JP2010161500A - トラヒック規制方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既に発生している発信需要に対して規制を行うのではなく、発信需要そのものを規制することで、利用者の使用感を損なわない輻輳制御を可能にするトラヒック規制方法および装置を提供する。
【解決手段】メール受信部１１は、送信サーバから配信された宛先端末B宛のメールを受信してメール記憶部１２に一時記憶する。着信通知部１３は、受信メールがメール記憶部１２に新規に記憶されると、その着信通知を宛先端末Bへ送信する。トラヒック規制部１４は、トラヒック規制サーバから着信通知規制率Prを含むトラヒック規制要求を受信すると、着信通知部１３による宛先端末Bへの着信通知の送信を所定の確率で規制する。取得要求受信部１５は、宛先端末Bから送信される取得要求を受信する。メール送信部１６は、前記取得要求に応答して、前記メール記憶部１２に一時記憶されているメールを読み出して宛先端末Bへ送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ネットワークの輻輳時に通信トラヒックを規制するトラヒック規制方法および装置に係り、特に、電子メールに代表される非同期型のユーザ間双方向通信のトラヒックを利用者の使用感を損なうことなく規制できるトラヒック規制方法および装置に関する。

従来から、電話網やインターネット網のトラフィックが過大となってネットワーク全体に障害が発生しないようにするために発信規制が行われている。すなわち、予めネットワークの輻輳が予測される期間あるいは地域では、ユーザ端末からの発信呼を所定の確率で一部しか受け付けないようにすることでネットワークのトラフィック量が制御される。

また、特許文献１には、輻輳時に要求されたユーザ端末からのデータ送信を拒否することにより通信処理の負荷を抑止して輻輳を制御する交換局において、ユーザ端末からのデータ送信を拒否する通信拒否率を、輻輳レベルの増減に応じて段階的に増減する技術が開示されている。
特開２００４−８８５０２号公報

上記した従来技術では、ネットワークに輻輳が生じると予測される期間や地域、あるいはネットワークに実際に輻輳が生じている期間や地域において、電話やメールを送信しようとするユーザ端末からの発信が規制される。しかしながら、このような能動的な発信を規制するトラヒック規制では、既に発生している発信需要に対して規制が行われるので、ユーザの使用感が大きく損なわれてしまうという技術課題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、メールに代表される非同期型のユーザ間双方向通信のトラヒックを規制するにあたり、既に発生している発信需要に対して規制を行うのではなく、発信需要そのものを抑制ないし遅延させることで、利用者の使用感を損なわないトラヒック規制方法および装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、発信端末から送信されたメッセージを送信サーバが受信して宛先端末の受信サーバへ配信し、当該受信サーバが宛先端末へメッセージを送信する非同期型通信におけるトラヒック規制装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。

(1)受信サーバが、送信サーバから配信されたメッセージの着信を宛先端末へ通知する着信通知手段と、着信通知を受信した宛先端末から送信された取得要求に応答して前記メッセージを宛先端末へ送信するメッセージ送信手段と、トラヒック規制の要求に応答して前記着信通知を規制するトラヒック規制手段とを具備したことを特徴とする。

(2)端末の発信動作が、トラヒック規制の要求に応答してさらに規制されることを特徴とする。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)メッセージの宛先端末に対して受信サーバから送信される着信通知が、ネットワークの輻輳時には規制または遅延されるので、宛先端末が当該メッセージを受信すれば新たに生じるであろう返信メッセージや関連メッセージの発信を規制できる。したがって、輻輳時のネットワークに新たに発生するトラヒックの量を、発信側や宛先側の使用感を損なうことなく規制できるようになる。
(2)ネットワークの輻輳時に、受信サーバが宛先端末への着信通知を規制するのみならず、さらに発信端末や宛先端末からの発信を規制するようにしたので、ネットワークの輻輳状態に応じて幅広いトラヒック規制が可能になる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る受信サーバの主要部の構成を示した図である。ここでは、発信端末Aから送信されたメールを受信したメール送信サーバから当該メールを配信され、これを配下の宛先端末Bへ送信するメール受信サーバを例にして説明するものとし、本発明の説明に不要な構成は図示が省略されている。

メール受信部１１は、後述するメール送信サーバから配信された配下のユーザ端末（宛先端末B）宛のメールを受信してメール記憶部１２に一時記憶する。着信通知部１３は、受信メールがメール記憶部１２に新規に記憶されると、その着信通知を宛先端末Bへ送信する。

トラヒック規制部１４は着信通知規制部１４ａを含み、後述するトラヒック規制サーバから着信通知規制率Prを含むトラヒック規制要求を受信すると、前記着信通知部１３による宛先端末Bへの着信通知の送信を所定の確率で規制する。これにより、宛先端末Bが着信通知を受信すれば新たに生じるであろう返信メールや関連メールの発生を抑制できるので、結果的に宛先端末Bによる輻輳時の受動的な発信を規制できる。

取得要求受信部１５は、宛先端末Bから送信されるメール取得要求を受信する。メール送信部１６は、前記メール取得要求に応答して、前記メール記憶部１２に一時記憶されているメールを読み出して宛先端末Bへ送信する。

次いで、本実施形態の動作について説明する。図２は、前記メール受信サーバの動作を示したフローチャートであり、図３は、トラヒック規制の動作を示したシーケンスフローである。

図３において、トラヒック規制サーバはネットワークの輻輳状態を常時監視し、通信トラヒックが増大してトラヒック規制が必要になると着信通知規制率Prを設定し、トラヒック規制要求メッセージに当該着信通知規制率Prを記述してメール受信サーバへ送信する。

発信側のユーザ端末（発信端末）Aから送信されたメールMi（符号iはメール識別子）はメール送信サーバで受信されて一時記憶され、その後、当該メールMiは宛先端末Bを収容するメール受信サーバへ配信される。メール受信サーバでは、このメールMiが図２のステップＳ１において前記メール受信部１１により受信されるとステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、受信メールMiが前記メール記憶部１２に一時記憶される。

ステップＳ３では、前記トラヒック規制サーバによりトラヒック規制が要求されているか否かが前記トラヒック規制部１４により判定される。トラヒック規制が要求されていれば、ステップＳ４へ進んで乱数rand（0≦rand＜1）を発生させる。ステップＳ５では、トラヒック規制サーバから通知されている着信通知規制率Prと乱数randとが比較され、rand＞PrであればステップＳ６へ進み、着信通知が前記着信通知部１３から宛先端末Bへ送信される。これに対して、rand≦Prであれば、着信通知を宛先端末Bへ送信することなく当該処理を終了する。

宛先端末Bが前記着信通知に応答してメール取得要求を送信し、これがステップＳ８において前記取得要求受信部１５により受信されるとステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、当該取得要求に対応したメールMiが前記メール記憶部１２から呼び出され、ステップＳ１０において宛先端末Bへ送信される。

なお、送信を規制された宛先端末B宛の着信通知は、次に宛先端末B宛てのメールが受信された際に、当該メールの着信通知と共に通知される。あるいは、宛先端末Bからのメール取得要求に応答してメール自体が送信されれば破棄される。

本実施形態によれば、メールの宛先端末Bに対してメール受信サーバから送信される着信通知が、ネットワークの輻輳時には規制（間引き）されるので、宛先端末Bが当該メールを受信すれば新たに生じるであろう返信メールや関連メールの発信を規制できる。したがって、輻輳時のネットワークに新たに発生するトラヒックの量を、メールの発信側や宛先側における使用感を損なうことなく規制できるようになる。

図４は、本発明の第２実施形態の動作を示したシーケンスフローである。上記の第１実施形態では、ネットワークの輻輳時に、メール受信サーバが宛先端末Bへの着信通知を規制することで、メールを受信した宛先端末Bにおいて受動的に発生する返信メール等の発信を規制するものとして説明したが、本発明では、さらに発信端末Aや宛先端末Bからの発信を規制することで更なるトラヒック規制を実施している。本実施形態のトラヒック規制は、メール送信時の発信規制、および着信通知受信後のメール取得要求の発信規制を含む。

本実施形態では、前記トラヒック規制サーバがネットワークの輻輳を監視してトラヒック規制の要否を判定すると共に、トラヒック規制が必要な場合には、端末におけるトラヒック規制の条件、およびメール受信サーバにおける着信通知規制の条件を決定する。

図５は、本実施形態におけるトラヒック規制方法を説明するための図であり、トラヒックの規制レベルとして、最も軽微なレベル１から最も厳しいレベル３までの３段階が用意されており、ネットワークの輻輳状態や発信要求の総数等に基づいて規制レベルが３段階のいずれかに設定される。

規制レベル１では、メール受信サーバにおける着信通知規制のみが実施され、輻輳の状態に応じて着信通知規制率Prが動的に制御される。したがって、前記トラヒック規制サーバからメール受信サーバに対して、着信通知規制率Prを含む規制要求が予め送信される。

規制レベル２では前記着信通知規制に加えて端末の発信規制が追加され、輻輳の状態に応じて端末における発信規制率Psが動的に制御される。したがって、前記トラヒック規制サーバからメール受信サーバに対しては着信通知規制率Prを含む規制要求が予め送信され、各端末に対しては発信規制率Psを含む規制要求が予め送信される。この規制要求を受信した各端末では、例えばユーザの発信操作に応答して乱数randを発生し、rand≦Rsであれば発信が禁止され、rand＞Rsであれば発信が許可される。

規制レベル３では、メール受信サーバにおける着信通知規制および各端末における発信規制のいずれもが最大限の規制率とされる。したがって、前記トラヒック規制サーバからメール受信サーバに対しては着信通知規制率Prの最大値を含む規制要求が予め送信され、各端末に対しては発信規制率Rsの最大値を含む規制要求が予め送信される。この規制要求を受信した各端末でも同様に、ユーザの発信操作に応答して乱数randを発生し、rand≦Rxであれば発信が禁止され、rand＞Rxであれば発信が許可される。

図６は、本実施形態における他の規制方法を説明するための図であり、全ての規制レベルでメール受信サーバの着信通知規制および端末の発信規制が平行して実施され、ネットワークの輻輳状態が回避されるように、ネットワークの輻輳状態に応じて着信通知規制率Prや発信規制率Psが動的に制御される。

本実施形態によれば、ネットワークの輻輳時に、メール受信サーバが宛先端末Bへの着信通知を規制するのみならず、さらに端末からの発信を規制するようにしたので、ネットワークの輻輳状態に応じて幅広いトラヒック規制が可能になる。

次いで、前記発信規制率Psおよび着信通知規制率Prの他の決定方法について説明する。
(1)基本的な算出方法
D(t) ：時刻tにおける能動メール発信需要
R(t,d) ：時刻tにおける、d時間後に返信メールが発生する確率密度分布
M ：メール送信サーバの処理能力
とすれば、能動発信数のうちサーバに到着する発信数は(１−Ps)D(t)となる。実際に送信サーバに到着するメール数は能動発信に返信を加えたものなので、時刻tにおけるサーバ到達メール数S(t)は次式(1)で求められる。

したがって、０＜t＜∞におけるS(t)の最大値がM≦となるような発信規制率Psおよび着信通知規制率Prを求めれば良い。
(2)返信枚数ごとの確率密度関数の変化を考慮した算出方法

上記の基本的な算出方法(1)では、メールの返信回数にかかわらず確率密度関数R(t,d)を一定とした。しかしながら、メールのやりとりが続いて返信回数が重ねるに従い確率密度関数が変化することが知られている。そこで、返信回数毎の確率密度関数の変化を考慮することで、より高い精度で規制率を決定することが可能となる。

すなわち、返信回数をn（ただし、n＝０は能動発信を表す）とした場合の、返信回数毎の確率密度関数を、時刻tにおけるn回目の返信メールに対してd時間後に返信メールが発生する確率密度関数Rn(t,d)とする。ここで、時刻tにおける、n回目の返信メールのサーバ到達総数Sn(t)は次式(2)，(3)で求められる。

サーバ到達全メール数S(t)は、全ての返信回数のメールのサーバ到達数の合計なので、次式(4)により求められる。

したがって、０＜t＜∞におけるS(t)の最大値がM≦となるような発信規制率Psおよび着信通知規制率Prを求めれば良い。
(3)再発信を考慮した実施例

上記の基本的な算出方法(1)では、規制を受けたユーザは再発信をしないものと仮定した。しかしながら、実際には規制を受けたユーザは一定の確率で再発信を行うことが知られている。そこで、発信規制もしくは着信通知規制を受けた際の再発信について、以下の確率密度関数A(t,d)を設定する。

A(t,d) ：時刻tにおいて規制を受けたユーザがd時間後に再発信する確率密度関数

ここで、実際にサーバに到達するメール数S(t)は次式(5)により求められる。

したがって、０＜t＜∞におけるS(t)の最大値がM≦となるような発信規制率Psおよび着信通知規制率Prを求めれば良い。

(4)サーバにおける蓄積を考慮した実施例

上記の基本的な算出方法(1)では、単位時間のサーバ到達メール数がメール蓄積容量以下であることを目的とした。しかしながら、メールをはじめとする非同期通信サービスにおいては、サーバが蓄積機能を備えていることが多い。そこで、メール蓄積量に関する以下の変数を設定する。

Q(t) ：メール蓄積量
Qmax：メール蓄積量最大値

ここで、メール蓄積量Q(t)は次式(6)で求められる。

したがって、０＜t＜∞におけるQ(t)の最大値がQmax以下となるような発信規制率Psおよび着信通知規制率Prを求めれば良い。

なお、上記の各実施形態では、宛先端末Bへの着信通知を規制することで、当該宛先端末が着信通知を受信すれば新たに生じるであろう返信メールの発信を規制できるものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、後述する第３実施形態のように、着信通知の規制タイミングを輻輳状態に応じて遅延させることで、宛先端末における返信メールの発生タイミングを遅延させるようにしても良い。

図７は、本発明の第３実施形態に係る受信サーバの主要部の構成を示した図である。本実施形態では、トラヒック規制部１４が遅延挿入部１４ｂを含み、トラヒック規制サーバから発信規制の要求を受信すると、前記着信通知部１３による宛先端末Bへの着信通知の送信を所定の遅延時間ΔTdだけ遅延させるようにした点に特徴がある。これにより、宛先端末Bが当該メールを受信すれば新たに生じるであろう返信メールの発信要求タイミングを遅延させることができるので、結果的に宛先端末Bによる輻輳時の受動的な発信を規制できる。

図８は、前記メール受信サーバの動作を示したフローチャートであり、図９は、トラヒック規制の動作を示したシーケンスフローである。

図９において、トラヒック規制サーバはネットワークの輻輳状態を常時監視し、通信トラヒックが増大してトラヒック規制が必要になると、宛先端末Bにおける遅延時間ΔTdを決定し、トラヒック規制の要求メッセージに当該遅延時間ΔTdを記述してメール受信サーバへ送信する。

発信端末Aから送信されたメールMiはメール送信サーバで受信されて一時記憶され、その後、当該メールMiは宛先端末Bを収容するメール受信サーバへ配信される。メール受信サーバでは、このメールMiがステップＳ１において前記メール受信部１１により受信されるとステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、受信メールMiが前記メール記憶部１２に一時記憶される。

ステップＳ３では、前記トラヒック規制サーバによりトラヒック規制が要求されているか否かが前記トラヒック規制部１４により判定される。トラヒック規制が要求されていればステップＳ４ａへ進み、前記発信要求と共に通知されている遅延時間ΔTdが今回の遅延時間として決定される。ステップＳ５ａでは、遅延時間を計測するタイマTiがスタートする。ステップＳ６ａでは、タイムアウトした遅延時間タイマTiの有無が判定され、タイムアウトした遅延時間タイマTiがあればステップＳ７ａへ進む。なお、前記ステップＳ３において、トラヒック規制が要求されていないと判定されれば直ちにステップＳ７ａへ進む。

ステップＳ７ａでは、タイムアウトした遅延時間タイマTiに対応したメールMiの着信通知が前記着信通知部１５から宛先端末Bへ送信される。宛先端末Bが着信通知に応答して取得要求を送信し、これがステップＳ８において前記取得要求受信部１５により受信されるとステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、当該取得要求に対応したメールMiが前記メール記憶部１２から呼び出され、ステップＳ１０において宛先端末Bへ送信される。

本実施形態によれば、メールの宛先端末Bに対してメール受信サーバから送信される着信通知が、ネットワークの輻輳時には常時よりも遅延されるので、宛先端末Bが当該メールを受信すれば新たに生じるであろう発信要求のタイミングを遅延させることができる。したがって、輻輳時のネットワークに新たに発生するトラヒックの量を、メールの発信側や宛先側における使用感を損なうことなく規制できるようになる。

本発明の第１実施形態に係るメール受信サーバの主要部の構成を示した図である。 第１実施形態のメール受信サーバの動作を示したフローチャートである。 第１実施形態のトラヒック規制の動作を示したシーケンスフローである。 本発明の第２実施形態の動作を示したシーケンスフローである。 第２実施形態におけるトラヒック規制方法を説明するための図である。 第２実施形態における他のトラヒック規制方法を説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係るメール受信サーバの主要部の構成を示した図である。 第３実施形態のメール受信サーバの動作を示したフローチャートである。 第３実施形態のトラヒック規制の動作を示したシーケンスフローである。

１１…メール受信部，１２…メール記憶部，１３…着信通知部，１４…トラヒック規制部，１４ａ…着信通知規制部，１４ｂ…遅延挿入部，１５…取得要求受信部，１６…メール送信部

Claims (7)

1. 発信端末から送信されたメッセージを送信サーバが受信してネットワーク経由で宛先端末の受信サーバへ配信し、当該受信サーバが宛先端末へメッセージを送信する非同期型通信におけるトラヒック規制装置において、
   前記受信サーバが、
   送信サーバから配信されたメッセージの着信を宛先端末へ通知する着信通知手段と、
   前記着信通知を受信した宛先端末から送信された取得要求に応答して前記メッセージを宛先端末へ送信するメッセージ送信手段と、
   トラヒック規制の要求に応答して前記着信通知を規制するトラヒック規制手段とを具備したことを特徴とするトラヒック規制装置。
2. 前記端末の発信動作が、前記トラヒック規制の要求に応答して規制されることを特徴とする請求項１に記載のトラヒック規制装置。
3. ネットワークの輻輳状態を監視して着信通知の規制率を決定し、当該着信通知規制率を含むトラヒック規制要求を前記受信サーバへ送信するトラヒック規制サーバを含むことを特徴とする請求項１に記載のトラヒック規制装置。
4. ネットワークの輻輳状態を監視して着信通知の遅延時間を決定し、当該遅延時間を含むトラヒック規制要求を前記受信サーバへ送信するトラヒック規制サーバを含むことを特徴とする請求項１に記載のトラヒック規制装置。
5. ネットワークの輻輳状態を監視して着信通知の規制率および発信の規制率を決定し、前記着信通知規制率を含むトラヒック規制要求を前記受信サーバへ送信し、前記発信規制率を含むトラヒック規制要求を前記端末へ送信するトラヒック規制サーバを含むことを特徴とする請求項２に記載のトラヒック規制装置。
6. 前記メッセージが電子メールであり、前記受信サーバがメール受信サーバであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のトラヒック規制装置。
7. 発信端末から送信されたメッセージを送信サーバが受信して宛先端末の受信サーバへ配信し、当該受信サーバが宛先端末へメッセージを送信する非同期型通信におけるトラヒック規制方法において、
   前記受信サーバが、
   送信サーバから配信されたメッセージの着信を宛先端末へ通知する手順と、
   前記着信通知を受信した宛先端末から送信された取得要求に応答して前記メッセージを宛先端末へ送信する手順と、
   トラヒック規制の要求に応答して前記着信通知を規制する手順とを含むことを特徴とするトラヒック規制方法。

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