３１は、複数のポートが設けられており、各ポートには、コンピュータ１８、セットトップボックス１９及びＩＰ電話機１６が接続されており、ＬＡＮに対して出力されるデータ又はＬＡＮから入力されるデータの経路を切り替える。なお、ＩＰ電話機１６は、後述するＱｏＳ制御のために、予め定められたポートに接続される。

表示装置３３は、ＣＰＵ２６に接続されている。表示装置３３は、受信キューの状態や、転送されるデータの品質情報を報知する。

なお、ＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ｂも、ＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ａと同じ構成を有し、同じ動作をする。

図３は、本発明の実施の形態のＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ａの機能ブロック図である。なお、本図では、ＷＡＮ側からＬＡＮ側へのデータの転送を示す。なお、同様に、ＬＡＮ側からＷＡＮ側へもデータの転送することができる。

ＷＡＮ ＭＡＣ３０は、ＷＡＮからのフレームを受信し、受信したフレームをリングバッファ１０２にＤＭＡ転送する。

Ｌ(Layer)２のＢＨ(Bottom Half)処理部１０１は、リングバッファ１０２、ＣＸキュー１１１及び送信キュー１１４を備える。

リングバッファ１０２は、メモリ３２に設けられており、ＷＡＮ ＭＡＣ３０が受信したフレームを、受信キューに転送するまでの間、一時的に格納する。

受信キュー１０３は、メモリ３２に設けられており、ＷＡＮ（及び、ＬＡＮ）から受信した全てのフレームが格納される。具体的には、受信キュー１０３に滞留しているフレームが予め定めた閾値（netdev_max_backlog）に満たなければ、ネットワークドライバがフレームをリングバッファ１０２から読み出して受信キュー１０３に格納する。

受信ソケットバッファ１０４は、受信キュー１０３に格納されたフレームのうち、自装置宛のパケットがコピーされる。

自宛処理部１０５は、受信ソケットバッファ１０４に格納されたパケットを順に取り出して、処理する。例えば、ＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ａが、SIP PROXY又はRTP PROXYとして機能する場合、受信したパケットに基づいて、新たなパケットを生成する。そして、生成されたパケットは、送信ソケットバッファ１０５に格納され、送信キュー１１４に格納される。

ＩＰｖ４処理部（Pure-IPv4）１０７は、受信キュー１０３に格納されたフレームのうち、他装置宛のＩＰｖ４パケットが転送される。また、ＩＰｖ４処理部１０７は、ＩＰｖ４の処理（例えば、ＶｏＩＰの音声データの転送処理）を実行し、処理が終了したパケットを送信キュー１１４に格納する。

ＩＰｖ６前処理部１０８は、受信キュー１０３に格納されたフレームのうち、他装置宛のＩＰｖ６パケットが転送される。また、ＩＰｖ６前処理部１０８は、転送されたＩＰｖ６パケットがＩＰｓｅｃ処理すべきものかを判定する。

ＩＰｖ６処理部（Pure-IPv6/Multicast）１０９は、ＩＰｓｅｃ処理が不要なＩＰｖ６パケットを処理し、処理が終了したパケットを送信キュー１１４に格納する。

ＥＳＰ部１１０は、ＩＰｓｅｃ処理が必要なＩＰｖ６パケットを処理する。すなわち、ＷＡＮから受信したパケットを復号化するためにＣＸキュー１１１に出力する。また、ＬＡＮ側からＷＡＮ側へデータを転送する場合、ＬＡＮから受信したパケットを暗号化するためにＣＸキュー１１１に出力する。

ＣＸキュー１１１は、ＤＭＡ転送によって、ＣＲＹＰＴＯ ＥＮＧＩＮＥ２８に送られるパケットを一時的に格納する。

ＣＲＹＰＴＯ ＥＮＧＩＮＥ２８は、ＷＡＮから受信したＩＰｓｅｃパケットを復号化し、ＬＡＮから受信したＩＰｓｅｃパケットを暗号化する。

タスクレットキュー１１２は、ＣＲＹＰＴＯ ＥＮＧＩＮＥ２８によって復号化されたパケットがＤＭＡ転送によって入力され、復号化されたパケットを一時的に格納する。

タスクレットキュー１１２に格納された復号化パケットは、ＩＰｓｅｃトンネル転送のためにカプセル化されている。よって、ＩＰｓｅｃトンネル処理部１１３は、このカプセル化されたパケットをデカプセル処理する。

また、ＬＡＮ側からＷＡＮ側へデータを転送する場合、タスクレットキュー１１２に格納された暗号化パケットは、ＩＰｓｅｃトンネル転送のためにカプセル化しなければならない。よって、ＩＰｓｅｃトンネル処理部１１３は、この暗号化されたパケットをカプセル化する。

ＩＰｓｅｃトンネル処理部１１３は、このカプセル化又はデカプセル化されたパケットを、送信キュー１１４に格納する。

送信キュー１１４は、ＱｏＳ端末アダプタ装置１０Ａから送信される、フレームを一時的に格納する。

ＬＡＮ ＭＡＣ２９は、送信キュー１１４に格納された送信待ちパケットをＤＭＡ転送によって読み出して、ＬＡＮポート（又は、ＷＡＮポート）へ出力する。

なお、図中、Ｈ／Ｗ、Ｌ２、Ｌ３、ＡＰＬは処理のレイヤを示す。すなわち、Ｈ／Ｗは物理層、Ｌ２はデータリンク層、Ｌ３はネットワーク層、ＡＰＬはアプリケーション層の処理であることを示す。

図４は、本発明の実施の形態のＱｏＳ端末アダプタ装置１０ＡのＷＡＮからＬＡＮへパケットを転送する処理のフローチャートである。

まず、ＷＡＮ ＭＡＣ３０が、ＷＡＮから入力されたフレームを、リングバッファ１０２にＤＭＡ転送をする（Ｓ２０１）。

次に、受信キュー１０３に滞留しているパケット数と予め定めた閾値（netdev_max_backlog）とを比較する。その結果、受信キュー１０３の滞留パケット数が閾値以上であれば（閾値に等しければ）、受信キュー１０３にパケットを格納することができないので、パケットを破棄する（Ｓ２０４）。また、表示装置３３に、受信キュー１０３の滞留パケット数が閾値以上であることを表示する。

一方、受信キュー１０３の滞留パケット数が閾値に満たなければ、Ｌ(Layer)２のＢＨ(Bottom Half)処理部１０１のパケット処理プログラムであるネットワークデバイスドライバがリングバッファ１０２に格納されているパケットを受信キュー１０３に格納する（Ｓ２０３）。

その後、次に受信キュー１０３から取り出されるパケットの宛先が自装置か、他装置かを判定する（Ｓ２０５）。その結果、自装置宛のパケットであれば、自装置内で処理する必要があるので、受信キュー１０３からパケットを取り出して、パケットを受信ソケットバッファ１０４に格納する（Ｓ２０６）。

一方、他装置宛のパケットであれば、そのパケットはＩＰｖ４パケットであるか否かを判定する（Ｓ２０７）。

その結果、受信キュー１０３から取り出されるパケットがＩＰｖ４パケットであれば、パケットをＩＰｖ４処理部１０７に送り、ＩＰｖ４の処理を実行する（Ｓ２０８）。その後、ステップＳ２１１に進み、ＬＡＮ ＭＡＣ２９によってパケットをＬＡＮポートへ出力する。

一方、受信キュー１０３から取り出されるパケットがＩＰｖ４パケットでなければ、そのパケットをＩＰｖ６前処理部１０８に送る。

ＩＰｖ６前処理部１０８では、入力されたパケットがＩＰｓｅｃ処理すべきものか否かを判定する（Ｓ２０９）。

その結果、パケットがＩＰｓｅｃ処理されるものでなければ、パケットをＩＰｖ６処理部１０９に送り、ＩＰｖ６の処理を実行する（Ｓ２１０）。その後、ステップＳ２１１に進み、ＬＡＮ ＭＡＣ２９によってパケットをＬＡＮポートへ出力する。

一方、パケットがＩＰｓｅｃ処理されるものであれば、パケットを復号化するために、ＥＳＰ部１１０へ送る。ＥＳＰ部１１０は、復号化の対象となるパケットを、ＣＸキュー１１１に出力する（Ｓ２１２）。

ＣＸキュー１１１に格納されたパケットは、ＤＭＡ転送によってＣＲＹＰＴＯ ＥＮＧＩＮＥ２８に送られる。そして、ＣＲＹＰＴＯ ＥＮＧＩＮＥ２８で復号化された後、ＤＭＡ転送によって、タスクレットキュー１１２に送られる（Ｓ２１４）。

タスクレットキュー１１２に格納された復号化されたパケットは、ＩＰｓｅｃトンネル処理部１１３によって読み出される。ＩＰｓｅｃトンネル処理部１１３では、カプセル化されたパケットをデカプセル処理する（Ｓ２１５）。

その後、ステップＳ２１１に進み、ＬＡＮ ＭＡＣ２９によってパケットをＬＡＮポートへ出力する。すなわち、各種処理が終了したパケットを送信キュー１１４に格納する。ＬＡＮ ＭＡＣ２９は送信キュー１１４に格納された送信パケットを順に読み出して、ＬＡＮポートに出力する（Ｓ２１１）。

パケットをＬＡＮポートへ出力すると、ステップＳ２０１に戻り、次のパケットを処理する。

図５は、本発明の実施の形態のＱｏＳ端末アダプタ装置１０ＡのＬＡＮからＷＡＮへパケットを転送する処理のフローチャートである。

まず、ＬＡＮ ＭＡＣ２９が、ＬＡＮから入力されたフレームを、リングバッファ１０２にＤＭＡ転送をする（Ｓ２２１）。

次に、受信キュー１０３に滞留しているパケット数と予め定めた閾値（netdev_max_backlog）とを比較する。その結果、受信キュー１０３の滞留パケット数が閾値以上であれば（閾値に等しければ）、受信キュー１０３にパケットを格納することができないので、パケットを破棄する（Ｓ２０４）。また、表示装置３３に、受信キュー１０３の滞留パケット数が閾値以上であることを表示する。

一方、受信キュー１０３の滞留パケット数が閾値に満たなければ、Ｌ(Layer)２のＢＨ(Bottom Half)処理部１０１のパケット処理プログラムであるネットワークデバイスドライバがリングバッファ１０２に格納されているパケットを受信キュー１０３に格納する（Ｓ２２３）。

その後、次に受信キュー１０３から取り出されるパケットの宛先が自装置か、他装置かを判定する（Ｓ２２５）。その結果、自装置宛のパケットであれば、自装置内で処理する必要があるので、受信キュー１０３からパケットを取り出して、パケットを受信ソケットバッファ１０４に格納する（Ｓ２２６）。

一方、他装置宛のパケットであれば、そのパケットはＩＰｖ４パケットであるか否かを判定する（Ｓ２２７）。

その結果、受信キュー１０３から取り出されるパケットがＩＰｖ４パケットであれば、パケットをＩＰｖ４処理部１０７に送り、ＩＰｖ４の処理を実行する（Ｓ２２８）。その後、ステップＳ２３１に進み、ＷＡＮ ＭＡＣ３０によってパケットをＷＡＮポートへ出力する。

一方、受信キュー１０３から取り出されるパケットがＩＰｖ４パケットでなければ、そのパケットをＩＰｖ６前処理部１０８に送る。

ＩＰｖ６前処理部１０８では、入力されたパケットがＩＰｓｅｃ処理すべきものか否かを判定する（Ｓ２２９）。

その結果、パケットがＩＰｓｅｃ処理されるものでなければ、パケットをＩＰｖ６処理部１０９に送り、ＩＰｖ６の処理を実行する（Ｓ２３０）。その後、ステップＳ２３１に進み、ＷＡＮ ＭＡＣ３０によってパケットをＷＡＮポートへ出力する。

一方、パケットがＩＰｓｅｃ処理されるものであれば、パケットを暗号化するために、ＥＳＰ部１１０へ送る。ＥＳＰ部１１０は、暗号化の対象となるパケットを、ＣＸキュー１１１に出力する（Ｓ２３２）。

ＣＸキュー１１１に格納されたパケットは、ＤＭＡ転送によってＣＲＹＰＴＯ ＥＮＧＩＮＥ２８に送られる。そして、ＣＲＹＰＴＯ ＥＮＧＩＮＥ２８で暗号化された後、ＤＭＡ転送によって、タスクレットキュー１１２に送られる（Ｓ２３４）。

タスクレットキュー１１２に格納された暗号化されたパケットは、ＩＰｓｅｃトンネル処理部１１３によって読み出される。ＩＰｓｅｃトンネル処理部１１３では、パケットをカプセル化する処理を行う（Ｓ２３５）。

その後、ステップＳ２３１に進み、ＷＡＮ ＭＡＣ３０によってパケットをＷＡＮポートへ出力する。すなわち、各種処理が終了したパケットを送信キュー１１４に格納する。ＷＡＮ ＭＡＣ３０は送信キュー１１４に格納された送信パケットを順に読み出して、ＷＡＮポートに出力する（Ｓ２３１）。

パケットをＷＡＮポートへ出力すると、ステップＳ２２１に戻り、次のパケットを処理する。

図６は、本発明の実施の形態の受信キュー１０３の説明図である。

受信キュー１０３には、受信したパケットが取り出される順に格納されている。

また、受信キュー１０３は、非優先パケット格納領域６１と、優先パケット格納領域６２とに区分されている。

また、受信キュー１０３に関して、以下のパラメータが設定されている。

優先対象しきい値（dl_qos）は、優先パケット格納領域６２に格納されるパケットの優先度の最低値を規定する。すなわち、dl_qos以上の優先度が付されたパケットは、優先制御の対象となる。

非優先パケット廃棄閾値（dl_qos_low_threshold）は、非優先パケット格納領域６１に格納できるパケットの最大値を規定する。なお、非優先パケット廃棄閾値を大きくすることによってスループットは向上するが、パケット転送の遅延時間が増加する。

優先パケットの廃棄閾値（dl_qos_high_threshold）は、優先パケット格納領域６２に格納できるパケットの最大値を規定する。

キュー長閾値（netdev_max_backlog）は、受信キュー１０３に格納できるパケットの最大長を規定する。すなわち、この値を超える大きさのパケットは、受信キュー１０３に格納されず、破棄される。

次に、受信したパケットを受信キュー１０３に格納する処理を説明する。

本実施の形態では、８段階の優先度（０〜７）が設定されている。そして、優先パケットの下限値（dl_qos）は”４”に設定されている。すなわち、優先度０〜３のパケットは非優先パケット格納領域６１に格納され、優先度４〜７のパケットは優先パケット格納領域６２に格納される。

非優先パケット格納領域６１及び優先パケット格納領域６２は、各々別個に格納されるパケットの量が制限されている。すなわち、非優先パケット格納領域６１には、所定の閾値（dl_qos_low_threshold）を超える量のパケットは格納できない。非優先パケット格納領域６１に滞留しているパケット量がdl_qos_low_threshold以上であるとき、非優先パケット格納領域６１に格納しようとしたパケットを破棄するtail drop動作をする。

同様に、優先パケット格納領域６２には、所定の閾値（dl_qos_high_threshold）を超える量のパケットは格納できない。優先パケット格納領域６２に滞留しているパケット量がdl_qos_high_threshold以上であるとき、優先パケット格納領域６２に格納しようとしたパケットを破棄するtail drop動作をする。

また、受信キュー１０３全体としても格納されるパケットの量が制限されている。すなわち、受信キュー１０３には、所定の閾値（netdev_max_backlog）を超える量のパケットは格納できない。受信キュー１０３に滞留しているパケット量がnetdev_max_backlogであるとき、受信キュー１０３内の全てのパケットが処理されるまで、全ての受信したパケットを破棄するtail drop動作をする。

パケットを受信キュー１０３に格納する際は、格納しようとするパケットの優先度を判定する。そして、格納対象のパケットの優先度以上のパケットの最後の格納位置と、格納対象のパケットの優先度未満のパケットの最前の格納位置を特定する。

図６に示す状態では、優先度が”６”のパケット（６３）を格納するので、格納対象のパケットの優先度以上のパケットの最後の格納位置として、優先度が”７”のパケットの末尾（６６）が特定される。また、格納対象のパケットの優先度未満のパケットの最前の格納位置として、優先度が”５”のパケットの先頭（６５）が特定される。

パケットの優先度は、ＶＬＡＮタグの優先度フィールドに設定された値（VLAN Priority）を用いるとよい。これによって、Ｌ２レベルで、ＷＡＮを経由して転送されるＶｏＩＰパケットのＶＬＡＮフレームの優先度を高く設定することによって、ＶｏＩＰパケットのＱｏＳを確保することができる。

また、VLAN IDによってパケットの優先度を定めてもよい。

また、ＱｏＳアダプタ装置１０Ａ内のパケットの優先度と、装置外のフレーム（パケット）の優先度とを異らせてもよい。例えば、ＱｏＳアダプタ装置１０Ａに優先度変換テーブルを設け、ＶＬＡＮタグに設定されている優先度を、装置内部で使用される内部優先度に変換した後に、内部優先度に従って、パケットを受信キュー１０３に格納する。

次に、上りパケットのＱｏＳ制御について説明する。

受信キュー１０３は、下りパケットと上りパケットの双方が格納されるリソースである。

下りパケットについては、ＷＡＮ ＭＡＣ３０にて、ＩＰｓｅｃトラヒック、ＩＰｖ６マルチキャストトラヒック、ＩＰｖ４／ＶｏＩＰトラヒックを識別できる。また、前述したように、ＶＬＡＮタグの優先度フィールドに設定された値を用いることによって、フレームの優先度を判定できる。よって、ＷＡＮ側からＬＡＮ側への転送に関しては、ＶｏＩＰパケットを廃棄することなく転送することができる。しかし、ＶｏＩＰは双方向のＲＴＰパケットで転送されるので、下りＶｏＩＰパケットと同様に、上りＶｏＩＰパケットも優先的に転送する必要がある。しかし、Ｌ２／Ｌ３レベルでは、双方向のトラヒックを同一セッションに属するストリームとして認識していない。

ユーザ宅内のＬＡＮにはＶＬＡＮ機能が実装されない場合が多いので、ＶＬＡＮ ＩＤによる上りパケットの識別は困難である。よって、他の方法（例えば、ＭＡＣ、ＩＰヘッダ又は特殊イーサネットトレイラ等）で上りＶｏＩＰトラヒックを識別する必要がある。

すなわち、受信キュー１０３には、ＬＡＮ側から受信したパケットが優先パケットとなるような優先度を設定し、該パケットが優先パケットとして取り扱われるようにする。

このため、Ｌ２スイッチ３１は、パケットが入力されたポートを判定する。そして、特定のポートから入力されるパケットに対して情報を付加して、特定のポートから入力されたパケットに高い優先度を設定する。なお、ユーザはこの定められたポートには上りトラヒックを優先的に制御する端末（例えば、ＩＰ電話機）のみを接続しなければならない。

具体的には、Ｌ２スイッチは、特定の物理ポートから入力されるパケットに対して、特殊なイーサネットトレイラを付加する。そして、端末アダプタ装置がＬ２からＬ３にパケットを転送する際に、イーサネットドライバは、イーサネットトレイラが付加されているパケットを受信パケットに優先的に格納し、イーサネットトレイラが付加されていないパケットを優先的に廃棄する。

これによって、ＶｏＩＰパケットのＱｏＳを確保することができる。

図７は、本発明の実施の形態の端末アダプタ装置を経由する発信から切断までのシーケンス図である。

ユーザ宅Ａ（userA@domain1）の端末（ＩＰ電話機１６）が、ユーザ宅Ｂ（userB@domain2）の端末（ＩＰ電話機１７）に対して接続要求をするとき、ＳＩＰサーバ１４に対してセッション確立要求（INVITEメッセージ）３０１を送信する。INVITEメッセージ３０１には、リクエストの送信元（Ｆｒｏｍ）、リクエストの宛先（Ｔｏ）、リクエスト送信ホストのＩＰアドレス及びポート番号（Ｖｉａ）、呼ＩＤ（Ｃａｌｌ−ＩＤ）、シーケンス番号（Ｃｓｅｑ）及びセッション記述フォーマット（ＳＤＰ：Session Description Protocol）が含まれる。

発信側ＱｏＳアダプタ１０Ａは、INVITEメッセージ３０１を監視し、INVITEメッセージ３０１に含まれる情報を抽出する（３０１Ａ）。

ＳＩＰサーバ１４は、INVITEメッセージ３０１を受信すると、リクエストの宛先を特定し、該特定した宛先にINVITEメッセージ３０２を送信する。INVITEメッセージ３０２にも、リクエストの送信元（Ｆｒｏｍ）、リクエストの宛先（Ｔｏ）、リクエスト送信ホストのＩＰアドレス及びポート番号（Ｖｉａ）、呼ＩＤ（Ｃａｌｌ−ＩＤ）、シーケンス番号（Ｃｓｅｑ）及びセッション記述フォーマット（ＳＤＰ）が含まれる。

着信側ＱｏＳアダプタ１０Ｂは、INVITEメッセージ３０２を監視し、INVITEメッセージ３０２に含まれる情報を抽出する（３０２Ａ）。

また、ＳＩＰサーバ１４は、INVITEメッセージ３０２を送信すると、発信側ＩＰ電話機１６に暫定応答メッセージ（Trying）３０３を送信する。

着信側ＩＰ電話機１７は、INVITEメッセージ３０２を受信すると、着信音を鳴動し、呼出中メッセージ（Ringing）３０４を送信する。ＳＩＰサーバ１４は、Ringingメッセージ３０４を受信すると、発信側ＩＰ電話機１６にRingingメッセージ３０５を送信する。

その後、着信側ＩＰ電話機１７がオフフック（着信応答）すると、成功応答（ＯＫ）３０６を返信する。ＯＫメッセージ３０６には、リクエストの送信元（Ｆｒｏｍ）、リクエストの宛先（Ｔｏ）、呼ＩＤ（Ｃａｌｌ−ＩＤ）、シーケンス番号（Ｃｓｅｑ）及びリクエスト送信ホストのＩＰアドレス及びポート番号（Ｖｉａ）が含まれる。

ＳＩＰサーバ１４は、ＯＫメッセージ３０６を受信すると、発信側ＩＰ電話機１６にＯＫメッセージ３０７を送信する。

発信側ＩＰ電話機１６は、ＯＫメッセージ３０７を受信すると、セッション確立確認通知（ＡＣＫ）３０８を送信する。発信側ＩＰ電話機１６は、ＡＣＫ３０８を送信することによってセッション確立状態となる。

ＳＩＰサーバ１４は、ＡＣＫ３０８を受信すると、着信側ＩＰ電話機１７にＡＣＫ３０９を送信する。着信側ＩＰ電話機１７は、ＡＣＫ３０９を受信することによってセッション確立状態となる。

そして、発信側ＩＰ電話機１６と着信側ＩＰ電話機１７とは、ＲＴＰパケットによって音声データを伝送する。

ＱｏＳアダプタ１０Ａ、１０ＢはINVITEメッセージ３０１、３０２において、リクエストの送信元及び宛先の情報を取得しているので、このセッションに関連するＲＴＰパケットを識別することができる。また、リクエストの送信元及び／又は宛先に対応してＲＴＰパケットの優先度を設定しておく。リクエストの送信元及び／又は宛先によって、ＲＴＰパケットの優先度を制御する。これによって、特定の者が関係するＶｏＩＰパケットのＱｏＳを確保することができる。例えば、Ｌ３パケットのＩＰアドレスに基づいて同一セッションに属するＲＴＰパケットを判定する。このようにすれば、上りＶｏＩＰトラフィックと下りＶｏＩＰトラフィックに同一のＱｏＳポリシーを適用することができる。

発信側ＩＰ電話機１６と着信側ＩＰ電話機１７との間のＲＴＰパケットの交換中に、発信側ＱｏＳアダプタ１０Ａは、受信キュー１０３の状態によって、発信側ＩＰ電話機１６に送られるＲＴＰパケット３１０のＣＥビットを設定し（３１０Ａ）、着信側ＩＰ電話機１６に送られるＲＴＰパケット３１１のＣＥビットも同様に設定する（３１１Ａ）。
同様に、着信側ＱｏＳアダプタ１０Ｂは、受信キュー１０３の状態によって、着信側ＩＰ電話機１７に送られるＲＴＰパケット３１１のＣＥビットを設定し（３１１Ｂ）、発信側ＩＰ電話機１７に送られるＲＴＰパケット３１０のＣＥビットも同様に設定する（３１０Ｂ）。なお、具体的なＣＥビットのマーキングアルゴリズムについては後述する。 これによって、ＱｏＳアダプタ１０Ａ、１０Ｂは、接続されているＩＰ電話機に対し、受信キュー１０３の状態を通知することができる。

このＲＴＰパケット３１０、３１１の交換中にＲＴＣＰ（RTP Control Protocol）パケットが送信される。ＲＴＣＰパケットには、ＲＴＣＰ−ＳＲ（RTCP Sender Report）と、ＲＴＣＰ−ＲＲ（RTCP Receiver Report）がある。ＲＴＣＰ−ＳＲには、タイムスタンプと送信者からの統計情報（送信パケット数、送信バイト数）が含まれる。ＲＴＣＰ−ＲＲには、受信者からの統計情報（パケット廃棄率、ジッタ等）が含まれる。

ＱｏＳアダプタ１０Ａ、１０Ｂは、ＲＴＣＰ−ＲＲを監視して、統計情報を取得する。具体的には、発信側ＱｏＳアダプタ１０Ａは、着信側ＩＰ電話機１７から送信されたＲＴＣＰ−ＲＲパケット３１３から廃棄パケット数を取得する（３１３Ｂ）。また、着信側ＱｏＳアダプタ１０Ｂは、発信側ＩＰ電話機１６から送信されたＲＴＣＰ−ＲＲパケット３１５から廃棄パケット数を取得する（３１５Ｂ）。

通話が終了し、オンフックすると、発信側ＩＰ電話機１６からセッション終了要求（ＢＹＥ）３１６が送信される。なお、セッション終了要求は着信側ＩＰ電話機１７から送信してもよい。

ＢＹＥメッセージ３１６には、リクエストの送信元（Ｆｒｏｍ）、リクエストの宛先（Ｔｏ）、シーケンス番号（Ｃｓｅｑ）、呼ＩＤ（Ｃａｌｌ−ＩＤ）及びリクエスト送信ホストのＩＰアドレス及びポート番号（Ｖｉａ）が含まれる。

ＳＩＰサーバ１４は、発信側ＩＰ電話機１６からのＢＹＥメッセージ３１６を受信すると、着信側ＩＰ電話機１７にＢＹＥメッセージ３１７を送信する。

着信側ＩＰ電話機１７は、ＢＹＥメッセージ３１７を受信すると、ＳＩＰサーバ１４に対してＢＹＥメッセージ３１８を送信する。ＳＩＰサーバ１４は、着信側ＩＰ電話機１７からのＢＹＥメッセージ３１７を受信すると、発信側ＩＰ電話機１６にＢＹＥメッセージ３１９を送信する。

発信側ＩＰ電話機１６は、ＢＹＥメッセージ３１９を受信すると、成功応答（ＯＫ）３２０を返信する。ＳＩＰサーバ１４は、発信側ＩＰ電話機１６からのＯＫメッセージ３２０を受信すると、着信側ＩＰ電話機１７にＯＫメッセージ３２１を送信する。

着信側ＩＰ電話機１７は、ＯＫメッセージ３２１を受信すると、ＳＩＰサーバ１４に対してＯＫメッセージ３２２を送信する。ＳＩＰサーバ１４は、着信側ＩＰ電話機１７からのＯＫメッセージ３２２を受信すると、発信側ＩＰ電話機１６にＯＫメッセージ３２３を送信する。

このＯＫメッセージの交換によって、通話が切断される。

次に、ＥＣＮ（＝ＣＥビットマーキング）機能を利用したＱｏＳ制御について説明する。

受信キュー１０３に滞留している優先パケット数がdl_qos_high_threshold以上になった場合には、受信キュー１０３では、キューに滞留しているパケットの種類を判定し、キューに滞留している優先パケットであるＲＴＰパケットに対して、当該パケットのＥＣＮフィールドのＣＥビットを”１”に設定する。これによって、端末アダプタ装置から見て下り方向の端末に対しては、自分を収容する端末アダプタ装置が輻輳状態になる可能性があること、上り方向の端末アダプタ装置又は端末に対しては、対向する端末アダプタ装置が輻輳状態になる可能性があることをリアルタイムで通知する。なお、ＲＴＰ端末は、ＣＥビットマーキングされたパケットに関しては実際に廃棄されたパケットではないために、通常は、ＲＴＣＰ−ＲＲ信号のペイロード部に記述する瞬時廃棄率及び累積廃棄パケット数には反映しない。

輻輳状態を示すＣＥビットマーキングを端末アダプタ装置が行なうことで、端末は途中経路の端末アダプタ装置で輻輳が発生する可能性があることを知ることができ、ＩＰ電話機から送信されるＲＴＣＰ−ＲＲ信号を端末アダプタ装置が監視（snoop）することで実際に端末が受信したパケット数、実際に端末で廃棄したパケット数等のエンドツーエンドの下り品質情報を途中経路の端末アダプタ装置が把握できる。なお、ＣＥビットマーキングされたパケット数等のＲＣＴＰプロトコルでは規定されていない情報はＲＴＣＰプロトコルでは交換されないが、端末及び端末アダプタ装置はこれらの情報を把握することが可能なので、ＥＣＮ情報を交換するためにＲＴＣＰプロトコルを拡張する必要はない。 ＲＴＣＰの規定によれば、ＲＴＰパケット送信端末は、ＲＴＰパケットの通信品質情報を通知するために、ＲＴＰパケットを受信する端末に対して送信側の通信品質情報を含むＲＴＣＰ−ＳＲパケットを送信する。ＲＴＣＰ−ＳＲパケットを受信した端末は、その返答としてＲＴＣＰ−ＲＲパケットを送信する。

ＲＴＣＰはエンドツーエンドの通信品質通知プロトコルであるため、下りトラヒック通信品質を下流側の端末及び端末アダプタ装置のみならず、上流側の端末アダプタ装置及び端末で監視することができる。すなわち、ＲＴＣＰプロトコルの持つping-pongプロトコル規定によって、ＲＴＣＰ−ＳＲ信号を受信した端末は即座にＲＴＣＰ−ＲＲ信号を送信する。またＶｏＩＰでは双方の端末がＲＴＰパケットを送信するので、結果として端末は上り下り双方向の通信品質をモニタすることができる。さらに端末アダプタ装置が双方向のＲＴＣＰ―ＳＲ、ＲＴＣＰ−ＲＲパケットを監視(snoop)することで端末と同様な通信品質チェックが可能となる。

例えば、ユーザＡを収容するＱｏＳアダプタ装置が、ＲＴＣＰ−ＳＲパケットを３１２Ａで、ＲＴＣＰ−ＲＲパケットを３１３Ａで監視することによって、ユーザＡからユーザＢへのＲＴＰパケットの通信品質をモニタすることができる。モニタ結果として通信品質の劣化が認められる場合には、非優先パケットの廃棄を促進するために非優先パケットに対する廃棄閾値を自律的に下げるなどの動的ＱｏＳ制御を行うことができる。

さらに、もうひとつのＱｏＳ制御例について説明する。前述したような端末アダプタ装置による動的ＱｏＳ制御ではなく、端末アダプタ装置にＬＥＤ／ＬＣＤ等の表示手段を設ける。端末アダプタ装置は、ＬＥＤ／ＬＣＤ等に通信品質情報を色、又は文字で表示する。ユーザは、表示された品質情報に基づいて、自らが非優先パケットの送受信を控える（例えば、ＩＰｖ６マルチキャストによるＩＰ放送を一時中断する）。これによって優先パケットの送受信品質を向上させるといった、手動ＱｏＳ制御を行うことが可能になる。

このように端末アダプタ装置側で通信品質情報を可視化するメリットは、ユーザ主導のＱｏＳ制御によって、より確実なＱｏＳ制御を行うことができる点にある。また、動的ＱｏＳ制御、ユーザによる手動ＱｏＳ制御を問わず、ユーザＢを収容する端末アダプタ装置についても同様の制御を同時に行うことで、片方向のＱｏＳ制御のみならず、双方向のＱｏＳ制御が可能になる。よって、ＶｏＩＰのような双方向メディアにとって発着双方の端末アダプタ装置でＱｏＳ制御を行うことが望ましい。

以上説明したように、本発明の実施の形態によると、優先廃棄・優先転送に基づく、インターネットにおけるＱｏＳ保証を行うことができる。これによって、ＱｏＳ端末アダプタ装置が、ＷＥＢブラウジング、ＦＴＰダウンロード等のデータ通信を中継しながら、ＶｏＩＰ等の最優先トラヒックデータのパケットを損失することない。すなわち、ＶｏＩＰパケットを、ＩＰ電話端末に優先的に転送することができる。よって、電話と同等の品質レベルを有するリアルタイム通信を提供することができる。

また、ＬＡＮからＷＡＮへのＶｏＩＰトラヒックは、常に最優先のＱｏＳ制御を行うので、電話と同等の品質レベルを有するリアルタイム通信を提供することができる。

また、Ｌ２スイッチがＬＡＮからＷＡＮへの優先パケットを識別するので、上りトラフックのＱｏＳ制御も実現することができる。

また、優先パケットの最大滞留閾値と、非優先パケットの最大滞留閾値とを別に定め、優先パケット及び非優先パケットが各々の閾値以上滞留した場合には、パケットを破棄するので、優先パケットと非優先パケットとを別個にＱｏＳ制御することができる。

また、キューに滞留している下りＲＴＰ／ＩＰパケットのＩＰヘッダの中にあるＥＣＮフォールドのＣＥビットを”１”に設定するので、端末アダプタ装置の受信キューが輻輳状態にあり、優先パケットが廃棄される可能性があることを、ＬＡＮ端末に通知することができる。

また、端末アダプタ装置は、ＲＴＣＰパケットを監視（snoop）するので、ＲＴＣＰパケットに含まれるネットワークの品質特性の情報を把握することができる。

本発明は、リアルタイム通信と非リアルタイム通信が混在している場合にリアルタイム通信のＱｏＳを制御するネットワーク機器に適用することができる。特に、ユーザ宅内に設置され、光ネットワークに接続され、ＶｏＩＰデータを転送するルータに適用すると好適である。

本発明の実施の形態のネットワーク及びその周辺の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のＱｏＳ端末アダプタ装置のブロック図である。 本発明の実施の形態のＱｏＳ端末アダプタ装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態のＱｏＳ端末アダプタ装置のＷＡＮからＬＡＮへパケットを転送する処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態のＱｏＳ端末アダプタ装置のＬＡＮからＷＡＮへパケットを転送する処理のフローチャートである。。 本発明の実施の形態の受信キューの説明図である。 本発明の実施の形態の端末アダプタ装置を経由する発信から切断までのシーケンス図である。

符号の説明

１ インターネット
２ ＩＳＰ網
３ ＩＰｖ４網
４ ＩＰｖ４／ＩＰｖ６網
１０Ａ、１０Ｂ ＱｏＳ端末アダプタ
１６、１７ ＩＰ電話機
１０３ 受信キュー

Claims (7)

1. ネットワークに接続され、フレームを送受信する送受信部と、
   各種処理を行う制御部と、
   前記制御部が使用するデータが格納された記憶部と、を備え、
   前記記憶部には、受信したデータフレームが格納される受信キューが設けられ、
   前記制御部は、
   前記受信したデータフレームの優先度を判定し、前記判定された優先度の順に前記受信データフレームを受信キューに格納し、
   前記キューに格納されたデータフレームを、当該データフレームに付与された優先度順に取り出して転送する端末アダプタ装置。
2. 前記端末アダプタ装置は、第１のネットワーク端子と第２のネットワーク端子とを備え、
   前記制御部は、
   前記第１のネットワーク端子から入力されるデータフレームに設定された優先度を判定し、
   前記第２のネットワーク端子から入力されるデータフレームは、あらかじめ定めた優先度であると判定し、
   前記判定された優先度の順に前記データフレームを前記受信キューに格納する請求項１記載の端末アダプタ装置。
3. 前記端末アダプタ装置は、第１のネットワーク端子と複数の第２のネットワーク端子とを備え、
   前記制御部は、
   前記第１のネットワーク端子から入力されるデータフレームに設定された優先度を判定し、
   前記第２のネットワーク端子のうち特定の第２のネットワーク端子から入力されるデータフレームは、あらかじめ定めた優先度であると判定し、
   前記判定された優先度の順に前記データフレームを前記受信キューに格納する請求項１記載の端末アダプタ装置。
4. 前記制御部は、
   入力されるデータフレームを前記受信キューに格納する際に、
   非優先データフレームが第１の閾値以上前記受信キューに滞留している場合、前記受信した前記非優先データフレームを廃棄し、
   優先データフレームが第２の閾値以上前記受信キューに滞留している場合、前記受信した優先データフレームを廃棄する請求項１記載の端末アダプタ装置。
5. 前記制御部は、優先データフレームが第２の閾値以上前記受信キューに滞留している場合、前記受信キューに滞留している優先データフレームに、輻輳状態を示す情報を付加して、データフレームを転送する請求項１に記載の端末アダプタ装置。
6. 前記制御部は、優先データフレームを送受信する端末から送信された制御信号に含まれる品質情報を取得し、
   前記取得した品質情報を表示する表示部を備える請求項１に記載の端末アダプタ装置。
7. 前記制御部は、優先データフレームを送受信する端末から送信された制御信号に含まれる品質情報を取得し、前記取得した品質情報に基づいて非優先データフレームを優先的に廃棄する請求項４に記載の端末アダプタ装置。

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