JP2007013652A - 通信装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データ転送に使用する通信経路上の通信制御装置が全て統一的に管理されていないインターネットのようなネットワーク網上で、通信ノードに備えるだけで通信経路上の通信トラフィックを確保できる技術を提供する。
【解決手段】相手通信装置との通信帯域に寄与する第１のフローの通信トラフィックを計測し、計測した第１のフローの通信トラフィックと、計測結果に基づいて生成が可能な第２のフローの通信トラフィックとの合計通信トラフィックが所定の範囲に収まるように第２のフローの通信トラフィックを算出し、その算出結果に基づいて第２のフローの通信トラフィックを相手通信装置との間に生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信装置および通信方法に関する。

現在、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）やインターネット等、様々な通信手法が提供されている。

ＡＴＭの通信制御装置は、通信の際、個々のユーザが使用する通信経路に対して、個々に帯域を割り当てる。このため、ＡＴＭの場合、複数のユーザによる通信が相互に影響を与えることはなく、個々のユーザは他のユーザによる影響を受けずに通信できる。

また、インターネットでは、ＲＳＶＰ（Resource Reservation Protocol）のようなプ
ロトコルを用いると、２つの通信ノード間の通信経路が確保される。そして、ＲＳＶＰなどは、確保した通信経路上で帯域やバッファなどの通信資源を確保し、ＱｏＳ（Quality of Service；サービス品質）制御を実現することができる。

また、総合パケットネットワークにおいて、予め帯域を割り当てる通信方法の性能向上技術として「特開平５−１４４１０」がある。「特開平５−１１４１０」で開示されている技術は、通信制御装置上で自由に使用可能な帯域を確保し、その帯域を利用する。このため、帯域の割り当ての変更に係る遅延を抑制することができる。

本発明に係る先行技術文献としては、次に示すものがある。
特開平５−１４４１０号公報 特開２０００−２６１４３５号公報 特開２０００−２４４５２４号公報 特開２００３−１６３６９０号公報 特開２０００−１５１６９２号公報 特開平８−３４０３３８号公報 特開２００１−１７７５４５号公報 特開２００１−１７７５４８号公報 特開２００１−１８６１５０号公報 特開２００１−１８６１５１号公報 特開２００１−２０３７００号公報 特開２００１−２０３７２５号公報

しかし、ＡＴＭの場合には、個々のユーザが使用する通信経路上の全てのＡＴＭの通信制御装置が、個々のユーザが要求する帯域に応じて帯域を割り当てる機能が必要である。したがって、ＡＴＭは統一的に管理されている必要がある。このため、ＡＴＭのような通信手法は多数の通信事業者や雑多なネットワークを含む大規模なネットワークを柔軟に構築・運用するには困難がある。

また、ＲＳＶＰのようなプロトコルにおいても、これらのプロトコルが導入された通信制御装置が統一的に管理されている必要がある。これらの条件は、インターネットのようにデータ転送に使用する通信経路上の通信制御装置が全て統一的に管理されていない場合には実装に困難がある。

また、「特開平５−１１４１０」で開示されている技術においても、データ転送に使用する通信経路上の通信制御装置において、帯域の管理と帯域の割り当てとが必要という基本的な性質は上記の他の技術と同じであり、ＲＳＶＰのようなプロトコルが持つ困難と同様の困難がある。

本発明は係る点に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、データ転送に使用する通信経路上の通信制御装置が全て統一的に管理されていないインターネットのようなネットワーク網上で、通信ノードに備えるだけで通信経路上の通信トラフィックを確保できる技術を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
（１）すなわち、この通信装置は、相手通信装置との通信帯域に寄与する第１のフローの通信トラフィックを計測する計測手段と、前記計測手段で計測した第１のフローの通信トラフィックと、前記計測手段の計測結果に基づいて生成が可能な第２のフローの通信トラフィックとの合計通信トラフィックが所定の範囲に収まるように前記第２のフローの通信トラフィックを算出する算出手段と、前記算出手段による算出結果に基づいて前記第２のフローの通信トラフィックを前記相手通信装置との間に生成する手段とを備える。

この構成によれば、この通信装置は、受信した第１のフローの通信トラフィックと、第１のフローの通信トラフィックに基づいて生成した第２のフローの通信トラフィックとの合計通信トラフィックをある範囲に納めることができる。したがって、第２のフローの通信トラフィックで通信トラフィックの通信経路を確保することにより、第１のフローの通信トラフィックが増えたときに、第２のフローの通信トラフィックが確保した通信トラフィックを第１のフローが使用することができる。
（２）また、この通信装置の計測手段は、相手通信装置との通信トラフィックに寄与する第１のフローの通信トラフィックから相手通信装置のあて先を読み出す手段と、前記読み出す手段により読み出された前記あて先が所定のあて先と同一のあて先であるかを判定する判定手段と、前記判定手段により同一と判定されたあて先に対する通信トラフィックを計測する通信トラフィック計測手段とを有してもよい。

この構成によれば、この通信装置は、特定のあて先の第２のフローの通信トラフィックで通信経路を確保することにより、特定のあて先の第１のフローの通信トラフィックが増えたときに、特定のあて先の第２のフローの通信トラフィックが確保した通信トラフィックを特定のあて先の第１のフローが使用することができる。
（３）また、この通信装置は、前記計測手段により計測した第１のフローの通信トラフィックの大きさから、前回の前記計測手段により計測した前記第１のフローの通信トラフィックの大きさを差し引いた大きさを求める差分手段と、前回の前記計測手段による測定後に前記算出手段により算出した前記第２のフローの通信トラフィックの大きさから、前記差分手段により求めた通信トラフィックの差分の大きさを差し引いた大きさの通信トラフィックを算出する第２の算出手段と、前記第２の算出手段による算出結果に基づいて前記第２のフローの通信トラフィックを前記相手通信装置との間に生成するよう制御する手段とを更に備えてもよい。

この構成によれば、この通信装置は、第１のフローの通信トラフィックの測定の度に、第１のフローの通信トラフィックが増えた分だけ、第２のフローの通信トラフィックの生成量を減らし、第１のフローの通信トラフィックが減った分だけ、第２のフローの通信トラフィックの生成量を増やすことができる。

本発明は、以上のような処理を実行する通信方法であってもよい。

本発明によれば、データ転送に使用する通信経路上の通信制御装置が全て統一的に管理されていないインターネットのようなネットワーク網上で、通信ノードに備えるだけで通信経路上の通信トラフィックを確保できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る通信装置を図１−図３の図面に基づいて説明する。

図１は、第１実施形態に係る通信システムの構成図である。この通信システムは、互いに通信する対象装置１Ａ，１Ｂと、対象装置１Ａ，１Ｂと連携する安定化装置２Ａ，２Ｂとを含む。図１に示すように、安定化装置２Ａは、対象装置１Ａと、インターネットとの間に備えられている。また、安定化装置２Ｂは、対象装置１Ｂと、インターネットとの間に備えられている。安定化装置２Ａ（２Ｂ）が本発明の「通信装置」に相当する。対象装置１Ａ（１Ｂ）は、ユーザが使用するパーソナルコンピュータ等の通信端末である。したがって、対象装置１Ａ（１Ｂ）と安定化装置２Ａ（２Ｂ）が本発明の「通信ノード」に相当する。そして、対象装置１Ａ（１Ｂ）が送出するパケットは、対象装置１Ａ（１Ｂ）に接続する安定化装置２Ａ（２Ｂ）を通して、インターネットに送出される。また、安定化装置２Ａ（２Ｂ）がインターネットに送出したパケットは、インターネットを通して、安定化装置２Ｂ（２Ａ）が受信する。そして、安定化装置２Ｂ（２Ａ）はパケットを対象装置１Ｂ（１Ａ）に送出する。

図２は、本発明の第１実施形態に係る安定化装置２Ａのシステム構成を示すブロック図である。図２に示すように、対象装置１Ａからパケットを受けて送出する側の構成要素として、安定化装置２Ａは、対象ノード監視装置３、対象通信計測装置４、および安定化用通信生成装置５を備えている。また、相手安定化装置２Ｂからパケットを受ける側の安定化装置２Ａの構成要素として、安定化装置２Ａは、安定化用通信識別装置６、および安定化用通信終端装置７を備えている。

まずは、安定化装置２Ａが対象装置１Ａからパケットを受けて相手安定化装置２Ｂに送出する側の構成要素、すなわち、対象ノード監視装置３、対象通信計測装置４、および安定化用通信生成装置５を説明する。

本実施形態で扱うパケットには、主として、安定化装置２Ａが対象装置１Ａから受信する通信用のパケットと安定化用通信生成装置５が生成する通信経路確保用のパケットがある。これらのパケットの区別が付くように、安定化装置２Ａが対象装置１Ａから受信するパケット（本発明の「第１のフローの通信トラフィック」に相当）を通信用パケット、安定化用通信生成装置５が生成するパケット（本発明の「第２のフローの通信トラフィック」に相当）を通信経路確保用パケットとそれぞれ呼ぶ。これら２種類のパケットの他には、安定化装置２Ａを制御するための対象装置１Ａからのパケットがあってもよい。

対象ノード監視装置３は、対象装置１Ａから、安定化装置２Ａの使用の指定を受信する。この指定は、相手対象装置１ＢのＩＰ（Internet Protocol）アドレスを含む。対象ノ
ード監視装置３は、受信したＩＰアドレスをメモリに記憶する。また、この指定は、安定化装置２Ａが通信経路で確保する帯域の大きさの指定を含んでもよい。安定化装置２Ａと
対象装置１Ａとが入出力インターフェースによって直接接続している場合、これらの指定は、対象装置１Ａから安定化装置２Ａへの入出力インターフェースを介した直接の入力によって行われてもよい。また、これらの指定は、対象装置１Ａが送出したパケットに含まれていてもよい。対象ノード監視装置３は、安定化装置２Ａを使用するとの指定を受けると、対象通信計測装置４と安定化用通信生成装置５とに対して対象装置１ＢのＩＰアドレスを通知する。

また、対象ノード監視装置３は、対象装置１Ａからパケットを受信すると、そのパケットのヘッダに記されている相手通信装置のＩＰアドレスを読み込む（本発明の「読み出す手段」に相当）。そして、対象ノード監視装置３は、読み込んだパケットのＩＰアドレスと登録されているＩＰアドレスとを照らし合わせて、読み込んだパケットの通信が安定化装置２Ａを利用する通信か否かを判定する（本発明の「判定手段」に相当）。そして、対象ノード監視装置３は、受信したパケットの通信が安定化装置２Ａを使用する通信であると判定した場合、対象通信計測装置４にそのパケットを送出する。また、対象ノード監視装置３は、受信したパケットの通信が安定化装置２Ａを使用しない通信であると判定した場合、そのパケットをインターネットに向けて送出する。

対象通信計測装置４は、対象ノード監視装置３から対象装置１ＢのＩＰアドレスを受け取る。対象通信計測装置４は、受信したＩＰアドレスをメモリに記憶する。

対象通信計測装置４は、対象装置１Ａが安定化装置２Ａを使用した通信を行う場合に、その通信に使用するパケットを受信する。そして、対象通信計測装置４は、単位時間当たりに受信したパケットの帯域を受信したパケットのあて先のＩＰアドレスごとに計測する（対象通信計測装置４が本発明の「計測手段」に相当する）。また、対象通信計測装置４は受信したパケットをインターネットに送出する。

対象通信計測装置４は、単位時間当たりに受信したパケットの帯域を計測し、計測した通信用のパケットの帯域の大きさに基づき、安定化用通信生成装置５で生成するパケットの帯域の大きさを算出する（対象通信計測装置４が本発明の「算出手段」に相当する）。例えば、対象通信計測装置４は、内蔵するメモリや中央処理装置によって通信用パケットの帯域と通信経路確保用パケットの帯域の合計の帯域の大きさを算出する。そして、対象通信計測装置４は、確保している帯域の大きさを保つように、通信用のパケットの帯域の大きさの変動にしたがって、生成する通信経路確保用パケットの帯域の大きさを算出する。例えば、対象通信計測装置４は、前回の計測よりも通信用のパケットの帯域が増えれば、生成するパケットの帯域をその分だけ減らすようパケットの生成量を算出する。また、対象通信計測装置４は、前回の計測よりも通信用のパケットの帯域が減れば、生成するパケットの帯域をその分だけ増やすようパケットの生成量を算出する。対象通信計測装置４は、算出結果を安定化用通信生成装置５に指定する。

通信経路確保用パケットの生成量の算出の具体例として、例えば、ｔ回目に計測した通信用のパケットの帯域の大きさをａ（ｔ）とし、ｔ−１回目に計測した通信用のパケットの帯域の大きさをａ（ｔ−１）とする。そして、ｔ−１回目に生成した通信経路確保用のパケットの大きさをｂ（ｔ−１）とする。その際、ｔ回目にｂ（ｔ−１）−（ａ（ｔ）−ａ（ｔ−１））の大きさの通信経路確保用のパケットを生成させれば、生成したパケットの帯域の大きさと通信用パケットの帯域の大きさの合計はａ（ｔ−１）＋ｂ（ｔ−１）＝ａ（ｔ）＋ｂ（ｔ）となり、生成したパケットの帯域の大きさと通信用パケットの帯域の大きさの合計は計測した時点に依存せず、生成したパケットの帯域と通信用パケットの帯域との合計の帯域は一定に保たれる。したがって、対象通信計測装置４は、ｔ回目の計測の後、ｂ（ｔ−１）−（ａ（ｔ）−ａ（ｔ−１））の大きさの帯域のパケットを生成するよう安定化用通信生成装置５に指定してもよい。（ａ（ｔ）−ａ（ｔ−１））を算出する
対象通信計測装置４が本発明の「差分手段」に相当する。また、ｂ（ｔ−１）−（ａ（ｔ）−ａ（ｔ−１））を算出する対象通信計測装置４が本発明の「第２の算出手段」に相当する。また、ｂ（ｔ−１）−（ａ（ｔ）−ａ（ｔ−１））を算出した結果を安定化用通信生成装置５に指定する対象通信計測装置４が本発明の「生成するよう制御する手段」に相当する。

安定化用通信生成装置５は、対象ノード監視装置３から対象装置１ＢのＩＰアドレスを受け取る。安定化用通信生成装置５は、受信したＩＰアドレスをメモリに記憶する。また、安定化用通信生成装置５は、対象装置１ＢのＩＰアドレスを受けると、安定化装置２Ｂ（もしくは、対象装置１Ｂ）に対して、安定化装置２Ａを使用するとの通知を送出する。また、対象装置１Ａが、安定化装置２Ｂ（もしくは、対象装置１Ｂ）に対して、安定化装置２Ａを使用するとの通知を送出してもよい。

安定化用通信生成装置５は、安定化装置１Ａから安定化装置２Ｂまでの通信経路の帯域を確保するためのパケットを生成する。また、安定化用通信生成装置５は、安定化装置２Ａが通信用パケットを受信した際に、通信用パケットの帯域の大きさと通信経路確保用パケットの帯域とを調整するために、対象通信計測装置４から通信経路確保用パケットの生成量の指定を受ける。安定化用通信生成装置５は、対象通信計測装置４からの指定に基づき通信経路確保用のパケットを生成する（本発明の「生成する手段」に相当）。安定化用通信生成装置５は、パケットを生成する際、任意の大きさのパケットを生成してもよい。安定化装置２Ａは、対象通信装置４から通信経路確保用パケットの生成量の指定を受けないとき、前回指定された帯域のパケットを通信経路の確保のために生成する。そして、安定化用通信生成装置５は、生成したパケットを相手安定化装置２Ｂに向けて送出する。安定化用通信生成装置５が確保する帯域に関しては、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）のような一般的に使用されているプロトコルを利用して確保することができる。

以上、安定化装置２Ａが、対象装置１Ａからパケットを受けて送出する側の安定化装置２Ａのシステム構成を説明した。次に、安定化装置２Ａが相手安定化装置２Ｂからパケットを受ける側の安定化装置２Ａのシステム構成である安定化用通信識別装置６、および安定化用通信終端装置７を説明する。

安定化用通信識別装置６は、対象装置１Ｂ（もしくは、安定化装置２Ｂ）から、対象装置１Ｂが安定化装置２Ｂを使用するとの通知を受ける。そして、安定化用通信識別装置６は、その通知を受け取ると、そのパケットに含まれる対象装置１ＢのＩＰアドレスを安定化用通信識別装置６に備えるメモリに記憶させる。

安定化用通信識別装置６は安定化装置２Ｂからパケットを受信する。安定化用通信識別装置６は、受信したパケットが安定化装置２Ｂが生成した通信経路確保用のパケットであるか、対象装置１Ｂが送出した通信用パケットであるかを識別する。そして、安定化用通信識別装置６は、受信したパケットの識別の結果、受信したパケットが通信経路確保用パケットであると判定した場合には安定化用通信終端装置７に受信したパケットを送出する。また、安定化用通信識別装置６は、受信したパケットの識別の結果、受信したパケットが対象装置１Ｂによる通信用のパケットであると判定した場合には対象装置１Ａに受信したパケットを送出する。

安定化用通信終端装置７は安定化用通信識別装置６が送出した通信経路確保用のパケットを受信する。そして、安定用通信終端装置７は受信したパケットを破棄する。

このようにして、通信ノード内の安定化装置２Ａは、対象装置１Ａから受信した通信用パケットの帯域と、通信用パケットの帯域に基づいて生成した通信経路確保用のパケット
の帯域との合計の帯域をある範囲に納めることができる。したがって、通信経路確保用パケットの帯域で通信経路を確保することにより、通信用のパケットの帯域が増えたときに、通信経路確保用パケットが確保した帯域を通信用パケットの帯域として使用することができる。

また、図１に示すように、対象装置１Ａとインターネットとの間に安定化装置２Ａを備え、対象装置１Ｂとインターネットとの間に安定化装置２Ｂを備えるだけで、対象装置１Ａ（１Ｂ）は安定化装置２Ａ（２Ｂ）を使用できる。したがって、安定化装置２Ａと２Ｂの間の通信経路の途中の通信制御装置が安定化装置を備えなくとも、対象装置１Ａ（１Ｂ）は安定化装置２Ａ（２Ｂ）を使用できる。

図３は、ネットワークを共有する他の通信ノードの帯域の大きさの変化を示す図である。図３の説明のために、あるユーザが使用する通信ノードを通信ノードＡ、他のユーザが使用する通信ノードを通信ノードＢとする。そして、通信ノードＡが安定化装置を使用しない場合と、通信ノードＡが安定化装置を使用する場合との２通りについて、通信ノードＢが通信を始めた場合に、ネットワークを共有する通信ノードＡからどのような影響を受けるかについて述べる。

通信ノードＡに安定化装置がない場合、通信ノードＢは、送出するパケットの帯域を通信ノードＡが通信している場合に使用可能な帯域の大きさ以上に増やす。その後、通信ノードＡによる通信が始まると、通信ノードＡが送出するパケットの帯域のため、通信ノードＢの帯域は抑えられる。そのことにより、通信ノードＢの帯域の大きさは、通信ノードＡが通信している場合に使用可能な帯域の大きさまで抑えられる。このような１つの通信ノードＢの利用帯域の急激な変化により、ジッタが発生する。

一方、通信ノードＡが安定化装置を使用する場合、通信ノードＡの安定化装置は通信経路を確保するために所定の大きさの帯域を通信経路上に予め確保している。したがって、通信ノードＢは送出するパケットの帯域を通信ノードＡが通信している場合に使用可能な帯域の大きさ以上に増やさない。そのため、通信ノードＡに備える安定化装置は、上述のような急激な帯域の変化、すなわちジッタを抑えることができる。

《第２実施形態》
第２実施形態は、複数のネットワークが接続されたネットワークシステム上での通信に対する本発明の適用例である。その場合に、１つのネットワーク（または、ネットワークセグメント）において、複数の対象装置が１つの安定化装置を共有する例を説明する。ここでは、ネットワークシステムの例として、インターネット（ＩＰネットワーク）を考える。また、対象装置が属するネットワークの例として、サブネットワークを考える。

図４は、第２実施形態に係る通信システムの構成図である。安定化装置２Ｃは、対象装置１１Ａ〜１１Ｃと、インターネットとの間のルーター８Ａに備えられている。そして、対象装置１１Ａ〜１１Ｃがパケットをインターネットに送出する場合、そのパケットが必ずルーター８Ａと安定化装置２Ｃとを通るよう安定化装置２Ｃは構成されている。また、対象装置１１Ａ〜１１Ｃがパケットをインターネットから受信する場合、そのパケットが必ず安定化装置２Ｃとルーター８Ａとを通るよう安定化装置２Ｃは構成されている。対象装置１１Ａ〜１１Ｃは、ＬＡＮ（Local Area Network）でサブネットワークを構成している。

安定化装置２Ｃは、対象装置１１Ａ〜１１Ｃとインターネットとの間のルーター８Ａに備えられている。対象装置１１Ａ〜１１Ｃは、そのルーター８Ａを通して、他のネットワークに属する対象装置にパケットを送出する。例として、対象装置１１Ａ〜１１Ｃのどれ
かがルーター８Ｂに接続する対象装置にパケットを送出するとする。対象装置１１Ａ〜１１Ｃが他のネットワークに属する対象装置にパケットを送出する際、対象装置１１Ａ〜１１Ｃが送出したパケットが対象装置１１Ａ〜１１Ｃに接続するルーター８Ａを通る。そして、ルーター８Ａを通ったパケットは、ルーター８Ａに接続する安定化装置２Ｃが受信する。安定化装置２Ｃは、対象装置１１Ａ〜１１Ｃが送出したパケットのヘッダから送信先のＩＰアドレスを読み込む。そして、安定化装置２Ｃは、読み込んだＩＰアドレス毎にパケットの帯域を計測する。そして、安定化装置２Ｃは、読み込んだＩＰアドレス毎に、通信経路確保用パケットの生成量を算出する。そして、安定化装置２Ｃは、算出結果に基づいて、通信経路確保用パケットを生成する。それから、安定化装置２Ｃは、受信した通信用パケットから読み込んだＩＰアドレス、すなわち通信用パケットのあて宛に、生成したパケットを送出する。また、安定化装置２Ｃは、受信した通信用パケットも送出する。そして、インターネットを通った通信用パケットと通信経路確保用パケットは、相手安定装置が接続するルーター８Ｂに備わる安定化装置２Ｇが受信する。そして、安定化装置２Ｇは、受信したパケットの中から通信経路確保用パケットを選別して破棄する。一方で、安定化装置２Ｇは通信用パケットをルーター８Ｂに送出する。そして、安定化装置２Ｇが送出した通信用パケットは、ルーター８Ｂが受信する。そして、ルーター８Ｂは、受信したパケットのヘッダからＭＡＣアドレスを読み込む。そして、ルーター８Ｂは読み込んだＭＡＣアドレスから相手対象装置を判定する。そして、ルーター８Ｂは、その判定結果を基にして、受信したパケットを相手対象装置に送出する。

また、相手対象装置が送出したパケットは、相手対象装置に接続するルーター８Ｂを通る。そして、そのルーター８Ｂを通ったパケットは、そのルーター８Ｂが備える安定化装置２Ｇが受信する。安定化装置２Ｇは、安定化装置２Ｃの動作と同様に、通信経路確保用パケットを生成し、インターネットに送出する。また、安定化装置は、安定化装置２Ｃの動作と同様に、通信用パケットを送出する。そして、インターネットに送出された通信用パケットと通信経路確保用パケットは、インターネットを通り、安定化装置１１Ａ〜１１Ｃに接続するルーター８Ａに備える安定化装置２Ｃが受信する。そして、安定化装置２Ｃは、受信したパケットの中から通信確保用パケットを選別して破棄する。また、安定化装置２Ｃは受信した通信用パケットををルーター８Ａに送出する。そして、ルーター８Ａが通信用パケットのヘッダから安定化装置１１Ａ〜１１ＣのＭＡＣアドレスを読み込む。そして、ルーター８Ａは、ルーター８Ａが読み込んだＭＡＣアドレスから、対象装置１１Ａ〜１１Ｃの中のどの対象装置を対象とする通信であるかを判定する。そして、ルーター８Ａはその判定結果に基づいて、判定された対象装置にパケットを送出する。

したがって、対象装置１１Ａ〜１１Ｃに接続するルーター８Ａと、相手対象装置に接続するルーター８Ｂとで、それぞれのルーター８Ａ，８Ｂが安定化装置２Ｃ，２Ｇを備えることにより、安定化装置２Ｃ，２Ｇは二つのルーター間で通信経路確保用パケットを生成することができる。そして、対象装置１１Ａ〜１１Ｃが接続するルーターに備わる安定化装置２Ｃが二つのルーター間で通信経路確保用パケットを生成すると、対象装置１１Ａ〜１１Ｃはその通信経路確保用パケットで確保された帯域を対象装置１１Ａ〜１１Ｃの通信用パケットの帯域として使用できる。このようにして、複数のネットワークが接続している場合にも、ルーターに安定化装置を備えることにより、対象装置は安定化装置を使用することができる。

また、以上で述べたように、安定化装置２Ｃは、受信パケットから読み込んだ相手対象装置のＩＰアドレス毎にパケットを制御する。すなわち、安定化装置２Ｃは、ＩＰアドレス毎にパケットの帯域の大きさを計測し、ＩＰアドレス毎に生成するパケットの帯域の大きさを算出し、その算出結果に基づいてパケットを生成する。そのため、対象装置１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれが、それぞれ異なるサブネットワークに属する対象装置に安定化装置を使用してパケットを送出する場合にも、対象装置１１Ａ〜１１Ｃは安定化装置２Ｃを使
用することができる。この場合、安定化装置２Ｃと２Ｇは、ネットワークアドレスで識別される２つのネットワーク間での通信トラフィック（通信帯域）を安定化させる機能を提供する。なお、このような安定化の対象となる相手ネットワークは複数あってもよい。

また、安定化装置２Ｃは、ルーター８Ａと別体であってもよいし、一体となっていてもよい。

《第３実施形態》
図５は、第３実施形態に係る通信システムの構成図である。図５では、対象装置１Ｅが安定化装置２Ｅと安定化装置２Ｄを通して対象装置１Ｄと通信し、また、対象装置１Ｅが安定化装置２Ｅと安定化装置２Ｆを通して対象装置１Ｆと通信している様子が示されている。

図５で示す構成の場合、安定化装置２Ｅは、対象装置１Ｅから受信したパケットの送出先のＩＰアドレスごとにパケットの帯域の大きさを計測する。そして、安定化装置２Ｅは、対象装置１Ｅから受信したパケットの送出先のＩＰアドレスごとに通信経路確保用パケットの生成量を算出する。また、安定化装置２Ｅは、対象装置１Ｅから受信したパケットの送出先のＩＰアドレスごとに、算出したパケットの生成量を基にして通信経路確保用パケットを生成する。また、安定化装置２Ｅは、対象装置１Ｅから受信したパケットの送出先に生成したパケットを送出する。

このようにして、複数の通信ノードに対しても、対象装置１Ｅは安定化装置２Ｅを使用できる。

〈対象装置の輻輳制御のフローチャート〉
図６は、対象装置１Ａの輻輳制御のフローチャートである。対象装置１Ａはユーザが使用するパーソナルコンピュータ等の通信端末を想定しており、パーソナルコンピュータ等は、一般的に、ＴＣＰによってパケットの輻輳を制御する。したがって、対象装置１Ａは対象装置１Ａにおいてもパケットの輻輳を制御する。また、対象装置１Ａの輻輳制御は、安定化装置１Ａの使用の有無と独立して行われる。また、安定化装置２Ａは、対象装置１Ａが送出したパケットの帯域を測定し、その測定結果を基にしてパケットを生成する。したがって、対象装置１Ａの輻輳制御を説明するためと、対象装置１Ａが送出するパケットの帯域の性質を述べるために、対象装置１Ａの輻輳制御のフローチャートを説明する。ただし、対象装置１Ａによる輻輳制御は、ＴＣＰに限らなくともよい。

まず、対象装置１Ａは相手通信装置に通信用パケットを送出する（Ｓ１）。対象装置１ＡはＴＣＰにてパケットを制御する。ＴＣＰでは、ウインドウ（Window）という複数のパケットを格納するバッファを設け、そのバッファ単位でパケットを制御する。ウインドウのサイズはパケットを送出する帯域の大きさに関係する。対象装置１Ａは、最初、ウインドウのサイズを小さな値に設定する（Ｓ２）。そして、小さなサイズのウインドウに格納されたパケットを送出する（Ｓ３）。

対象装置１Ｂは、パケットを受信すると、パケットを受信したことを示すＡＣＫ（Acknowledgement）、すなわち確認通知を送信元である対象装置１Ａに送出する。対象装置１
Ａは、ＡＣＫが届くまで、ウインドウから送出したパケットを格納する。そして、ＡＣＫが届くと、対象装置１Ａは、そのＡＣＫにより、対象装置１Ｂによる受信が確認されたパケットを廃棄する。このようにして、対象装置１Ａと１ＢはＴＣＰを用いることにより信頼性を確保した通信ができる。

対象装置１Ａは、ＡＣＫにより、対象装置１Ｂにパケットが届いたか否かを判定する（
Ｓ４）。対象装置１ＡにＡＣＫが届けば、対象装置１Ａはウインドウのサイズを大きくして、より高速度の通信ができる可能性がある。したがって、ステップＳ４にて、対象装置１ＡにＡＣＫが届けば、対象装置１Ａはウインドウのサイズを大きくする。また、対象装置１ＡにＡＣＫが届かなければ、相手対象装置１Ｂに送出したパケットが届いていない可能性があるので、対象装置１Ａはウインドウのサイズを小さくし、送出する帯域の大きさを小さくする必要がある。したがって、ステップＳ４にて、対象装置１ＡにＡＣＫが届かなければ、対象装置１Ａはウインドウのサイズを小さくする。

このようにして、対象装置１Ａは、送出するパケットの輻輳を制御する。

〈安定化装置の輻輳制御のフローチャート〉
図７は、安定化装置２Ａの輻輳制御のフローチャートである。図６では、対象装置１Ａの輻輳制御のフローチャートを説明した。図７において、安定化装置２Ａは、対象装置１Ａが送出したパケットの帯域の測定結果を基にして、輻輳を制御する。

安定化装置２Ａは、図６を用いて説明した対象装置１Ａと同様に、ＴＣＰにてパケットを制御する。ただし、安定化装置２Ａは、図６を用いて説明した対象装置１Ａと同様に、ＴＣＰにてパケットを制御しなくてもよい。

まず、安定化装置２Ａを起動する（Ｓ７）。安定化装置２Ａは、安定化装置２Ａの使用する通知として、対象装置１ＡのＩＰアドレスを受ける。安定化装置２Ａは、図６で示した対象装置１Ａの動作と同様に、最初は、小さなサイズのウインドウを設定する。図６で示した対象装置１Ａの動作と同様に、安定化装置２Ａは、ウインドウに格納されたパケットを送信する（Ｓ９）。図６で示した対象装置１Ａの動作と同様に、安定化装置２Ａは、対象装置１ＢからＡＣＫが届いたかを判定する（Ｓ１０）。図６で示した対象装置１Ａの動作と同様に、ステップＳ１０において、対象装置１ＢからのＡＣＫが安定化装置２Ａに届いたと判定されれば、安定化装置１Ａは、ウインドウのサイズを大きくすると（Ｓ１１）。また、ステップＳ１０において、対象装置１ＢからのＡＣＫが安定化装置２Ａに届かないと判定されれば、安定化装置１Ａはウインドウのサイズを小さくする（Ｓ１２）。

このフローチャートでは、安定化装置２Ａが生成する通信経路確保用パケットを安定化装置２Ａが受信した通信用パケットとは別のウインドウにて制御する。しかし、安定化装置２Ａは、受信した通信用パケットを生成した通信経路確保用パケットと同じウインドウにて送出してもよい。

このようにして、安定化装置２Ａは、対象装置１Ａから指定されたパケットの帯域の大きさ、もしくは予め設定されている帯域の大きさを近づくように、ウインドウのサイズを大きくする。そして、安定化装置２Ａは、指定された帯域の大きさが確保できれば、そのサイズのウインドウを維持する。また、安定化装置２Ａは、指定された帯域の大きさが確保できなければ、指定された帯域の大きさを確保できるように少しずつウインドウのサイズを大きくしながら帯域の大きさの確保を試みる。また、安定化装置２Ａは、指定された帯域の大きさが確保できなければ、ある時点まで、ウインドウのサイズを大きくするよう試みた後、対象装置１ＢからＡＣＫがほぼ確実に来るウインドウのサイズまでウインドウのサイズを小さくしてもよい。このようにして、安定化装置２Ａは、安定化装置２Ａが生成したパケットによって対象装置１Ｂまでの通信経路を確保する。

安定化装置２Ａは、単位時間当たりに計測する受信パケットの帯域の計測結果を単位時間毎に比較する。安定化装置２Ａは、計測したパケットの帯域と、単位時間前に計測したパケットの帯域との比較の結果として、受信パケットの帯域が増減したかを判定する（Ｓ１３）。ステップＳ１３にて、対象装置１Ａからのパケットの帯域が増加したと判定され
れば、その増加量だけ、安定化装置２Ａが生成する通信経路確保用パケットの生成量を減らす必要がある。したがって、安定化装置２Ａは、対象装置１Ａからのパケットの帯域が増加した分だけ、通信経路確保用パケットの生成量が減るよう安定化装置２Ａが備える通信経路確保用パケットのウインドウのサイズを小さくする。また、ステップＳ１３にて、対象装置１Ａからのパケットの帯域が減少したと判定されれば、その減少量だけ、安定化装置２Ａが生成する通信経路確保用パケットの生成量を増やす必要がある。したがって、安定化装置２Ａは、対象装置１Ａからのパケットの帯域が減少した分だけ、通信経路確保用パケットの生成量が増えるよう安定化装置２Ａが備える通信経路確保用パケットのウインドウのサイズを大きくする。このようにして、安定化装置２Ａは、計測した受信パケットの帯域と単位時間前に計測した受信パケットの帯域とを比較し、受信パケットが増えたか、減ったかに応じてウインドウのサイズを小さく、または大きくさせる（Ｓ１４）。

以上のようにして、安定化装置２Ａは、受信した通信用パケットの帯域を基にして、生成して送出する通信経路確保用のパケットの帯域を制御できる。

〈安定化装置の動作のフローチャート〉
図８は、安定化装置２Ａの動作のフローチャートである。このフローチャートは、特に、安定化装置２Ａが対象装置１Ａからパケットを受信してインターネット側に送出するまでの安定化装置２Ａの動作を示している。

まず、安定化装置２Ａは、対象装置１Ａからパケットを受信する（Ｓ１５）。次に、安定化装置２Ａは、受信したパケットのヘッダに記されるＩＰアドレスから、そのパケットが安定化装置２Ａを利用する通信のパケットであるかを登録されているＩＰアドレスと対比することにより判定する（Ｓ１６）。

ステップＳ１６にて、受信したパケットが安定化装置２Ａを利用する通信であると判定されれば、対象ノード監視装置３は対象通信計測装置４に受信したパケットを送出する。また、ステップＳ１６にて、受信したパケットが安定化装置２Ａを利用する通信でないと判定されれば、対象ノード監視装置３はインターネットに受信したパケットを送出する（Ｓ２３）。

対象通信計測装置４は、パケットを受信すると、受信したパケットの送出先のＩＰアドレスを読み込む。そして、対象通信計測装置４は、受信したパケットが安定化装置２Ａに安定化装置を利用すると通知が来たのちに最初に計測したパケットであるかを判定する（Ｓ１７）。ステップ１７にて、受信したパケットが最初に計測したパケットであると判定されると、対象通信計測装置４は、そのパケットに含まれているＩＰアドレスを対象とする内部データを設定する（Ｓ１８）。その設定において、パケットを受信した場合に、そのパケットの送出先の相手通信装置のＩＰアドレスを対象とするパケットの帯域の大きさを書き込むファイル等が設定される。

次に、対象通信計測装置４はパケットの帯域の大きさを計測する（Ｓ１９）。そして、対象通信計測装置４は、ステップＳ１９にて計測した帯域の大きさを内部データに書き加える。その際、そのパケットに含まれるＩＰアドレスに対する計測が最初でなければ、新しい内部データと古い内部データとの更新を実行する（Ｓ２０）。例えば、内部データにて、前回計測した帯域の大きさを古い値とし、今回計測した帯域の大きさを新しい値としてもよい。また、その際、前回、帯域を計測していなければ、古い値として、ゼロを与えてもよい。

そして、対象通信計測装置４は、新しく計測した帯域の大きさと前回計測した帯域の大きさとを比較し、帯域が変化したかを判定する（Ｓ２１）。また、ステップＳ２１での判
定の際、通信用のパケットの帯域の変化量の絶対値がある所定の値以上大きくなれば、帯域の大きさが変化していないと判定してもよい。

ステップＳ２１にて、帯域の大きさが変化していないと判定されれば、対象通信計測装置４は、安定化用通信生成装置５に何も通知せず、インターネットに計測したパケットを送出する（Ｓ２３）。

ステップＳ２１にて、帯域の大きさが変化したと判定されれば、対象通信計測装置４は通信経路確保用パケットの生成量を内部データを用いて算出する。そして、対象通信計測装置４は、算出結果を安定化用通信生成装置５に指定する（Ｓ２２）。そして、対象通信計測装置４はインターネットに計測したパケットを送出する（Ｓ２３）。そして、安定化用通信生成装置５は、対象通信計測装置４からの通信経路確保用パケットの生成量の指定に基づきパケットを生成する。

《変形例》
安定化装置は、対象装置にハード、またはソフトとして実装されてもよい。また、安定化装置は、対象装置とは別体で実装されてもよい。この場合に、安定化装置は、対象装置とは別のＩＰアドレスやＭＡＣアドレス等のあて先を独自に有してもよい。

また、相手対象装置が安定化装置を備えていなくても、安定化装置が生成する通信経路確保用パケットが破棄されるよう相手通信ノードに設定することにより、安定化装置を適用することができる。例えば、相手通信ノードが安定化装置を備えていない場合、安定化装置は、生成するパケットの送出先を相手通信ノードの破棄用のポートなどに指定してもよい。

また、安定化装置は、インターネット以外の通信網に対しても用いることができる。

《その他》
さらに、本実施の形態は以下の発明（以下付記と呼ぶ）を開示する。
（付記１） 相手通信装置との通信帯域に寄与する第１のフローの通信トラフィックを計測する計測手段と、
前記計測手段で計測した第１のフローの通信トラフィックと、前記計測手段の計測結果に基づいて生成が可能な第２のフローの通信トラフィックとの合計通信トラフィックが所定の範囲に収まるように前記第２のフローの通信トラフィックを算出する算出手段と、
前記算出手段による算出結果に基づいて前記第２のフローの通信トラフィックを前記相手通信装置との間に生成する手段と
を備える通信装置。
（付記２） 前記計測手段は、相手通信装置との通信トラフィックに寄与する第１のフローの通信トラフィックから相手通信装置のあて先を読み出す手段と、
前記読み出す手段により読み出された前記あて先が所定のあて先と同一のあて先であるかを判定する判定手段と、
前記判定手段により同一と判定されたあて先に対する通信トラフィックを計測する通信トラフィック計測手段と
を有する付記１記載の通信装置。
（付記３） 前記計測手段により計測した第１のフローの通信トラフィックの大きさから、前回の前記計測手段により計測した前記第１のフローの通信トラフィックの大きさを差し引いた大きさを求める差分手段と、
前回の前記計測手段による計測後に前記算出手段により算出した前記第２のフローの通信トラフィックの大きさから、前記差分手段により求めた通信トラフィックの差分の大きさを差し引いた大きさの通信トラフィックを算出する第２の算出手段と、
前記第２の算出手段による算出結果に基づいて前記第２のフローの通信トラフィックを前記相手通信装置との間に生成するよう制御する手段と
を更に備える付記１および付記２に記載の通信装置。
（付記４） 相手通信装置との通信帯域に寄与する第１のフローの通信トラフィックを計測する計測ステップと、
前記計測ステップで計測した第１のフローの通信トラフィックと、前記計測ステップの計測結果に基づいて生成が可能な第２のフローの通信トラフィックとの合計通信トラフィックが所定の範囲に収まるように前記第２のフローの通信トラフィックを算出する算出ステップと、
前記算出ステップによる算出結果に基づいて前記第２のフローの通信トラフィックを前記相手通信装置との間に生成するステップと
を実行する通信方法。
（付記５） 前記計測ステップは、相手通信装置との通信トラフィックに寄与する第１のフローの通信トラフィックから相手通信装置のあて先を読み出すステップと、
前記読み出すステップにより読み出された前記あて先が所定のあて先と同一のあて先であるかを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより同一と判定されたあて先に対する通信トラフィックを計測する通信トラフィック計測ステップと
を実行する付記４記載の通信方法。
（付記６） 前記計測ステップにより計測した第１のフローの通信トラフィックの大きさから、前回の前記計測ステップにより計測した前記第１のフローの通信トラフィックの大きさを差し引いた大きさを求める差分ステップと、
前回の前記計測ステップによる計測後に前記算出ステップにより算出した前記第２のフローの通信トラフィックの大きさから、前記差分ステップにより求めた通信トラフィックの差分の大きさを差し引いた大きさの通信トラフィックを算出する第２の算出ステップと、
前記第２の算出ステップによる算出結果に基づいて前記第２のフローの通信トラフィックを前記相手通信装置との間に生成するよう制御するステップと
を実行する付記４および付記５に記載の通信方法。

本発明の第１実施形態に係る通信システムの構成図である。 本発明の第１実施形態に係る安定化装置のシステム構成を示すブロック図である。 ネットワークを共有する他の通信ノードの帯域の大きさの変化を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る通信システムの構成図である。 本発明の第３実施形態に係る通信システムの構成図である。 対象装置の輻輳制御のフローチャートである。 安定化装置の輻輳制御のフローチャートである。 安定化装置の動作のフローチャートである。

符号の説明

１Ａ〜１Ｆ 対象装置
２Ａ〜２Ｈ 安定化装置
３ 対象ノード監視装置
４ 対象通信計測装置
５ 安定化用通信生成装置
６ 安定化用通信識別装置
７ 安定化用通信終端装置
８Ａ〜８Ｃ ルーター
１１Ａ〜１１Ｃ 対象装置

Claims (5)

1. 相手通信装置との通信帯域に寄与する第１のフローの通信トラフィックを計測する計測手段と、
   前記計測手段で計測した第１のフローの通信トラフィックと、前記計測手段の計測結果に基づいて生成が可能な第２のフローの通信トラフィックとの合計通信トラフィックが所定の範囲に収まるように前記第２のフローの通信トラフィックを算出する算出手段と、
   前記算出手段による算出結果に基づいて前記第２のフローの通信トラフィックを前記相手通信装置との間に生成する手段と
   を備える通信装置。
2. 前記計測手段は、相手通信装置との通信トラフィックに寄与する第１のフローの通信トラフィックから相手通信装置のあて先を読み出す手段と、
   前記読み出す手段により読み出された前記あて先が所定のあて先と同一のあて先であるかを判定する判定手段と、
   前記判定手段により同一と判定されたあて先に対する通信トラフィックを計測する通信トラフィック計測手段と
   を有する請求項１記載の通信装置。
3. 前記計測手段により計測した第１のフローの通信トラフィックの大きさから、前回の前記計測手段により計測した前記第１のフローの通信トラフィックの大きさを差し引いた大きさを求める差分手段と、
   前回の前記計測手段による計測後に前記算出手段により算出した前記第２のフローの通信トラフィックの大きさから、前記差分手段により求めた通信トラフィックの差分の大きさを差し引いた大きさの通信トラフィックを算出する第２の算出手段と、
   前記第２の算出手段による算出結果に基づいて前記第２のフローの通信トラフィックを前記相手通信装置との間に生成するよう制御する手段と
   を更に備える請求項１および請求項２に記載の通信装置。
4. 相手通信装置との通信帯域に寄与する第１のフローの通信トラフィックを計測する計測ステップと、
   前記計測ステップで計測した第１のフローの通信トラフィックと、前記計測ステップの計測結果に基づいて生成が可能な第２のフローの通信トラフィックとの合計通信トラフィックが所定の範囲に収まるように前記第２のフローの通信トラフィックを算出する算出ステップと、
   前記算出ステップによる算出結果に基づいて前記第２のフローの通信トラフィックを前記相手通信装置との間に生成するステップと
   を実行する通信方法。
5. 前記計測ステップにより計測した第１のフローの通信トラフィックの大きさから、前回の前記計測ステップにより計測した前記第１のフローの通信トラフィックの大きさを差し引いた大きさを求める差分ステップと、
   前回の前記計測ステップ後に前記算出ステップにより算出した前記第２のフローの通信トラフィックの大きさから、前記差分ステップにより求めた通信トラフィックの差分の大きさを差し引いた大きさの通信トラフィックを算出する第２の算出ステップと、
   前記第２の算出ステップによる算出結果に基づいて前記第２のフローの通信トラフィックを前記相手通信装置との間に生成するよう制御するステップと
   を実行する請求項４に記載の通信方法。

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