JP2009206881A - ネットワークシステム、端末装置、中継装置、帯域制御方法、及び中継装置の帯域制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中継ノードでの帯域制御に関する機能を簡素化し、ネットワークシステムのコストを削減する。
【解決手段】本発明によるネットワークシステムは、入力されるデータのトラフィック量に基づいたマーキング情報を、データのＶＬＡＮタグに挿入する端末装置と、ＶＬＡＮタグに挿入されたマーキング情報に基づいた優先順位に従って入力されたデータを他の装置に転送する中継装置とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、中継装置を介して複数の端末装置間で通信が行われるネットワークシステム、及び帯域制御方法に関する。

近年、ネットワークの利用の拡大に伴い、ネットワークの帯域不足が問題となっている。特に、利用者が急増しているＶｏＩＰによる音声通話や、映像コンテンツのストリーミング配信等のサービスは、通信遅延やデータロスによる影響を受けやすく、サービスの品質低下の原因となっている。又、ネットワーク利用者や、ノード間で通信されるデータ量が増大しているため、中継ノードにおいて輻輳する頻度が増加している。

このため、ネットワーク上のデータの流れを制御することで帯域をコントロールする、所謂、帯域制御が行われている。帯域制御は、主にクラシファイ（ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒ）、アドミッション制御（ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ） 、シェーピング（ｓｈａｐｉｎｇ） 、キューイング（ｑｕｅｕｉｎｇ）、スケジューリング（ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）の機能によって実現される。

クラシファイでは、データのＩＰアドレスやポート番号によってデータの分類が行われる。データ（パケット）は、クラシファイで分類されたグループ毎に処理される。アドミッション制御によって、送信元におけるパケット送出が制御され、受信データ量が調節される。シェーピング機能では、データの転送速度が制御される。この際、超過パケットはキューに保持され、一定の時間間隔をおいて伝送されるようにスケジューリングされる。

キューイングによって保持されたデータは、その優先度に応じて転送順が決められる（優先制御）。優先制御によって、優先度の高いデータは優先的に転送され、優先度の低いデータは、輻輳時において破棄の対象となる。優先制御に関する技術が、例えば、特開２００７−２７４４６７（特許文献１）、ＷＯ２００４／０４０８５４（特許文献２）、特開２００５−２２９２８５（特許文献３）に記載されている。

特許文献１には、受信フレームのＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）タグ内の情報に基づいて優先されるべき呼の識別を行い、優先されるべき呼に対して優先的に帯域を確保して呼接続を行うネットワーク中継装置が記載されている。特許文献２には、優先順位を決めるタグやフレームの破棄の可否を決めるタグをフレームに付与するレイヤ２スイッチが記載されている。特許文献３には、ＶＬＡＮタグの優先度フィールドに設定された優先度に応じて優先制御を行うネットワーク装置が記載されている。

このように、特許文献に記載の技術では、ＶＬＡＮタグに挿入した優先度に応じた優先制御によって、トラフィックのＣＩＲ（Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）を保証することができる。

一方、イーサネット（登録商標）において、トラフィックのＣＩＲを保証するためには、データが転送される全てのノードにおいてＣＩＲを保証する機能が必要である。ＣＩＲを保証する機能を持つノードは、ＣＩＲを保証する機能を持たないノードに比べ高機能であり、ノードの単価及びネットワーク構築に関わる費用が高価になる。例えばＣＩＲを保証する機能を有する中継ノードは、ＶＬＡＮタグを利用したトラフィックの識別機能や、ＣＩＲ／ＰＩＲ制御部による出力トラフィックの最低帯域保証及び帯域制限機能を持つ。ＣＩＲ／ＰＩＲ制御部は、トラフィックシェーピングを行うＰＩＲ制御部にＣＩＲ保証機能が付加された構成である。
特開２００７−２７４４６７ ＷＯ２００４／０４０８５４ 特開２００５−２２９２８５

上述したＣＩＲを保証する機能を有する中継ノードは、ＰＩＲ制御部のみを有する中継ノード、すなわちＣＩＲを保証する機能を持たない中継ノードに比べて高機能である分、機器単価も高くなってしまう。

従って、本発明の目的は、中継ノードでの帯域制御に関する機能を簡素化することでコストを削減できるネットワークシステム、及び帯域制御方法を提供することにある。

本発明によるネットワークシステムは、入力されるデータのトラフィック量に基づいたマーキング情報を、データのＶＬＡＮタグに挿入する端末装置と、ＶＬＡＮタグに挿入されたマーキング情報に基づいた優先順位に従って入力されたデータを他の装置に転送する中継装置とを具備する。

本発明による端末装置は、入力されるデータのトラフィック量に基づいたマーキング情報をデータのＶＬＡＮタグに挿入する。この際、本発明による端末装置からデータを受け取った中継装置は、マーキング情報に基づいた優先順位に従ってデータを他の装置に転送する。

本発明による中継装置は、データのＶＬＡＮタグに挿入されたマーキング情報に基づいた優先順位に従って、端末装置からのデータを他の装置に転送する。ここで、マーキング情報は、端末装置に入力されるデータのトラフィック量に基づいた情報である。

又、本発明による帯域制御方法は、端末装置が、入力されるデータのトラフィック量に基づいたマーキング情報をデータのＶＬＡＮタグに挿入するステップと、中継装置が、ＶＬＡＮタグに挿入されたマーキング情報に基づいた優先順位に従ってデータを他の装置に転送するステップとを具備する。

本発明によれば、中継ノードでの帯域制御に関する機能を簡素化し、ネットワークシステムのコストを削減することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明によるネットワークシステム、及び帯域制御方法の実施の形態を説明する。図面において同一、又は類似の参照符号は、同一、類似、又は等価な構成要素を示している。

（構成）
図１は、本発明によるネットワークシステムの構成を示す図である。図１を参照して、ネットワークシステムは、複数の入力端ノード１１〜１ｎ、中継ノード２１、２２、複数の出力端ノード３１〜３ｎを具備する。複数の入力端ノード１１〜１ｎ、中継ノード２１、２２、複数の出力端ノード３１〜３ｎは、イーサネット（登録商標）に例示されるネットワークを介して相互に接続される。複数の入力端ノード１１〜１ｎ、中継ノード２１、２２、複数の出力端ノード３１〜３ｎのそれぞれは、ネットワークを介して相互にフレームデータを送受信することが可能な通信装置やコンピュータ装置として例示される。

入力端ノード１１〜１ｎは、ＶＬＡＮタグへのマーキング情報の付加によって、入力トラフィックＴＡ１〜ＴＡｎをＣＩＲ（Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）トラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎと、ＥＩＲ（Ｅｘｃｅｓｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）トラフィックＴＢｅ１〜ＴＢｅｎとに分離して出力する。入力端ノード１１は、ＣＩＲトラフィックＴＢｃ１及びＥＩＲトラフィックＴＢｅ１をトラフィックＴＢ１として中継ノード２１に出力する。同様に、入力端ノード１ｎは、ＣＩＲトラフィックＴＢｃｎ及びＥＩＲトラフィックＴＢｅｎをトラフィックＴＢｎとして中継ノード２１に出力する。

中継ノード２１は、複数の入力端ノード１１〜１ｎと他の中継ノード２２との間の通信を中継するノードである。中継ノード２１は、ＶＬＡＮタグに付加されたマーキング情報に基づいて、複数の入力トラフィックＴＢ１〜ＴＢｎのうちＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎを透過的に中継ノード２２に出力する。又、中継ノード２１は、ＶＬＡＮタグに付加されたマーキング情報に基づいて、ＥＩＲトラフィックＴＢｅ１〜ＴＢｅｎに対し廃棄処理を行った後、ＥＩＲトラフィックＴＣｅ１〜ＴＣｅｎとして中継ノード２２に出力する。ＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎ及びＥＩＲトラフィックＴＣｅ１〜ＴＣｅｎは、トラフィックＴＣとして中継ノード２１に出力される。

中継ノード２２は、他の中継ノード２１と複数の出力端ノード３１〜３ｎとの間の通信を中継するノードである。中継ノード２２は、ＶＬＡＮタグに付加されたマーキング情報に基づいて、ＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎに対し透過的に中継処理を行いＣＩＲトラフィックＴＤｃ１〜ＴＤｃｎとして複数の出力端ノード３１〜３ｎのそれぞれに出力する。又、中継ノード２２は、ＶＬＡＮタグに付加されたマーキング情報に基づいて、ＥＩＲトラフィックＴＢｅ１〜ＴＢｅｎに対して出力先毎に廃棄処理を行った後、ＥＩＲトラフィックＴＣｅ１〜ＴＣｅｎとして複数の出力端ノード３１〜３ｎのそれぞれに出力する。ＣＩＲトラフィックＴＤｃ１及びＥＩＲトラフィックＴＤｅ１は、トラフィックＴＤ１として出力端ノード３１に出力される。同様に、ＣＩＲトラフィックＴＤｃｎ及びＥＩＲトラフィックＴＤｅｎは、トラフィックＴＤｎとして出力端ノード３ｎに出力される。

複数の出力端ノード３１〜３ｎのそれぞれは、ＶＬＡＮタグに付加されたマーキング情報に基づいて、入力トラフィックＴＤ１〜ＴＤｎのそれぞれのうちＣＩＲトラフィックＴＤｃ１〜ＴＤｃｎを透過的に出力する。又、複数の出力端ノード３１〜３ｎのそれぞれは、ＶＬＡＮタグに付加されたマーキング情報に基づいて、ＥＩＲトラフィックＴＤｅ１〜ＴＤｅｎのそれぞれに対し廃棄処理を行った後に出力する。出力端ノード３１は、ＣＩＲトラフィックＴＤｃ１と廃棄処理されたＥＩＲトラフィックＴＤｅ１をトラフィックＴE１として出力する。同様に、出力端ノード３ｎは、ＣＩＲトラフィックＴＤｃｎ及び廃棄処理されたＥＩＲトラフィックＴＤｅｎをトラフィックＴEｎとして出力する。

図２を参照して、入力端ノード１１の構成の詳細を説明する。尚、入力端ノード１２〜１ｎの構成は、入力端ノード１１と同様であるので説明を省略する。

入力端ノード１１は、ＣＩＲ制御部１０１、マーキング処理部１０２、ＰＩＲ制御部１０３を具備する。入力端ノード１１に入力されるトラフィックＴＡ１は最低限の帯域（ＣＩＲ：Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）が保証されたトラフィックを含む。ＣＩＲ制御部１０１は、トラフィックＴＡ１のトラフィック量に基づいて、トラフィックＴＡ１を、ＣＩＲが保証されたＣＩＲトラフィックＴＡｃ１と、ＣＩＲを超過した帯域（ＥＩＲ：Ｅｘｃｅｓｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）のＥＩＲトラフィックＴＡｅ１とに分離する。詳細には、ＣＩＲ制御部１０１は、トラフィックＴＡ１から入力端ノード１１に設定されたＣＩＲ（ＣＩＲ設定値）と同等のトラフィック量であるＣＩＲトラフィックＴＡｃ１を分離し、マーキング処理部１０２に出力する。又、ＣＩＲ制御部１０１は、トラフィックＴＡ１から分離したＣＩＲトラフィックＴＡｃ１を差し引いたトラフィックを、ＥＩＲトラフィックＴＡｅ１としてマーキング処理部１０２に出力する。

マーキング処理部１０２は、ＣＩＲ制御部１０１から入力されるトラフィックに含まれる全てのフレームのＶＬＡＮタグにマーキング情報を付加する。この際、マーキング処理部１０２は、ＣＩＲトラフィックＴＡｃ１内の全てのフレームのＶＬＡＮタグに、当該トラフィックがＣＩＲとして取り扱われるためのマーキング情報を付加し、トラフィックＴＢｃ１として出力する。又、マーキング処理部１０２は、ＥＩＲトラフィックＴＡｅ１内の全てのフレームのＶＬＡＮタグに、当該トラフィックがＥＩＲとして取り扱われるためのマーキング情報を付加し、トラフィック ＴＢｅ１’として出力する。

図６を参照して、マーキング処理部１０２の構成の一例を説明する。マーキング処理部１０２は、ＶＬＡＮタグのプライオリティ値を変更するマークアップ処理部１２０を備える。ここで、ＣＩＲトラフィックＴＡｃ１内のフレームをフレームＦＡｃ、ＥＩＲトラフィックＴＡｅ１内のフレームをフレームＦＡｅとする。マークアップ処理部１２０は、入力されるトラフィックがＣＩＲトラフィックＴＡｃ１である場合、フレームＦＡｃにおけるＶＬＡＮタグのプライオリティ値として、優先度の高いプライオリティ値に設定する。又、マークアップ処理部１２０は、入力されるトラフィックがＥＩＲトラフィックＴＡｅ１である場合、フレームＦＡｅにおけるＶＬＡＮタグのプライオリティ値として、優先度の低いプライオリティ値に設定する。例えば、フレームＦＡｃ及びフレームＦＡｅのプライオリティ値が両者とも４である場合、マークアップ処理部１２０は、フレームＦＡｃのプライオリティ値をより優先度の高い値６に変更し、フレームＦＡｃのプライオリティ値をより優先度の低い値０に変更する。マークアップ処理部１２０は、プライオリティ値を変更したフレームＦＡｃ、ＦＡｅをそれぞれＣＩＲトラフィックＴＢｃ１、ＥＩＲトラフィックＴＢｅ１’として出力する。

マーキング処理部１０２から出力されたＣＩＲトラフィックＴＢｃ１は、そのまま中継ノード２１に出力される。一方、マーキング処理部１０２から出力されたＥＩＲトラフィックＴＢｅ１’は、ＰＩＲ制御部１０３に入力される。ＰＩＲ制御部１０３は、出力するトラフィック量が、入力端ノード１１における出力側の最大帯域（ＰＩＲ：Ｐｅａｋ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）とＣＩＲトラフィックＴＢｃ１のトラフィック量との差分となるように、ＥＩＲトラフィックＴＢｅ１’に対して廃棄処理を行う。ＥＩＲトラフィックＴＢｅ１’は、ＰＩＲ制御部１０３において廃棄処理された後、ＥＩＲトラフィックＴＢｅ１として他のノード（ここでは中継ノード２１）に出力される。これにより、入力端ノード１１では、トラフィックＴＡ１からＴＢｃ１を除いたトラフィックより、入力端ノードＮＡ１と中継ノード２１との間の伝送容量からＣＩＲ設定値を差し引いた値を超えない範囲のトラフィック量が、ＴＢｅ１として分離される。

以上のように、入力端ノード１１では、入力されたトラフィックＴＡ１が、そのトラフィック量に応じて、ＣＩＲが保証されたＣＩＲトラフィックと、その他のＥＩＲトラフィックとに分離される。又、分離されたトラフィックの各々には、ＣＩＲトラフィック又はＥＩＲトラフィックのどちらか一方であることが識別可能なマーキング情報が付与されて入力端ノード１１から出力される。このように、本発明による入力端ノード１１は、ＣＩＲトラフィックとＥＩＲトラフィックとに分離し、ＥＩＲトラフィックのみに廃棄処理を行うことで、入力トラフィックＴＡ１中のＣＩＲトラフィックＴＢｃ１を保証しつつトラフィックＴＢ１の転送処理を行う。

尚、ＣＩＲ制御部１０１、マーキング処理部１０２、ＰＩＲ制御部１０３の機能は、プログラムをＣＰＵによって実行することで実現できる。又、ＣＩＲ制御部１０１、マーキング処理部１０２、ＰＩＲ制御部１０３は、ハードウェアのみ、あるいは、ソフトウェア及びハードウェアの組み合せによって実現されても良い。

図３を参照して、中継ノード２１の構成の詳細を説明する。

中継ノード２１は、ＶＬＡＮタグ識別部２０１、ＰＩＲ制御部２０２を具備する。中継ノード２１に入力されるトラフィックＴＢには、入力端ノード１１〜１ｎのそれぞれから出力されたトラフィックＴＢ１〜ＴＢｎが含まれる。又、トラフィックＴＢ１〜ＴＢｎのそれぞれには、ＣＩＲトラフィックＴＢｃ１及びＥＩＲトラフィックＴＢｅ１〜ＣＩＲトラフィックＴＢｃｎ及びＥＩＲトラフィックＴＢｅｎが含まれる。ＶＬＡＮタグ識別部２０１は、ＶＬＡＮタグに挿入されたマーキング情報に基づき、入力されるトラフィックＴＢをＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎとＥＩＲトラフィックＴＢｅ１〜ＴＢｅｎとに分離する。例えば、マーキング情報が上述の一例のように設定されている場合、ＶＬＡＮタグ識別部２０１は、プライオリティ６のトラフィックを透過的に中継ノード２２に出力する。すなわち、ＶＬＡＮタグ識別部２０１は、入力されるＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎをそのまま中継ノード２２に転送する。一方、ＶＬＡＮタグ識別部２０１は、プライオリティ０のトラフィックをＰＩＲ制御部２０２に出力する。すなわち、ＶＬＡＮタグ識別部２０１は、入力されるＥＩＲトラフィックＴＢｅ１〜ＴＢｅｎをＰＩＲ制御部２０２に出力する。

ＰＩＲ制御部２０２は、出力するトラフィック量の総和が、中継ノード２１における出力側の最大帯域（ＰＩＲ）とＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎのトラフィック量の総和との差分となるように、ＥＩＲトラフィックＴＢｅ１〜ＴＢｅｎに対して廃棄処理を行う。ＥＩＲトラフィックＴＢｅ１〜ＴＢｅｎは、ＰＩＲ制御部１０３において廃棄処理された後、ＥＩＲトラフィックＴＣｅ１〜ＥＩＲトラフィックＴＣｅｎとして他のノード（ここでは中継ノード２２）に出力される。一方、ＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎは、そのまま他のノード（ここでは中継ノード２２）に出力される。

以上のように、中継ノード２１は、複数の入力端ノード１１〜１ｎから入力されるトラフィックＴＢ１〜ＴＢｎのうち、ＣＩＲが保証されたＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎを透過的に中継ノード２２に優先転送し、その他のＥＩＲトラフィックＴＢｅ１〜ＴＢｅｎに対し廃棄処理を行いＥＩＲトラフィックＴＣｅ１〜ＴＣｅｎとして中継ノード２２に転送する。中継ノード２１は、ＶＬＡＮタグに挿入されたマーキング情報を確認する処理のみで、ＣＩＲトラフィックとＥＩＲトラフィックを分離し、必要に応じてＥＩＲトラフィックに対し廃棄処理を行う。このため、ＣＩＲを保証するための特別な機能を中継装置２１に設ける必要がなく、ＣＩＲを保証するためのコストを削減することができる。

尚、ＶＬＡＮタグ識別部２０１、ＰＩＲ制御部２０２の機能は、プログラムをＣＰＵによって実行することで実現できる。又、ＶＬＡＮタグ識別部２０１、ＰＩＲ制御部２０２は、ハードウェアのみ、あるいは、ソフトウェア及びハードウェアの組み合せによって実現されても良い。

図４を参照して、中継ノード２２の構成の詳細を説明する。

中継ノード２２は、ＶＬＡＮタグ識別部２０３、ＰＩＲ制御部２１１〜２１ｎを具備する。中継ノード２２に入力されるトラフィックＴＣには、ＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎ、及びＥＩＲトラフィックＴＣｅ１〜ＴＣｅｎが含まれる。ＶＬＡＮタグ識別部２０３は、ＶＬＡＮタグに挿入されたマーキング情報に基づき、入力されるトラフィックＴＣをＣＩＲトラフィックＴＤｃ１〜ＴＤｃｎとＥＩＲトラフィックＴＤｅ１’〜ＴＢｅｎ’とに分離する。トラフィックの転送先（方路）はＶＬＡＮタグに基づいて決定される。ここでは、ＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎは、宛先となる出力端ノード３１〜３ｎのそれぞれに対応するＣＩＲトラフィックＴＤｃ１〜ＴＤｃｎに分離される。同様に、ＥＩＲトラフィックＴＣｅ１〜ＴＣｅｎは、宛先となる出力端ノード３１〜３ｎのそれぞれに対応するＥＩＲトラフィックＴＤｅ１’〜ＴＢｅｎ’に分離される。

中継ノード２２は、ＣＩＲトラフィックＴＤｃ１〜ＴＤｃｎをそれぞれの宛先となる出力端ノード３１〜３ｎのそれぞれに出力する。これにより、ＣＩＲトラフィックＴＤｃ１〜ＴＤｃｎは、ＣＩＲが保証されたトラフィックとして出力端ノード３１〜３ｎに転送される。一方、ＥＩＲトラフィックＴＤｅ１’〜ＴＤｅｎ’は、出力端ノード３１〜３ｎに対応するＰＩＲ制御部２１１〜２１ｎに入力される。

ＰＩＲ制御部２１１〜２１ｎのそれぞれは、対応する出力端ノード３１〜３ｎに出力するトラフィック量が、中継ノード２２と出力端ノード３１〜３ｎのそれぞれとの間における最大帯域（ＰＩＲ）と、ＣＩＲトラフィックＴＤｃ１〜ＴＤｃｎのそれぞれのトラフィック量との差分となるように、ＥＩＲトラフィックＴＤｅ１’〜ＴＤｅｎ’に対し廃棄処理を行う。ＥＩＲトラフィックＴＤｅ１’〜ＴＤｅｎ’は、ＰＩＲ制御部２１１〜２１ｎにおいて廃棄処理された後、ＥＩＲトラフィックＴＤｅ１〜ＴＤｅｎとして他のノード（ここでは対応する出力端ノード３１〜３ｎ）に出力される。ＣＩＲトラフィックＴＤｃ１及びＥＩＲトラフィックＴＤｅ１は、トラフィックＴＤ１として出力端ノード３１に出力される。同様に、ＣＩＲトラフィックＴＤｃ２及びＥＩＲトラフィックＴＤｅ２〜ＣＩＲトラフィックＴＤｃｎ及びＥＩＲトラフィックＴＤｅｎは、それぞれトラフィックＴＤ２〜ＴＤｎとして出力端ノード３２〜３ｎに出力される。

以上のように、中継ノード２２は、ＣＩＲとしてマーキングされたＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎを透過的にＣＩＲトラフィックＴＤｃ１〜ＴＤｃｎとして出力端ノード３１〜３ｎに優先転送し、ＥＩＲとしてマーキングされたＥＩＲトラフィックＴＣｅ１〜ＴＣｅｎに対して、出力側の許容帯域に応じた廃棄処理を行いＥＩＲトラフィックＴＤｅ１〜ＴＤｅｎとして出力端ノード３１〜３ｎに転送する。すなわち、中継ノード２２は、出力先毎にＥＩＲトラフィックのみに廃棄処理を行い、入力トラフィック中のＣＩＲトラフィックを保証しつつトラフィックの転送処理を行うことができる。この際、中継ノード２２は、ＶＬＡＮタグに挿入されたマーキング情報を確認する処理のみで、ＣＩＲトラフィックとＥＩＲトラフィックを分離し、必要に応じてＥＩＲトラフィックに対し廃棄処理を行う。このため、ＣＩＲを保証するための特別な機能を中継ノード２２に設ける必要がなく、ＣＩＲを保証するためのコストを削減することができる。

尚、ＶＬＡＮタグ識別部２０３、ＰＩＲ制御部２１１〜２１ｎの機能は、プログラムをＣＰＵによって実行することで実現できる。又、ＶＬＡＮタグ識別部２０３、ＰＩＲ制御部２１１〜２１ｎは、ハードウェアのみ、あるいは、ソフトウェア及びハードウェアの組み合せによって実現されても良い。

図５を参照して、出力端ノード３１の構成の詳細を説明する。尚、出力端ノード３２〜３ｎの構成は、出力端ノード３１と同様であるので説明を省略する。

出力端ノード３１は、ＶＬＡＮタグ識別部３０１、ＰＩＲ制御部３０２、マーキング処理部３０３を具備する。出力端ノード３１に入力されるトラフィックＴＤ１には、中継ノード２２から出力されたＣＩＲトラフィックＴＤｃ１及びＥＩＲトラフィックＴＤｅ１が含まれる。ＶＬＡＮタグ識別部３０１は、ＶＬＡＮタグに挿入されたマーキング情報に基づき、入力されるトラフィックＴＤ１をＣＩＲトラフィックＴＤｃ１とＥＩＲトラフィックＴＤｅ１とに分離する。例えば、マーキング情報が上述の一例（図６）のように設定されている場合、ＶＬＡＮタグ識別部３０１は、プライオリティ値６のトラフィックを透過的にマーキング処理部３０３に出力する。すなわち、ＶＬＡＮタグ識別部３０１は、入力されるＣＩＲトラフィックＴＤｃ１をそのままマーキング処理部３０３に転送する。一方、ＶＬＡＮタグ識別部３０１は、プライオリティ値０のＥＩＲトラフィックＴＤｅ１をＰＩＲ制御部３０２に出力する。

ＰＩＲ制御部３０２は、出力するトラフィック量が、出力端ノード３１における出力側の最大帯域（ＰＩＲ）とＣＩＲトラフィックＴＤｃ１のトラフィック量との差分となるように、ＥＩＲトラフィックＴＤｅ１に対して廃棄処理を行う。ＥＩＲトラフィックＴＤｅ１は、ＰＩＲ制御部３０２において廃棄処理された後、ＥＩＲトラフィックＴＥｅ１としてマーキング処理部３０３に出力される。

マーキング処理部３０３は、ＶＬＡＮタグ識別部３０１及びＰＩＲ制御部３０２から入力されるトラフィックに含まれる全てのフレームのＶＬＡＮタグに挿入されたトラフィックを識別するためのマーキング情報を、解除又は変更する。例えば、マーキング処理部３０３は、ＣＩＲ又はＥＩＲとして取り扱われるためのマーキング情報を任意の設定値に変更し、トラフィックの優先度を均一化する。これにより、ＣＩＲトラフィックとＥＩＲトラフィックの区別がなくなる。

図７を参照して、マーキング処理部３０３の構成の一例を説明する。マーキング処理部３０３は、ＶＬＡＮタグのプライオリティ値を変更するマークダウン処理部３３０を備える。ここで、ＣＩＲトラフィックＴＤｃ１内のフレームをフレームＦＤｃ、廃棄処理後のＥＩＲトラフィックＴＥｅ１内のフレームをフレームＦＥｅとする。マークダウン処理部３３０は、フレームＦＤｃにおけるＶＬＡＮタグのプライオリティ値を、フレームＦＤｃに対して予め決められたプライオリティ値に設定する。同様に、マークダウン処理部３３０は、フレームＦＥｅにおけるＶＬＡＮタグのプライオリティ値を、フレームＦＥｅに対して予め決められたプライオリティ値に設定する。例えば、フレームＦＤｃのプライオリティ値が６であり、フレームＦＥｅのプライオリティ値が０である場合、マークダウン処理部３３０は、フレームＦＤｃのプライオリティ値を６から４に変更し、フレームＦＥｃのプライオリティ値を０から４に変更する。マークダウン処理部３３０は、プライオリティ値を変更したフレームＦＤｃ、ＦＥｅを含むトラフィックをトラフィックＴＥ１として出力する。

以上のように、出力端ノード３１は、中継ノード２２から入力されたＣＩＲトラフィックＴＤｃ１と、出力側の許容帯域に応じて廃棄処理されたＥＩＲトラフィックＴＥｅ１とをトラフィックＴＥ１として出力する。すなわち、出力端ノード３１〜３ｎは、ＣＩＲとしてマーキングされたＣＩＲトラフィックＴＤｃ１〜ＴＤｃｎを透過的に優先転送し、他のトラフィックに対し廃棄処理を行い、全てのトラフィックのマーキング情報を解除したうえで、トラフィックＴＥ１〜ＴＥｎとして出力する。

尚、ＶＬＡＮタグ識別部３０１、ＰＩＲ制御部３０２、マーキング処理部３０３の機能は、プログラムをＣＰＵにＶＬＡＮタグ識別部３０１、ＰＩＲ制御部３０２、マーキング処理部３０３ＶＬＡＮタグ識別部２０１、ＰＩＲ制御部２０２は、ハードウェアのみ、あるいは、ソフトウェア及びハードウェアの組み合せによって実現されても良い。

以上、本発明によるネットワークシステムの実施の形態における構成を述べたが、イーサトラフィックの出力先決定方法、ＶＬＡＮタグ識別方法、ＶＬＡＮタグ構成、ＰＩＲ制御に伴う廃棄処理方法については、従来技術と同様であるため、その詳細な構成は省略する。

尚、上記実施の形態では、マーキング情報としてＶＬＡＮタグプライオリティ値を用いたが、ＶＬＡＮ ＩＤを用いても良い。この場合、ＣＩＲトラフィックＴＢｃ１には、ＣＩＲとして取り扱われるトラフィックを識別するＶＬＡＮ ＩＤがＶＬＡＮタグに挿入され、ＥＩＲトラフィックＴＥｃ１には、ＥＩＲとして取り扱われるトラフィックを識別するＶＬＡＮ ＩＤがＶＬＡＮタグに挿入される。又、ネットワークシステムの構成、ネットワークシステムを構成する各ノードの数は上記の構成でなくとも良く、各トラフィックはマーキング情報によりＣＩＲ及びＥＩＲが識別できる範囲で任意かつ複数のＶＬＡＮ ＩＤ又はプライオリティ値のイーサフレームで構成されても良い。

（動作）
次に、図８から図１０を参照して、本発明によるネットワークシステムにおけるデータ（トラフィック）の転送動作の詳細を説明する。

図８は、入力端ノード１１〜１ｎにおけるトラフィックの転送処理動作を示すフロー図である。入力端ノード１１は、受信したトラフィックＴＡ１のトラフィック量と、入力端ノード１１に設定されたＣＩＲ設定値とを比較する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。この際、ＣＩＲ設定値以内のトラフィックはＣＩＲトラフィックＴＡｃ１として、又、ＣＩＲ値を超えた分のトラフィックはＥＩＲトラフィックＴＡｅ１として分離される。ＣＩＲトラフィックＴＡｃ１及びＥＩＲトラフィックＴＡｅ１のそれぞれに個別のマーキング情報が付加される。詳細には、ＣＩＲトラフィックＴＡｃ１にはＣＩＲとして取り扱われるためのＣＩＲマーキングが付加され、ＣＩＲトラフィックＴＢｃ１として出力される（ステップＳ１３）。一方、ＥＩＲトラフィックＴＡｅ１には、ＥＩＲとして取り扱われるためのＥＩＲマーキングが付加される（ステップＳ１４）。ＥＩＲマーキングが付加されたＥＩＲトラフィックＴＢｅ１’は、ＰＩＲ制御部１０３においてＰＩＲ値≧ＣＩＲトラフィック量＋ＥＩＲトラフィック量となるよう廃棄処理が施され、ＥＩＲトラフィックＴＢｅ１として出力される（ステップＳ１５）。ただし、ＰＩＲ値は、入力端ノード１１と中継ノード２１との間に設定された最大許容帯域、ＣＩＲトラフィック量は、入力端ノード１１に設定されたＣＩＲ設定値、ＥＩＲトラフィック量は、入力端ノード１１から中継ノード２１に出力されるＥＩＲトラフィックＴＢｅ１のトラフィック量である。入力端ノード１１は、ＣＩＲトラフィックＴＢｃ１とＥＩＲトラフィックＴＢｅ１をトラフィックＴＢ１として、中継ノード２１に送信する。入力端ノード１２〜１ｎも同様に、受信したトラフィックＴＡ２〜ＴＡｎをトラフィックＴＢ２〜ＴＢｎとして中継ノード２１に送信する（ステップＳ１６）。

図９は、中継ノード２１、２２におけるトラフィックの中継動作を示すフロー図である。中継ノード２１は、受信したトラフィックＴＣのマーキング情報を確認する（ステップＳ２１、Ｓ２２）。この際、ＥＩＲマーキングが付加されているＥＩＲトラフィックＴＢｅ１〜ＴＢｅｎは、ＰＩＲ制御部２０２においてＰＩＲ値≧ＣＩＲトラフィック量＋ＥＩＲトラフィック量となるよう廃棄処理が施され、ＥＩＲトラフィックＴＣｅ１〜ＴＣｅｎとして出力される（ステップＳ２３）。ただし、ＰＩＲ値は、中継ノード２１と中継ノード２２との間に設定された最大許容帯域、ＣＩＲトラフィック量は、入力端ノード１１に設定されたＣＩＲ設定値、ＥＩＲトラフィック量は、中継ノード２１から中継ノード２２に出力されるＥＩＲトラフィックＴＣｅ１〜ＴＣｅｎのトラフィック量である。一方、ステップＳ２２において、ＣＩＲマーキングが付加されたＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎは透過的に出力される。中継ノード２１は、ＣＩＲトラフィックＴＢｃ１〜ＴＢｃｎとＥＩＲトラフィックＴＣｅ１〜ＴＣｅｎをトラフィックＴＣとして、中継ノード２１に送信する（ステップＳ２４）。

中継ノード２２も同様に、受信したトラフィックＴＣをトラフィックＴＤ１〜ＴＤｎとして、宛先となる出力端ノード３１〜３ｎに送信する。ただし、中継ノード２２は、入力トラフィックをＣＩＲトラフィックとＥＩＲトラフィックに分離後、宛先毎にルーティングした後、送信先の出力端ノード３１〜３ｎ毎にＥＩＲトラフィックの廃棄処理を行う。

図１０は、出力端ノード３１〜３ｎにおけるトラフィックの転送処理動作を示すフロー図である。出力端ノード３１は、マーキング情報を確認する（ステップＳ３１、Ｓ３２）。この際、ＣＩＲマーキングが付加されたＣＩＲトラフィックＴＤｃ１はマーキング処理部３０３において、ＣＩＲマーキングが解除される（ステップＳ３３）。一方、ＥＩＲマーキングが付加されているＥＩＲトラフィックＴＤｅ１は、ＰＩＲ制御部３０２においてＰＩＲ値≧ＣＩＲトラフィック量＋ＥＩＲトラフィック量となるよう廃棄処理が施され、ＥＩＲトラフィックＴＥｅ１として出力される（ステップＳ３４）。ただし、ＰＩＲ値は、出力端ノード３１の出力側に設定された最大許容帯域、ＣＩＲトラフィック量は、入力端ノード１１に設定されたＣＩＲ設定値、ＥＩＲトラフィック量は、出力端ノード３１から出力されるＥＩＲトラフィックＴＥｅ１のトラフィック量である。廃棄処理されたＥＩＲトラフィックＴＥｅ１のＥＩＲマーキングは、マーキング処理部３０３において解除される（ステップＳ３５）。出力端ノード３１は、マーキング情報が解除されたＣＩＲトラフィックＴＤｃ１とＥＩＲトラフィックＴＥｅ１をトラフィックＴＥ１として、図示しない外部装置に送信する。出力端ノード３２〜３ｎも同様に、受信したトラフィックＴＤ２〜ＴＤｎをトラフィックＴＥ２〜ＴＥｎとして図示しない外部装置に送信する（ステップＳ３６）。

以上のように、本発明によるネットワークシステムによれば、入力端ノード１１〜１ｎにおいてＣＩＲトラフィックとＥＩＲトラフィックとをＶＬＡＮタグへのマーキングにより明示的に分離することにより、後段の中継ノード２１、２２又は出力端ノード３１〜３ｎでは、マーキング情報を元にＣＩＲトラフィックを優先転送するだけでＣＩＲを保証することが可能となる。

本発明では、トラフィックを識別するマーキング情報としてＶＬＡＮタグ内のプライオリティ値又はＶＬＡＮ ＩＤを用いて付加している。このため、トラフィックを識別する特別な装置を必要とすることなくネットワークシステムを構成できる。例えば、ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）では、ネットワーク内の全てのノードに独自のラベルを付加する機能を設ける必要があるが、本発明によるネットワークシステムでは、その必要がない。図１に示したネットワークにおいては、トラフィックＴＡｘ（ｘは１〜ｎ）は常にＣＩＲ値以上のトラフィック量を含むトラフィックＴＥｘ（ｘは１〜ｎ）として転送することが可能となる。

通常、イーサネット（登録商標）において、トラフィックのＣＩＲを保証するためには、データが転送される全てのノードにおいてＣＩＲを保証する機能が必要である。このため、データの転送過程にＣＩＲを保証する機能を持ち合わせていないノードが存在した場合、ＣＩＲとして保証された帯域以上にトラフィックが廃棄される可能性があり、ネットワーク全体としてＣＩＲを保証することができない。一方、本発明によるネットワークシステムでは、ＶＬＡＮタグ内のマーキング情報のみに従った優先転送によりＣＩＲを保証している。このため、中継ノードに、ＶＬＡＮタグ情報によるトラフィックの分離とＶＬＡＮタグ情報に従った優先制御を有していれば、特別なＱｏＳ機能（例えば、フェアネス機能）を持たなくともＣＩＲを保証できる。

又、本発明によれば、ＣＩＲを保証するのにＶＬＡＮタグ内のマーキング情報に従った優先転送を行えば済むため、中継ノードの転送処理に関する負荷を軽減することができる。更に、本発明による中継ノード２１、２２は、従来のＣＩＲを保証する機能を持つ中継ノードと比較して廉価なＣＰＵを選択することができる。

以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。上述の実施の形態では、ネットワークシステム内のノードを入力端ノード１１〜３１、中継ノード２１、２２、出力端ノード３１〜３ｎとして説明された。しかし、ネットワークシステム内のノードは、入力端ノード１１の機能と出力端ノード３１の機能を両方備えていても構わない。又、ネットワークシステム内の中継ノードは、中継ノード２１、２２の機能の両方を備えていても構わない。例えば、中継ノードが、複数のノードからのトラフィックを他の中継ノードに中継する場合、中継ノード２１と同様に動作し、当該中継ノードが他の中継ノードからのトラフィックを複数のノードに中継する場合、中継ノード２２と同様に動作する。

図１は、本発明によるネットワークシステムの実施の形態における構成を示す図である。 図２は、本発明による入力端ノードの実施の形態における構成を示す図である。 図３は、本発明による中継ノードの実施の形態における構成を示す図である。 図４は、本発明による中継ノードの実施の形態における構成を示す図である。 図５は、本発明による出力端ノードの実施の形態における構成を示す図である。 図６は、本発明による入力端ノード内に設けられたマーキング処理部の実施の形態における構成を示す図である。 図７は、本発明による出力端ノード内に設けられたマーキング処理部の実施の形態における構成を示す図である。 図８は、本発明による入力端ノードの実施の形態におけるトラフィック転送動作を示すフロー図である。 図９は、本発明による中継ノードの実施の形態におけるトラフィック中継動作を示すフロー図である。 図１０は、本発明による出力端ノードの実施の形態におけるトラフィック転送動作を示すフロー図である。

符号の説明

１１〜１ｎ：入力端ノード
２１、２２：中継ノード
３１〜３ｎ：出力端ノード
１０１：ＣＩＲ制御部
１０２、３０３：マーキング処理部
１０３、２０２、２１１〜２１ｎ、３０２：ＰＩＲ制御部
１２０：マークアップ処理部
２０１、２０３、３０１：ＶＬＡＮタグ識別部
３３０：マークダウン処理部
ＴＡ１〜ＴＡｎ、ＴＢ１〜ＴＢｎ、ＴＣ、ＴＤ１〜ＴＤｎ、ＴＥ１〜ＴＥｎ：トラフィック
ＴＢｃ１〜ＴＢｃｎ、ＴＤｃ１〜ＴＤｃｎ：ＣＩＲトラフィック
ＴＢｅ１〜ＴＢｅｎ、ＴＣｅ１〜ＴＣｅｎ、ＴＤｅ１〜ＴＤｅｎ、ＴＥｅ１〜ＴＥｅｎ：ＥＩＲトラフィック
ＦＡｃ、ＦＡｅ、ＦＤｃ、ＦＥｅ：フレーム

Claims (13)

1. 入力されるデータのトラフィック量に基づいたマーキング情報を前記データのＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）タグに挿入する端末装置と、
   前記マーキング情報に基づいた優先順位に従って前記データを他の装置に転送する中継装置と、
   を具備するネットワークシステム。
2. 請求項１に記載のネットワークシステムにおいて、
   前記端末装置は、予め設定されたＣＩＲ（Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）内のデータのＶＬＡＮタグに第１マーキング情報を挿入し、
   前記中継装置は、前記第１マーキング情報が挿入されたデータを破棄せずに転送する
   ネットワークシステム。
3. 請求項２に記載のネットワークシステムにおいて、
   前記端末装置は、前記ＣＩＲを超えるデータのＶＬＡＮタグに第２マーキング情報を挿入し、
   前記中継装置は、前記第２マーキング情報が挿入されたデータのうち、所定のトラフィックを超えるデータを破棄する
   ネットワークシステム。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のネットワークシステムにおいて、
   前記中継装置は、前記データの転送先となる他の装置との間における伝送容量に応じて破棄するデータ量を決定する
   ネットワークシステム。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のネットワークシステムにおいて、
   前記中継装置から転送されたデータに挿入された前記マーキング情報を廃棄する他の端末装置を更に具備する
   ネットワークシステム。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の通信システムで利用される端末装置。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の通信システムで利用される中継装置。
8. 端末装置が、入力されるデータのトラフィック量に基づいたマーキング情報を前記データのＶＬＡＮタグに挿入するステップと、
   中継装置が、前記マーキング情報に基づいた優先順位に従って前記データを他の装置に転送するステップと、
   を具備する帯域制御方法。
9. 請求項８に記載の帯域制御方法において、
   前記マーキング情報を挿入するステップは、前記端末装置が、予め設定されたＣＩＲ（Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）内のデータのＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）タグに第１マーキング情報を挿入するステップを備え、
   前記データを転送するステップは、前記中継装置が、前記第１マーキング情報が挿入されたデータを破棄せずに転送するステップを備える
   帯域制御方法。
10. 請求項９に記載の帯域制御方法において、
    前記マーキング情報を挿入するステップは、前記端末装置が、前記ＣＩＲを超えるデータのＶＬＡＮタグに第２マーキング情報を挿入ステップを備え、
    前記データを転送するステップは、前記中継装置が、前記第２マーキング情報が挿入されたデータのうち、所定のトラフィックを超えるデータを破棄するステップを備える
    帯域制御方法。
11. 請求項８から１０のいずれか１項に記載の帯域制御方法において、
    前記マーキング情報を挿入するステップは、前記端末装置が、優先度を示す情報を前記マーキング情報としてデータのＶＬＡＮタグに挿入するステップを備え、
    前記データを転送するステップは、前記中継装置が、前記データの転送先となる他の装置との間における伝送容量に応じて破棄するデータ量を決定するステップを備える
    帯域制御方法。
12. 請求項８から１１のいずれか１項に記載の帯域制御方法において、
    他の端末装置が、前記中継装置から転送されたデータに挿入された前記マーキング情報を廃棄するステップを更に具備する
    帯域制御方法。
13. 端末装置からデータを入力するステップと、
    前記データのＶＬＡＮタグに挿入されたマーキング情報に基づいた優先順位に従って、前記データを他の装置に転送するステップと、
    を具備し、
    前記マーキング情報は、前記端末装置に入力された前記データのトラフィック量に基づく情報である
    中継装置の帯域制御方法。

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