JP3704095B2 - アクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置、アクセス回線帯域制御ルータ装置、およびアクセス回線帯域制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセス回線の帯域制御システムに関する。特に、ＬＡＮなどのローカルネットワークを、アクセス回線を利用してコア・ネットワークに接続するネットワークシステムにおいて、複数のユーザーにより共用されるこのアクセス回線に関する、柔軟かつ高精度な帯域制御を実現するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、ＬＡＮなどのユーザ・ネットワーク（ローカルネットワーク）および、各ユーザ・ネットワーク間のデータ転送を行うコア・ネットワークからなるネットワークシステムの一例を示す。
【０００３】
図１１に示すように、このネットワークシステムは、複数のＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）として構成されるユーザネットワーク１、２と、各ユーザネットワーク間のデータを転送するコアネットワーク３と、各ユーザネットワークとコアネットワークを接続するアクセス回線４、５と、アクセス回線４，５にユーザネットワーク１，２をそれぞれ接続するゲートウェイ装置６、７と、アクセス回線４，５をコアネットワーク３に収容するために設置されるエッジルータ８、９とを具備する。ユーザ・ネットワーク１，２には、それぞれネットワークを利用するアプリケーションが稼働する端末装置１０が接続される。
【０００４】
（１）インバウンドの帯域制御に関する問題
従来のアクセス回線を利用したＬＡＮ接続システムは、アクセス回線４，５のユーザ・ネットワーク（ＬＡＮ）側の終端装置までを、固定帯域の接続サービスで提供する方式を採用する。このため、ユーザが、アクセス回線４，５へ入出力されるトラフィックの帯域を制御するには、ユーザ・ネットワーク１，２側に設置されたゲートウェイ装置６，７内で帯域制御処理を実行する必要があった。
【０００５】
図１２は、従来技術における帯域制御のポイントと方向を示す概念図である。図１２に示すように、コア・ネットワーク３側からアクセス回線４，５への入力トラフィックの帯域は、ユーザ側で制御することができない。
【０００６】
例えば、コア・ネットワーク３に接続された他のユーザ・ネットワーク（ＬＡＮ）からファイルを取得するような、非対称なトラフィック特性をもつアプリケーションや、あるいは、一方的にコア・ネットワーク３側からアクセス回線４，５を介してデータが転送されてくる、コネクションを持たない映像伝送などのコネクションレス・アプリケーションなどを利用した場合、コア・ネットワーク３側からアクセス回線４，５を介してユーザ・ネットワーク４，５に大量のトラフィックが転送されてくる。この場合には、ユーザが設定したゲートウェイ装置６，７内の帯域制御が有効に機能しないという問題があった。
【０００７】
また、従来においては、各装置内の帯域制御設定は、各装置毎に個別に行う必要があった。このため、ゲートウェイ装置６，７と、アクセス回線４，５に接続するエッジ・ルータ８，９の帯域設定を一元的に管理することは不可能である。したがって、これらの装置に設定された帯域設定データを変更する場合、各装置に個別に接続し、帯域設定を再度行う必要があった。
【０００８】
さらに、従来は、ゲートウェイ装置６，７はユーザが、一方、エッジルータ８，９はネットワークオペレータが管理しており、ユーザ側から自由にアクセス回線の帯域設定を変更できないといった問題があった。
【０００９】
（２）無線ＬＡＮのネットワークシステムの帯域保証上の問題
無線ＬＡＮ上では、ランダムアクセス方式を採用している。このため、アクセス回線４，５を無線ＬＡＮであるユーザ・ネットワーク１，２に接続する場合、アクセス回線に関して帯域制御が行われても、無線ＬＡＮに接続するエンドユーザの使用帯域が、厳密には保証できないという問題があった。
【００１０】
さらに、無線ＬＡＮではランダムアクセス方式を採用していることから、複数のユーザを無線ＬＡＮに収容した場合、全体としてのスループットが落ちる。そのため、コア・ネットワーク３と通信するようなトラフィックを収容するときに、無線ＬＡＮのスループットを超える容量を持つアクセス回線３，４が利用された場合、回線利用率が低下するという問題があった。
【００１１】
（３）課金上の問題
従来のエッジ・ルータ８，９、ゲートウェイ装置６，７においては、アクセス回線へ転送されるパケットの転送量は測定できるが、使用帯域が測定できなかった。特に、アクセス回線利用に関する課金を従量課金で行う場合、転送されたパケットの転送量のみに基づいて課金されており、実際の使用帯域を考慮した課金ポリシーが採用できなかった。例えば、複数のユーザがアクセス回線を共用する場合において、同じデータ量を転送した場合、低速で長い時間をかけてデータを転送しても、あるいは高速で短い時間でデータ転送しても、両者への課金は同じという不公平感が存在していた。
【００１２】
さらに、従来の課金システムは、コア・ネットワーク３で一元的に管理されていた。このため、複数のアクセス回線の帯域幅が異なる場合に、各アクセス回線の種別ごとに課金ポリシーを変化させると、アクセス回線の種別と課金ポリシーの組み合わせをすべて管理する必要があり、処理が複雑になるという問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のとおり、従来のアクセス回線を利用した複数のローカル・ネットワークを接続するネットワークシステムには、次の問題点があった。
【００１４】
（１）すなわち、ユーザが、アクセス回線上で転送されるトラフィックを制御しようとしても、使用アプリケーションによっては、特にインバウンドのトラフィック型のアプリケーションの場合、ユーザ側では制御できないという問題があった。
【００１５】
（２）たとえ単一のアクセス回線に接続するエッジ・ルータ８，９とゲートウェイ装置６，７であっても、帯域制御設定はこれらの装置毎、個別に設定する必要があるので一元的に帯域情報を管理できないという問題があった。
【００１６】
（３）アクセス回線４，５を無線ＬＡＮに接続する場合、無線ＬＡＮに収容されたユーザの帯域保証を厳密に行うことが出来ないという問題点があった。また、無線ＬＡＮに複数のユーザを収容する場合、アクセス回線の容量によっては、無線ＬＡＮスループット低下のため、アクセス回線の利用率が低下するという問題点があった。
【００１７】
（４）課金方式についても、従量制課金方式の場合、転送データ量（パケット量）のみを考慮しており、使用帯域を考慮した課金システムを適用できないという問題点があった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、ユーザ・ネットワーク側に設置されたゲートウェイ装置と、コア・ネットワーク側に設置されたルータとの間で、帯域制御に関する情報の自動送受信機能を設け、この帯域制御情報の自動送受信機能によって、アクセス回線を介した複数のユーザ・ネットワークの間、あるいはユーザ・ネットワークとコア・ネットワークの間での、最適な帯域制御を実現する。
【００１９】
本発明のある特徴によれば、ローカルネットワークを、アクセス回線を介して他のネットワークに接続するゲートウェイ装置であって、外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する帯域制御情報設定処理部と、前記アクセス回線をコア・ネットワークに収容するルータ装置に、前記帯域制御情報を送信する帯域制御情報送信部と、前記ルータ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する帯域制御設定結果情報受信部と、前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する通知処理部とを具備することを特徴とするアクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置が提供される。
【００２０】
本発明の他の特徴によれば、前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、パケット送信元アドレスおよびパケット送信宛先アドレスごとに設定される。
【００２１】
本発明の他の特徴によれば、前記通知処理部は、前記帯域制御設定結果情報に、前記ゲートウェイ装置内における帯域制御の可否を示す情報を付加し、該情報が付加された帯域制御結果情報を、前記外部端末に通知する。
【００２２】
本発明の他の特徴によれば、前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、前記ローカルネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第１の帯域制御情報と、前記コア・ネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第２の帯域制御情報とを含む。
【００２３】
本発明の他の特徴によれば、上記アクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置は、さらに、前記アクセス回線へ転送されるパケットが使用する帯域の情報を収集し、該収集された使用帯域の情報を、パケット送受信の課金処理に用いられる第１の課金データとして生成する課金データ生成部を具備する。
【００２４】
本発明の他の特徴によれば、前記課金データ生成部は、前記使用帯域の情報を、前記ローカルネットワークに属する端末装置ごとに収集する。
【００２５】
本発明の他の特徴によれば、上記アクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置は、さらに、複数の無線ＬＡＮインターフェースを備え、前記無線ＬＡＮインターフェースごとに設定された前記帯域制御情報を参照することにより、前記無線ＬＡＮインターフェースのそれぞれに対してパケットの転送を設定された帯域ごとに振り分ける無線ＬＡＮインターフェース転送部を具備する。
【００２６】
本発明の他の特徴によれば、上記アクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置は、さらに、パケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスごとに、単位時間当たりの使用帯域および転送されるパケット量を測定して、該測定された使用帯域および転送パケット量を、パケット送受信の課金処理に用いられる第２の課金データとして生成するトラフィック量測定部を具備する。
【００２７】
本発明の他の特徴によれば、アクセス回線をコア・ネットワークに収容するルータ装置であって、外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する帯域制御情報設定処理部と、ローカルネットワークを、アクセス回線を介して他のネットワークに接続するゲートウェイ装置に、前記帯域制御情報を送信する帯域制御情報送信部と、前記ゲートウェイ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する帯域制御設定結果情報受信部と、前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する通知処理部とを具備することを特徴とするアクセス回線帯域制御ルータ装置が提供される。
【００２８】
本発明の他の特徴によれば、前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、パケット送信元アドレスおよびパケット送信宛先アドレスごとに設定される。
【００２９】
本発明の他の特徴によれば、前記通知処理部は、前記帯域制御設定結果情報に、前記ゲートウェイ装置内における帯域制御の可否を示す情報を付加し、該情報が付加された帯域制御結果情報を、前記外部端末に通知する。
【００３０】
本発明の他の特徴によれば、前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、前記コア・ネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第１の帯域制御情報と、前記ローカルネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第２の帯域制御情報とを含む。
【００３１】
本発明の他の特徴によれば、上記アクセス回線帯域制御ルータ装置は、さらに、前記アクセス回線へ転送されるパケットが使用する帯域の情報を収集し、該収集された使用帯域の情報を、パケット送受信の課金処理に用いられる第１の課金データとして生成する課金データ生成部を具備する。
【００３２】
本発明の他の特徴によれば、前記課金データ生成部は、前記使用帯域の情報を、端末装置ごとに収集する。
【００３３】
本発明の他の特徴によれば、上記アクセス回線帯域制御ルータ装置は、さらに、パケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスごとに、単位時間当たりの使用帯域および転送されるパケット量を測定して、該測定された使用帯域および転送パケット量を、パケット送受信の課金処理に用いられる第２の課金データとして生成するトラフィック量測定部を具備する。
【００３４】
本発明の他の特徴によれば、ローカルネットワークを、アクセス回線を介してコア・ネットワークに接続するゲートウェイ装置と、前記アクセス回線を前記コア・ネットワークに収容するルータ装置を含むアクセス回線帯域制御システムであって、前記ゲートウェイ装置は、外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する第１の帯域制御情報設定処理部と、前記ルータ装置に、前記帯域制御情報を送信する第１の帯域制御情報送信部と、前記ルータ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する第１の帯域制御設定結果情報受信部と、前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する第１の通知処理部とを具備し、前記ルータ装置は、外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する第２の帯域制御情報設定処理部と、前記ゲートウェイ装置に、前記帯域制御情報を送信する第２の帯域制御情報送信部と、前記ゲートウェイ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する第２の帯域制御設定結果情報受信部と、前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する第２の通知処理部とを具備することを特徴とするアクセス回線帯域制御システムが提供される。
【００３５】
本発明の他の特徴によれば、ローカルネットワークに接続され、該ローカルネットワークから、アクセス回線およびコア・ネットワークを介して他のネットワークにアクセスする端末装置であって、前記アクセス回線の帯域制御情報を、前記ローカルネットワークのゲートウェイ装置内に設定させるための帯域制御情報設定指示信号を送信する帯域制御情報設定指示部と、前記アクセス回線をコア・ネットワークに収容するルータ装置に、前記帯域制御情報を送信する帯域制御情報送信部と、前記アクセス回線を前記コア・ネットワークに就床するルータ装置から、前記ゲートウェイ装置に受信された、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を、前記ゲートウェイ装置を介して受信する帯域制御設定結果情報受信部とを具備することを特徴とする端末装置が提供される。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１０を参照して、本発明の第１の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムを詳細に説明する。
【００３７】
第１の実施形態は、ユーザ・ネットワーク側に設置されたゲートウェイ装置と、コア・ネットワーク側に設置されたルータとの間で、帯域制御に関する情報の自動送受信機能を設け、この帯域制御情報の自動送受信機能によって、アクセス回線を介した複数のユーザ・ネットワークの間、あるいはユーザ・ネットワークとコア・ネットワークの間での、最適な帯域制御を実行する機能を提供する。
【００３８】
第１の実施形態においては、この帯域制御情報の自動送受信機能によって、ゲートウェイ装置またはエッジ・ルータに対し、アクセス回線の帯域制御設定を行えば、アクセス回線をコア・ネットワークに接続するゲートウェイ装置、およびアクセス回線をユーザ・ネットワークに接続するエッジ・ルータの帯域制御設定を一元的に管理可能となる。
【００３９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムの構成を示す概念図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムは、コア・ネットワーク３と、該コア・ネットワーク３に設置されるエッジ・ルータ１８と、ユーザ・ネットワーク１と、該ユーザ・ネットワーク１に設置されるゲートウェイ装置１６と、コア・ネットワーク３とユーザ・ネットワーク１とを接続するアクセス回線４とを具備する。
【００４０】
なお、本明細書において、帯域制御とは、プロトコル種別やＩＰアドレスに基づいて、ネットワークの帯域使用を制御することをいい、具体的には、例えば、あるサービスに一定の帯域を割り当てたり、あるサービスやアクセス回線が利用できる最大帯域を設定したりする制御を意味するものとする。また、エッジ・ルータとは、ルータ機能を持つ制御装置のうち、コア・ネットワークと他のネットワークとの境界に位置するルータをいう。
【００４１】
ゲートウェイ装置１６は、制御信号をエッジ・ルータ１８との間で送受信する制御信号送受信部１６１を具備する。この制御信号送受信部１６１は、設定される帯域制御設定情報と帯域制御設定結果を、アクセス回線４を介して接続されるエッジ・ルータ１８との間で送受信する。
【００４２】
エッジ・ルータ１８は、制御信号をゲートウェイ装置１６との間で送受信する制御信号送受信部１８１を具備する。この制御信号送受信部１８１は、設定される帯域制御設定情報と帯域制御設定結果を、アクセス回線４を介して接続されるゲートウェイ装置１６との間で送受信する。
【００４３】
次に、第１の実施形態に係る制御信号送受信部１６１，１８１の構成および動作を説明する。
【００４４】
（１）ユーザ・ネットワーク側からの帯域制御設定
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、外部の端末（例えば、ＬＡＮなどのユーザ・ネットワーク１に接続される端末装置）から帯域制御設定の要求を受信し、ゲートウェイ装置１６内に帯域設定を行うとともに、エッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１へ帯域設定信号を送信する。
【００４５】
エッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１は、ゲートウェイ装置１６側から帯域設定信号を受信すると、エッジ・ルータ１８内に帯域設定を行い、帯域設定完了信号をゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１に対して送信する。
【００４６】
エッジ・ルータ１８より帯域設定完了信号を受信したゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、その結果を帯域制御設定要求を送出した外部の端末へ通知する。
【００４７】
（２）コア・ネットワーク側からの帯域制御設定
エッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１は、外部の端末から帯域制御設定の要求を受信し、エッジ・ルータ１８内に帯域設定を行うとともに、ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１へ帯域設定信号を送信する。
【００４８】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、エッジ・ルータ１８から帯域設定信号を受信すると、ゲートウェイ装置１６内に帯域設定を行い、帯域設定完了信号をエッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１に対して送信する。
【００４９】
ゲートウェイ装置１６より帯域設定完了信号を受信したエッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１は、その結果を帯域制御設定要求を送出した外部の端末へ通知する。
【００５０】
なお、この場合、帯域制御信号は、アクセス回線を介して転送されてもよく、アクセス回線とは別の回線を介して転送されてもよい。
【００５１】
第１の実施形態においては、帯域設定情報は、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰネットアドレス、送信元ＩＰネットアドレス、または、これらＩＰアドレスとＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の組などを単位として管理される。端末毎に帯域設定を行う場合は、宛先ＩＰアドレスおよび送信元ＩＰアドレス毎に帯域設定を実行することにより実現できる。
【００５２】
図２は、第１の実施形態における、ユーザ・ネットワーク１に接続する端末１０から、帯域制御情報をゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８に設定する場合の帯域制御設定処理シーケンスを示す。
【００５３】
端末１０は、アクセス回線４における帯域制御設定要求信号を、ゲートウェイ装置１６に送信する。この帯域制御設定要求信号には、ユーザ・ネットワーク１からアクセス回線４へ送出されるトラフィックの帯域制御設定情報と、コア・ネットワーク３からアクセス回線へ入力されるトラフィックの帯域制御設定情報が含まれる。
【００５４】
ゲートウェイ装置１６は、この帯域制御設定要求信号を受信すると、信号中の帯域制御設定情報に基づき、自装置内でのアクセス回線４への出力トラフィックの帯域制御設定を行う（帯域制御設定処理１６３）。ゲートウェイ装置１６は、さらに、受信した帯域制御設定要求信号を、エッジ・ルータ１８へ転送する。帯域制御設定要求信号を受信したエッジ・ルータ１８は、信号中の帯域制御設定情報に基づき、アクセス回線への出力トラフィックの帯域制御設定を行う（帯域制御設定処理１８３）。
【００５５】
自装置内での帯域制御設定を行ったエッジ・ルータ１８は、帯域制御設定完了信号を生成し、ゲートウェイ装置１６へ送信する。この帯域制御設定完了信号には、帯域設定が要求された装置毎の、帯域設定の可否が含まれている。
【００５６】
帯域制御設定完了信号を受信したゲートウェイ装置１６は、信号中にゲートウェイ装置１６の帯域制御の可否を付加し、付加された帯域制御設定完了信号を、要求元の端末１０へ送信する。端末１０が帯域制御設定完了信号を受信して、帯域制御設定シーケンスは終了する。
【００５７】
図３は、帯域制御設定要求信号および帯域制御設定完了信号のレイアウトの一例を示す。これらの信号は、全ての信号に共通のヘッダ部（３ａ〜３ｄ）と、装置毎の帯域設定内容を示すデータ部（３ｅ〜３ｇ、３ｅ’〜３ｇ’）とから構成される。
【００５８】
信号のヘッダ部には次の要素が含まれる。
【００５９】
信号番号３ａには、信号の番号が記載される。完了信号の場合、対応する要求信号と同一の信号番号が挿入される。信号種別３ｂには、要求信号か、完了信号かを表す信号の種別が記載される。信号送信元アドレス３ｃには、要求信号を発出した端末１０のアドレスが記載される。信号長３ｄには、全信号の長さが記載される。
【００６０】
信号のデータ部には、装置毎に次の要素が含まれる。複数の装置毎のデータが含まれることもある。図３においては、ある１つの端末についてのデータが３ｅ〜３ｇであり、他の端末についてのデータが３ｅ’〜３ｇ’である。
【００６１】
信号宛先アドレスには、帯域設定が行われる装置のアドレスが記載される。
【００６２】
設定内容長（３ｅ、３ｅ’）には、装置毎の設定内容のデータの長さが記載される。設定内容（３ｆ、３ｆ’）には、要求信号の場合は、実際に装置に設定される帯域制御の内容が記載される。一方、完了信号の場合は、実際に設定に成功した帯域制御の内容が記載される。
【００６３】
図４は、第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【００６４】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、パケット入力部１６１５、１６２３と、パケット出力部１６１７、１６２５と、パケット転送部１６１３と、帯域制御部１６２１と、制御信号識別部１６１９とを具備する。
【００６５】
パケット入力部１６１５は、ユーザ・ネットワーク１への各インタフェースからパケットを入力する。パケット出力部１６１７は、ユーザ・ネットワーク１への各インタフェースへパケットを出力する。パケット転送部１６１３は、パケット内に保持される当該パケットの宛先に応じて、パケットを各パケット出力部１６２５へ転送する。また、パケット転送部１６１３は、帯域制御信号を受信する制御信号識別部１６１９へ信号を転送する。制御信号識別部１６１９は、受信した制御信号に基づき、設定要求信号の場合は、帯域制御部１６２１へ帯域制御設定を行う。一方、設定完了信号の場合は、該当する設定要求の設定の可否を信号に追加し、設定要求を送出した端末１０を宛先アドレスとしてパケット転送部１６１３へ転送する。さらに、設定要求信号をエッジ・ルータ１８以外の外部端末から受信した場合は、設定要求信号を、エッジ・ルータ１８を宛先にしてパケット転送部１６１３へ転送する。帯域制御部１６２１は、受信した帯域制御設定信号内に設定されたパラメータに基づき、アクセス回線へ出力するトラフィックの帯域制御を行う。パケット入力部１６２３は、アクセス回線を介してコア・ネットワーク３からパケットを入力する。パケット出力部１６２５は、コア・ネットワーク３へパケットを出力する。
【００６６】
なお、制御信号識別部１６１９および他の構成の全部または一部は、中央制御部１６１１内に実装されるソフトウェアで構成してもよい。
【００６７】
図５は、第１の実施形態に係るエッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１の機能構成を示すブロック図である。
【００６８】
エッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１は、パケット入力部１８１５、１８２３と、パケット出力部１８１７、１８２５と、パケット転送部１８１３と、帯域制御部１８２１と、制御信号識別部１８１９とを具備する。
【００６９】
パケット入力部１８１５は、コア・ネットワーク３への各インタフェースからパケットを入力する。パケット出力部１８１７は、コア・ネットワーク３への各インタフェースへパケットを出力する。パケット転送部１８１３は、パケット内に保持される当該パケットの宛先に応じて、パケットを各パケット出力部１８２５へ転送する。また、パケット転送部１８１３は、帯域制御信号を受信する制御信号識別部１８１９へ信号を転送する。制御信号識別部１８１９は、受信した制御信号に基づき、設定要求信号の場合は、帯域制御部１８２１へ帯域制御設定を行う。一方、設定完了信号の場合は、該当する設定要求の設定の可否を信号に追加し、設定要求を送出した端末１０を宛先アドレスとしてパケット転送部１８１３へ転送する。さらに、設定要求信号をゲートウェイ装置１６以外の外部端末から受信した場合は、設定要求信号を、ゲートウェイ装置１６を宛先にしてパケット転送部１８１３へ転送する。帯域制御部１８２１は、受信した帯域制御設定信号内に設定されたパラメータに基づき、アクセス回線へ出力するトラフィックの帯域制御を行う。パケット入力部１８２３は、アクセス回線を介してユーザ・ネットワーク１からパケットを入力する。パケット出力部１８２５は、ユーザ・ネットワーク１へパケットを出力する。
【００７０】
なお、制御信号識別部１８１９および他の構成の全部または一部は、中央制御部１８１１内に実装されるソフトウェアで構成してもよい。
【００７１】
第１の実施形態によれば、ユーザ・ネットワーク側に設置されたゲートウェイ装置と、コア・ネットワーク側に設置されたルータとの間で、制御情報送受信部により、帯域制御設定情報が自動送受信されるので、アクセス回線を介した複数のユーザ・ネットワークの間、あるいはユーザ・ネットワークとコア・ネットワークの間での、最適な帯域制御が実現する。また、ゲートウェイ装置またはエッジ・ルータに対し、アクセス回線の帯域制御設定を行えば、アクセス回線をコア・ネットワークに接続するゲートウェイ装置、およびアクセス回線をユーザ・ネットワークに接続するエッジ・ルータの帯域制御設定を一元的に管理可能となる。
【００７２】
第２の実施形態
次に、図６および図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムを、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００７３】
第２の実施形態においては、ユーザ・ネットワーク側に設置されたゲートウェイ装置に、複数の無線ＬＡＮインターフェースを実装し、これら無線ＬＡＮインターフェース毎の帯域保証を実現する。
【００７４】
図６は、第２の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【００７５】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、無線パケット転送部１６３１と、パケット入力部１６２３と、パケット出力部１６２５と、パケット転送部１６１３と、帯域制御部１６２１と、制御信号識別部１６１９とを具備する。
【００７６】
無線パケット転送部１６３１は、帯域制御部１６２１での設定に基づき、各無線ＬＡＮインタフェース７１，７３へパケットを振り分け転送する。各無線ＬＡＮインタフェース７１，７３は、それぞれ、パケット入力部１６１５およびパケット出力部１６１７を具備する。
【００７７】
各帯域設定のクラスを各無線ＬＡＮネットワークと一致させることにより、無線ＬＡＮでの帯域保証なしに、アクセス回線４での保証を無線ＬＡＮネットワークまで含めて提供することができる。
【００７８】
なお、無線パケット転送部１６３１および他の構成の全部または一部は、中央制御部１６１１内に実装されるソフトウェアで構成してもよい。
【００７９】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１内のパケット入力部１６２３と、パケット出力部１６２５と、パケット転送部１６１３と、帯域制御部１６２１と、制御信号識別部１６１９との構成および動作は、第１の実施形態と同様である。
【００８０】
図７は、第２の実施形態における複数の無線ＬＡＮを有するユーザ・ネットワーク１のゲートウェイ装置１６による帯域制御イメージの一例を示す。図７において、無線ＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（総帯域１１Ｍｂｐｓ）とし、アクセス回線として１０Ｍｂｐｓの帯域を持つネットワークを適用した場合を考える。ゲートウェイ装置１６は、アクセス回線に接続するインタフェースと、無線ＬＡＮ回線７１，７３に接続する無線ＬＡＮインタフェースとを複数実装している。ゲートウェイ装置１６内では、無線パケット転送部１６２７を介して、各無線ＬＡＮインタフェース毎の帯域制御情報が受信され、帯域制御部１８２１において、無線ＬＡＮインタフェース別に、アクセス回線の帯域制御設定が実行される。図７においては、一例として、使用帯域として、無線ＬＡＮ＃１に対して、７０％の設定を、無線ＬＡＮ＃２に対して、３０％の設定を行った場合が示されている。このように、無線ＬＡＮインタフェース別に、アクセス回線の帯域制御情報を設定することで、無線ＬＡＮ＃１のネットワークに対して、アクセス回線帯域の７０％の使用を保証できる。
【００８１】
なお、例えば、無線ＬＡＮ＃１、＃２がともに複数のユーザを収容し、ゲートウェイ装置１６からの出力がそれぞれ、４Ｍｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ程度に低下した場合を考える。無線ＬＡＮ＃１のみがアクセス回線４に接続していれば、アクセス回線の利用率は、４０％となるが、一方、無線ＬＡＮ＃２も同一アクセス回線に収容することで、アクセス回線の利用率は５０％となり、回線利用率の向上が可能となる。
【００８２】
第２の実施形態によれば、ユーザ・ネットワーク側に設置されたゲートウェイ装置に、複数の無線ＬＡＮインターフェースを実装し、帯域制御部１８２１において、これら無線ＬＡＮインターフェース毎の帯域保証が実現される。
【００８３】
第３の実施形態
次に、図８乃至図１０を参照して本発明の第３の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムを、第１および第２の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００８４】
第３の実施形態においては、ユーザ・ネットワーク毎、あるいは端末装置毎の帯域使用量を考慮した課金処理を実現する。
【００８５】
すなわち、第３の実施形態のゲートウェイ装置１６においては、アクセス回線４へ転送されるパケットの使用帯域が測定される。同時に、あるいはこれに替えて、エッジ・ルータ１８において、アクセス回線４へ転送されるパケットの使用帯域が測定される。
【００８６】
ユーザネットワーク１の端末毎に使用帯域を測定するには、ゲートウェイ装置１６において転送されるパケットの送信元アドレス毎を、エッジ・ルータ１８において宛先アドレス毎に使用帯域を測定することにより実現できる。測定された使用帯域のデータを参照することにより、使用帯域に比例した従量課金が可能になる。
【００８７】
図８は、第３の実施形態に係る課金システムの構成例および課金計算の一例を示す。図８に示すように、エッジ・ルータ１８は、宛先アドレス毎に、転送された情報量と、その平均情報転送速度と、転送時刻とを、課金データとして生成、記憶する。一方、ゲートウェイ装置１６は、パケットの送信元アドレス毎に、転送された情報量と、その平均情報転送速度と、転送時刻とを、課金データとして生成、記憶する。例えば、１２時台の端末アドレス１９２．１６８．１．１０１への課金を計算する場合に、「１Ｍバイト転送につき、１０円の課金、但し、平均転送速度が３Ｍｂｐｓを越える場合には、３０％増しの課金。」という課金ポリシーを考える。上記課金データから、次の式により、課金額９６．４円が得られる。
【００８８】
０．５×１０＋７×１０×１．３＋０．０３×１０＋０．０１×１０＝９６．４
すなわち、「送信速度が３Ｍｂｐｓを超える場合のパケットについては、その料金を３０％増しにする」という課金のポリシーの実現が可能になる。
【００８９】
さらに、ゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８内で、課金データをアクセス回線の帯域に応じて生成、記憶し、使用帯域毎に、ゲートウェイ装置１６で測定された課金データに応じて課金計算を行うことで、コア・ネットワーク３を管理する管理者は、アクセス回線種別を管理することなく、アクセス回線毎に異なった課金ポリシーにより課金処理を行うことが可能となる。
【００９０】
例えば、「“アクセス回線の帯域が６Ｍｂｐｓの場合、送信速度が３Ｍｂｐｓを超える場合のパケットについては、その料金を２０％増しにし、アクセス回線の帯域が１０Ｍｂｐｓの場合、送信速度が３Ｍｂｐｓを超える場合のパケットについては、その料金を１０％増しにする。」という課金ポリシーの実現が、ゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８の設定変更で可能になる。
【００９１】
図９は、第３の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【００９２】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、パケット入力部１６１５，１６２３と、パケット出力部１６１７、１６２５と、パケット転送部１６１３と、帯域制御部１６２１と、制御信号識別部１６１９と、トラフィック量解析部１６２７と、トラフィック量収集部１６２９とを具備する。
【００９３】
トラフィック量収集部１６２９は、各インターフェースに出力されるトラフィック量について、単位時間当たりの使用帯域と転送パケット量を測定する。トラフィック量解析部１６２７は、測定されたトラフィック量を、図１０に示すフォーマットに加工し、この課金データを図示しない課金情報サーバへ定期的に送信する。このトラフィック量に基づく課金データを参照することにより、使用帯域に比例した従量課金が可能になる。
【００９４】
図１０に示すように、トラフィック毎に、データ転送時刻、送信元アドレス、宛先アドレス、平均情報転送速度、転送された情報量とが、課金データとして、トラフィック量解析部１６２７により生成、記憶される。
【００９５】
なお、トラフィック量解析部１６２７および他の構成の全部または一部は、中央制御部１６１１内に実装されるソフトウェアで構成してもよい。
【００９６】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１内のパケット入力部１６１５，１６２３と、パケット出力部１６１７，１６２５と、パケット転送部１６１３と、帯域制御部１６２１と、制御信号識別部１６１９との構成および動作は、第１の実施形態と同様である。
【００９７】
なお、図９のトラフィック量収集部１６２９およびトラフィック量解析部１６２７は、ゲートウェイ装置１６内とともに、あるいはこれに替えて、エッジ・ルータ１８内に具備されてもよい。
【００９８】
第３の実施形態によれば、ゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８内のトラフィック量収集部およびトラフィック量解析部により、単位時間当たりの使用帯域量が測定されるので、可変帯域回線を使用するユーザへ、使用帯域を考慮した料金サービスを提供することが可能となる。また、ゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８において課金データを集積し、この課金データを課金計算に用いれば、アクセス回線の帯域に応じて異なった課金ポリシーで課金することが可能となる。
【００９９】
なお、本発明はここでは記載していない様々実施の形態等を包含するということは十分に理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ限定されるものでなければならない。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によれば、アクセス回線への、インバウンド、アウトバウンドの全ての出力の帯域制御が可能となる。このため、使用アプリケーションにかかわらず、高精度なアクセス回線の帯域制御が実現される。
【０１０１】
また、外部端末から、ゲートウェイ装置およびルータの帯域制御設定の一元管理が可能となるので、ユーザの要求に応じて、フレキシブルにアクセス回線を適用することができる。
【０１０２】
さらに、複数の無線ＬＡＮインタフェースをゲートウェイ装置に実装することにより、無線ＬＡＮをユーザ・ネットワークとして使用する場合においても、無線ＬＡＮインタフェース毎にアクセス回線の帯域保証が可能となる。
【０１０３】
複数ユーザ収容により無線ＬＡＮのスループットが落ちた場合にも、複数の無線ＬＡＮを実装することにより、アクセス回線の回線利用率の低下を防ぐことができる。
【０１０４】
さらに、アクセス回線のトラフィック量について、単位時間当たりの使用帯域量を測定する手段を実装することで、可変帯域回線を使用するユーザへ、使用帯域を考慮した料金サービスを提供することができる。また、ゲートウェイ装置およびエッジルータにて課金計算のための課金データを集積し、課金計算を実行することによって、アクセス回線の帯域に応じて異なった課金ポリシーで課金することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムの構成を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における、ユーザ・ネットワーク１に接続する端末１０から、帯域制御情報をゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８に設定する場合の帯域制御設定処理シーケンスを示す図である。
【図３】帯域制御設定要求信号および帯域制御設定完了信号のレイアウトの一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態に係るエッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１の機能構成を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態における複数の無線ＬＡＮを有するユーザ・ネットワーク１のゲートウェイ装置１６による帯域制御イメージの一例を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る課金システムの構成例および課金計算の一例を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【図１０】トラフィック量解析部１６２７により生成、記憶される、トラフィック毎の、データ転送時刻、送信元アドレス、宛先アドレス、平均情報転送速度、転送された情報量とを含む課金データの一例を示す図である。
【図１１】ＬＡＮなどのユーザ・ネットワーク（ローカルネットワーク）および、各ユーザ・ネットワーク間のデータ転送を行うコア・ネットワークからなるネットワークシステムの一例を示す図である。
【図１２】従来技術における帯域制御のポイントと方向を示す概念図である。
【符号の説明】
１ ユーザネットワーク
３ コア・ネットワーク
４ アクセス回線
１０ 端末装置
１６ ゲートウェイ装置
１８ ルータ装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセス回線の帯域制御システムに関する。特に、ＬＡＮなどのローカルネットワークを、アクセス回線を利用してコア・ネットワークに接続するネットワークシステムにおいて、複数のユーザーにより共用されるこのアクセス回線に関する、柔軟かつ高精度な帯域制御を実現するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、ＬＡＮなどのユーザ・ネットワーク（ローカルネットワーク）および、各ユーザ・ネットワーク間のデータ転送を行うコア・ネットワークからなるネットワークシステムの一例を示す。
【０００３】
図１１に示すように、このネットワークシステムは、複数のＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）として構成されるユーザネットワーク１、２と、各ユーザネットワーク間のデータを転送するコアネットワーク３と、各ユーザネットワークとコアネットワークを接続するアクセス回線４、５と、アクセス回線４，５にユーザネットワーク１，２をそれぞれ接続するゲートウェイ装置６、７と、アクセス回線４，５をコアネットワーク３に収容するために設置されるエッジルータ８、９とを具備する。ユーザ・ネットワーク１，２には、それぞれネットワークを利用するアプリケーションが稼働する端末装置１０が接続される。
【０００４】
（１）インバウンドの帯域制御に関する問題
従来のアクセス回線を利用したＬＡＮ接続システムは、アクセス回線４，５のユーザ・ネットワーク（ＬＡＮ）側の終端装置までを、固定帯域の接続サービスで提供する方式を採用する。このため、ユーザが、アクセス回線４，５へ入出力されるトラフィックの帯域を制御するには、ユーザ・ネットワーク１，２側に設置されたゲートウェイ装置６，７内で帯域制御処理を実行する必要があった。
【０００５】
図１２は、従来技術における帯域制御のポイントと方向を示す概念図である。図１２に示すように、コア・ネットワーク３側からアクセス回線４，５への入力トラフィックの帯域は、ユーザ側で制御することができない。
【０００６】
例えば、コア・ネットワーク３に接続された他のユーザ・ネットワーク（ＬＡＮ）からファイルを取得するような、非対称なトラフィック特性をもつアプリケーションや、あるいは、一方的にコア・ネットワーク３側からアクセス回線４，５を介してデータが転送されてくる、コネクションを持たない映像伝送などのコネクションレス・アプリケーションなどを利用した場合、コア・ネットワーク３側からアクセス回線４，５を介してユーザ・ネットワーク４，５に大量のトラフィックが転送されてくる。この場合には、ユーザが設定したゲートウェイ装置６，７内の帯域制御が有効に機能しないという問題があった。
【０００７】
また、従来においては、各装置内の帯域制御設定は、各装置毎に個別に行う必要があった。このため、ゲートウェイ装置６，７と、アクセス回線４，５に接続するエッジ・ルータ８，９の帯域設定を一元的に管理することは不可能である。したがって、これらの装置に設定された帯域設定データを変更する場合、各装置に個別に接続し、帯域設定を再度行う必要があった。
【０００８】
さらに、従来は、ゲートウェイ装置６，７はユーザが、一方、エッジルータ８，９はネットワークオペレータが管理しており、ユーザ側から自由にアクセス回線の帯域設定を変更できないといった問題があった。
【０００９】
（２）無線ＬＡＮのネットワークシステムの帯域保証上の問題
無線ＬＡＮ上では、ランダムアクセス方式を採用している。このため、アクセス回線４，５を無線ＬＡＮであるユーザ・ネットワーク１，２に接続する場合、アクセス回線に関して帯域制御が行われても、無線ＬＡＮに接続するエンドユーザの使用帯域が、厳密には保証できないという問題があった。
【００１０】
さらに、無線ＬＡＮではランダムアクセス方式を採用していることから、複数のユーザを無線ＬＡＮに収容した場合、全体としてのスループットが落ちる。そのため、コア・ネットワーク３と通信するようなトラフィックを収容するときに、無線ＬＡＮのスループットを超える容量を持つアクセス回線３，４が利用された場合、回線利用率が低下するという問題があった。
【００１１】
（３）課金上の問題
従来のエッジ・ルータ８，９、ゲートウェイ装置６，７においては、アクセス回線へ転送されるパケットの転送量は測定できるが、使用帯域が測定できなかった。特に、アクセス回線利用に関する課金を従量課金で行う場合、転送されたパケットの転送量のみに基づいて課金されており、実際の使用帯域を考慮した課金ポリシーが採用できなかった。例えば、複数のユーザがアクセス回線を共用する場合において、同じデータ量を転送した場合、低速で長い時間をかけてデータを転送しても、あるいは高速で短い時間でデータ転送しても、両者への課金は同じという不公平感が存在していた。
【００１２】
さらに、従来の課金システムは、コア・ネットワーク３で一元的に管理されていた。このため、複数のアクセス回線の帯域幅が異なる場合に、各アクセス回線の種別ごとに課金ポリシーを変化させると、アクセス回線の種別と課金ポリシーの組み合わせをすべて管理する必要があり、処理が複雑になるという問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のとおり、従来のアクセス回線を利用した複数のローカル・ネットワークを接続するネットワークシステムには、次の問題点があった。
【００１４】
（１）すなわち、ユーザが、アクセス回線上で転送されるトラフィックを制御しようとしても、使用アプリケーションによっては、特にインバウンドのトラフィック型のアプリケーションの場合、ユーザ側では制御できないという問題があった。
【００１５】
（２）たとえ単一のアクセス回線に接続するエッジ・ルータ８，９とゲートウェイ装置６，７であっても、帯域制御設定はこれらの装置毎、個別に設定する必要があるので一元的に帯域情報を管理できないという問題があった。
【００１６】
（３）アクセス回線４，５を無線ＬＡＮに接続する場合、無線ＬＡＮに収容されたユーザの帯域保証を厳密に行うことが出来ないという問題点があった。また、無線ＬＡＮに複数のユーザを収容する場合、アクセス回線の容量によっては、無線ＬＡＮスループット低下のため、アクセス回線の利用率が低下するという問題点があった。
【００１７】
（４）課金方式についても、従量制課金方式の場合、転送データ量（パケット量）のみを考慮しており、使用帯域を考慮した課金システムを適用できないという問題点があった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、ユーザ・ネットワーク側に設置されたゲートウェイ装置と、コア・ネットワーク側に設置されたルータとの間で、帯域制御に関する情報の自動送受信機能を設け、この帯域制御情報の自動送受信機能によって、アクセス回線を介した複数のユーザ・ネットワークの間、あるいはユーザ・ネットワークとコア・ネットワークの間での、最適な帯域制御を実現する。
【００１９】
本発明のある特徴によれば、ローカルネットワークを、アクセス回線を介して他のネットワークに接続するゲートウェイ装置であって、外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する帯域制御情報設定処理部と、前記アクセス回線をコア・ネットワークに収容するルータ装置に、前記帯域制御情報を送信する帯域制御情報送信部と、前記ルータ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する帯域制御設定結果情報受信部と、前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する通知処理部とを具備することを特徴とするアクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置が提供される。
【００２０】
本発明の他の特徴によれば、前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、パケット送信元アドレスおよびパケット送信宛先アドレスごとに設定される。
【００２１】
本発明の他の特徴によれば、前記通知処理部は、前記帯域制御設定結果情報に、前記ゲートウェイ装置内における帯域制御の可否を示す情報を付加し、該情報が付加された帯域制御結果情報を、前記外部端末に通知する。
【００２２】
本発明の他の特徴によれば、前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、前記ローカルネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第１の帯域制御情報と、前記コア・ネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第２の帯域制御情報とを含む。
【００２３】
本発明の他の特徴によれば、上記アクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置は、さらに、前記アクセス回線へ転送されるパケットが使用する帯域の情報を収集し、該収集された使用帯域の情報を、パケット送受信の課金処理に用いられる第１の課金データとして生成する課金データ生成部を具備する。
【００２４】
本発明の他の特徴によれば、前記課金データ生成部は、前記使用帯域の情報を、前記ローカルネットワークに属する端末装置ごとに収集する。
【００２５】
本発明の他の特徴によれば、上記アクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置は、さらに、複数の無線ＬＡＮインターフェースを備え、前記無線ＬＡＮインターフェースごとに設定された前記帯域制御情報を参照することにより、前記無線ＬＡＮインターフェースのそれぞれに対してパケットの転送を設定された帯域ごとに振り分ける無線ＬＡＮインターフェース転送部を具備する。
【００２６】
本発明の他の特徴によれば、上記アクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置は、さらに、パケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスごとに、単位時間当たりの使用帯域および転送されるパケット量を測定して、該測定された使用帯域および転送パケット量を、パケット送受信の課金処理に用いられる第２の課金データとして生成するトラフィック量測定部を具備する。
【００２７】
本発明の他の特徴によれば、アクセス回線をコア・ネットワークに収容するルータ装置であって、外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する帯域制御情報設定処理部と、ローカルネットワークを、アクセス回線を介して他のネットワークに接続するゲートウェイ装置に、前記帯域制御情報を送信する帯域制御情報送信部と、前記ゲートウェイ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する帯域制御設定結果情報受信部と、前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する通知処理部とを具備することを特徴とするアクセス回線帯域制御ルータ装置が提供される。
【００２８】
本発明の他の特徴によれば、前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、パケット送信元アドレスおよびパケット送信宛先アドレスごとに設定される。
【００２９】
本発明の他の特徴によれば、前記通知処理部は、前記帯域制御設定結果情報に、前記ゲートウェイ装置内における帯域制御の可否を示す情報を付加し、該情報が付加された帯域制御結果情報を、前記外部端末に通知する。
【００３０】
本発明の他の特徴によれば、前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、前記コア・ネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第１の帯域制御情報と、前記ローカルネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第２の帯域制御情報とを含む。
【００３１】
本発明の他の特徴によれば、上記アクセス回線帯域制御ルータ装置は、さらに、前記アクセス回線へ転送されるパケットが使用する帯域の情報を収集し、該収集された使用帯域の情報を、パケット送受信の課金処理に用いられる第１の課金データとして生成する課金データ生成部を具備する。
【００３２】
本発明の他の特徴によれば、前記課金データ生成部は、前記使用帯域の情報を、端末装置ごとに収集する。
【００３３】
本発明の他の特徴によれば、上記アクセス回線帯域制御ルータ装置は、さらに、パケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスごとに、単位時間当たりの使用帯域および転送されるパケット量を測定して、該測定された使用帯域および転送パケット量を、パケット送受信の課金処理に用いられる第２の課金データとして生成するトラフィック量測定部を具備する。
【００３４】
本発明の他の特徴によれば、ローカルネットワークを、アクセス回線を介してコア・ネットワークに接続するゲートウェイ装置と、前記アクセス回線を前記コア・ネットワークに収容するルータ装置を含むアクセス回線帯域制御システムであって、前記ゲートウェイ装置は、外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する第１の帯域制御情報設定処理部と、前記ルータ装置に、前記帯域制御情報を送信する第１の帯域制御情報送信部と、前記ルータ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する第１の帯域制御設定結果情報受信部と、前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する第１の通知処理部とを具備し、前記ルータ装置は、外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する第２の帯域制御情報設定処理部と、前記ゲートウェイ装置に、前記帯域制御情報を送信する第２の帯域制御情報送信部と、前記ゲートウェイ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する第２の帯域制御設定結果情報受信部と、前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する第２の通知処理部とを具備することを特徴とするアクセス回線帯域制御システムが提供される。
【００３５】
本発明の他の特徴によれば、ローカルネットワークに接続され、該ローカルネットワークから、アクセス回線およびコア・ネットワークを介して他のネットワークにアクセスする端末装置であって、前記アクセス回線の帯域制御情報を、前記ローカルネットワークのゲートウェイ装置内に設定させるための帯域制御情報設定指示信号を送信する帯域制御情報設定指示部と、前記アクセス回線をコア・ネットワークに収容するルータ装置に、前記帯域制御情報を送信する帯域制御情報送信部と、前記アクセス回線を前記コア・ネットワークに就床するルータ装置から、前記ゲートウェイ装置に受信された、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を、前記ゲートウェイ装置を介して受信する帯域制御設定結果情報受信部とを具備することを特徴とする端末装置が提供される。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１０を参照して、本発明の第１の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムを詳細に説明する。
【００３７】
第１の実施形態は、ユーザ・ネットワーク側に設置されたゲートウェイ装置と、コア・ネットワーク側に設置されたルータとの間で、帯域制御に関する情報の自動送受信機能を設け、この帯域制御情報の自動送受信機能によって、アクセス回線を介した複数のユーザ・ネットワークの間、あるいはユーザ・ネットワークとコア・ネットワークの間での、最適な帯域制御を実行する機能を提供する。
【００３８】
第１の実施形態においては、この帯域制御情報の自動送受信機能によって、ゲートウェイ装置またはエッジ・ルータに対し、アクセス回線の帯域制御設定を行えば、アクセス回線をコア・ネットワークに接続するゲートウェイ装置、およびアクセス回線をユーザ・ネットワークに接続するエッジ・ルータの帯域制御設定を一元的に管理可能となる。
【００３９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムの構成を示す概念図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムは、コア・ネットワーク３と、該コア・ネットワーク３に設置されるエッジ・ルータ１８と、ユーザ・ネットワーク１と、該ユーザ・ネットワーク１に設置されるゲートウェイ装置１６と、コア・ネットワーク３とユーザ・ネットワーク１とを接続するアクセス回線４とを具備する。
【００４０】
なお、本明細書において、帯域制御とは、プロトコル種別やＩＰアドレスに基づいて、ネットワークの帯域使用を制御することをいい、具体的には、例えば、あるサービスに一定の帯域を割り当てたり、あるサービスやアクセス回線が利用できる最大帯域を設定したりする制御を意味するものとする。また、エッジ・ルータとは、ルータ機能を持つ制御装置のうち、コア・ネットワークと他のネットワークとの境界に位置するルータをいう。
【００４１】
ゲートウェイ装置１６は、制御信号をエッジ・ルータ１８との間で送受信する制御信号送受信部１６１を具備する。この制御信号送受信部１６１は、設定される帯域制御設定情報と帯域制御設定結果を、アクセス回線４を介して接続されるエッジ・ルータ１８との間で送受信する。
【００４２】
エッジ・ルータ１８は、制御信号をゲートウェイ装置１６との間で送受信する制御信号送受信部１８１を具備する。この制御信号送受信部１８１は、設定される帯域制御設定情報と帯域制御設定結果を、アクセス回線４を介して接続されるゲートウェイ装置１６との間で送受信する。
【００４３】
次に、第１の実施形態に係る制御信号送受信部１６１，１８１の構成および動作を説明する。
【００４４】
（１）ユーザ・ネットワーク側からの帯域制御設定
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、外部の端末（例えば、ＬＡＮなどのユーザ・ネットワーク１に接続される端末装置）から帯域制御設定の要求を受信し、ゲートウェイ装置１６内に帯域設定を行うとともに、エッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１へ帯域設定信号を送信する。
【００４５】
エッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１は、ゲートウェイ装置１６側から帯域設定信号を受信すると、エッジ・ルータ１８内に帯域設定を行い、帯域設定完了信号をゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１に対して送信する。
【００４６】
エッジ・ルータ１８より帯域設定完了信号を受信したゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、その結果を帯域制御設定要求を送出した外部の端末へ通知する。
【００４７】
（２）コア・ネットワーク側からの帯域制御設定
エッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１は、外部の端末から帯域制御設定の要求を受信し、エッジ・ルータ１８内に帯域設定を行うとともに、ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１へ帯域設定信号を送信する。
【００４８】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、エッジ・ルータ１８から帯域設定信号を受信すると、ゲートウェイ装置１６内に帯域設定を行い、帯域設定完了信号をエッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１に対して送信する。
【００４９】
ゲートウェイ装置１６より帯域設定完了信号を受信したエッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１は、その結果を帯域制御設定要求を送出した外部の端末へ通知する。
【００５０】
なお、この場合、帯域制御信号は、アクセス回線を介して転送されてもよく、アクセス回線とは別の回線を介して転送されてもよい。
【００５１】
第１の実施形態においては、帯域設定情報は、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰネットアドレス、送信元ＩＰネットアドレス、または、これらＩＰアドレスとＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の組などを単位として管理される。端末毎に帯域設定を行う場合は、宛先ＩＰアドレスおよび送信元ＩＰアドレス毎に帯域設定を実行することにより実現できる。
【００５２】
図２は、第１の実施形態における、ユーザ・ネットワーク１に接続する端末１０から、帯域制御情報をゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８に設定する場合の帯域制御設定処理シーケンスを示す。
【００５３】
端末１０は、アクセス回線４における帯域制御設定要求信号を、ゲートウェイ装置１６に送信する。この帯域制御設定要求信号には、ユーザ・ネットワーク１からアクセス回線４へ送出されるトラフィックの帯域制御設定情報と、コア・ネットワーク３からアクセス回線へ入力されるトラフィックの帯域制御設定情報が含まれる。
【００５４】
ゲートウェイ装置１６は、この帯域制御設定要求信号を受信すると、信号中の帯域制御設定情報に基づき、自装置内でのアクセス回線４への出力トラフィックの帯域制御設定を行う（帯域制御設定処理１６３）。ゲートウェイ装置１６は、さらに、受信した帯域制御設定要求信号を、エッジ・ルータ１８へ転送する。帯域制御設定要求信号を受信したエッジ・ルータ１８は、信号中の帯域制御設定情報に基づき、アクセス回線への出力トラフィックの帯域制御設定を行う（帯域制御設定処理１８３）。
【００５５】
自装置内での帯域制御設定を行ったエッジ・ルータ１８は、帯域制御設定完了信号を生成し、ゲートウェイ装置１６へ送信する。この帯域制御設定完了信号には、帯域設定が要求された装置毎の、帯域設定の可否が含まれている。
【００５６】
帯域制御設定完了信号を受信したゲートウェイ装置１６は、信号中にゲートウェイ装置１６の帯域制御の可否を付加し、付加された帯域制御設定完了信号を、要求元の端末１０へ送信する。端末１０が帯域制御設定完了信号を受信して、帯域制御設定シーケンスは終了する。
【００５７】
図３は、帯域制御設定要求信号および帯域制御設定完了信号のレイアウトの一例を示す。これらの信号は、全ての信号に共通のヘッダ部（３ａ〜３ｄ）と、装置毎の帯域設定内容を示すデータ部（３ｅ〜３ｇ、３ｅ’〜３ｇ’）とから構成される。
【００５８】
信号のヘッダ部には次の要素が含まれる。
【００５９】
信号番号３ａには、信号の番号が記載される。完了信号の場合、対応する要求信号と同一の信号番号が挿入される。信号種別３ｂには、要求信号か、完了信号かを表す信号の種別が記載される。信号送信元アドレス３ｃには、要求信号を発出した端末１０のアドレスが記載される。信号長３ｄには、全信号の長さが記載される。
【００６０】
信号のデータ部には、装置毎に次の要素が含まれる。複数の装置毎のデータが含まれることもある。図３においては、ある１つの端末についてのデータが３ｅ〜３ｇであり、他の端末についてのデータが３ｅ’〜３ｇ’である。
【００６１】
信号宛先アドレスには、帯域設定が行われる装置のアドレスが記載される。
【００６２】
設定内容長（３ｅ、３ｅ’）には、装置毎の設定内容のデータの長さが記載される。設定内容（３ｆ、３ｆ’）には、要求信号の場合は、実際に装置に設定される帯域制御の内容が記載される。一方、完了信号の場合は、実際に設定に成功した帯域制御の内容が記載される。
【００６３】
図４は、第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【００６４】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、パケット入力部１６１５、１６２３と、パケット出力部１６１７、１６２５と、パケット転送部１６１３と、帯域制御部１６２１と、制御信号識別部１６１９とを具備する。
【００６５】
パケット入力部１６１５は、ユーザ・ネットワーク１への各インタフェースからパケットを入力する。パケット出力部１６１７は、ユーザ・ネットワーク１への各インタフェースへパケットを出力する。パケット転送部１６１３は、パケット内に保持される当該パケットの宛先に応じて、パケットを各パケット出力部１６２５へ転送する。また、パケット転送部１６１３は、帯域制御信号を受信する制御信号識別部１６１９へ信号を転送する。制御信号識別部１６１９は、受信した制御信号に基づき、設定要求信号の場合は、帯域制御部１６２１へ帯域制御設定を行う。一方、設定完了信号の場合は、該当する設定要求の設定の可否を信号に追加し、設定要求を送出した端末１０を宛先アドレスとしてパケット転送部１６１３へ転送する。さらに、設定要求信号をエッジ・ルータ１８以外の外部端末から受信した場合は、設定要求信号を、エッジ・ルータ１８を宛先にしてパケット転送部１６１３へ転送する。帯域制御部１６２１は、受信した帯域制御設定信号内に設定されたパラメータに基づき、アクセス回線へ出力するトラフィックの帯域制御を行う。パケット入力部１６２３は、アクセス回線を介してコア・ネットワーク３からパケットを入力する。パケット出力部１６２５は、コア・ネットワーク３へパケットを出力する。
【００６６】
なお、制御信号識別部１６１９および他の構成の全部または一部は、中央制御部１６１１内に実装されるソフトウェアで構成してもよい。
【００６７】
図５は、第１の実施形態に係るエッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１の機能構成を示すブロック図である。
【００６８】
エッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１は、パケット入力部１８１５、１８２３と、パケット出力部１８１７、１８２５と、パケット転送部１８１３と、帯域制御部１８２１と、制御信号識別部１８１９とを具備する。
【００６９】
パケット入力部１８１５は、コア・ネットワーク３への各インタフェースからパケットを入力する。パケット出力部１８１７は、コア・ネットワーク３への各インタフェースへパケットを出力する。パケット転送部１８１３は、パケット内に保持される当該パケットの宛先に応じて、パケットを各パケット出力部１８２５へ転送する。また、パケット転送部１８１３は、帯域制御信号を受信する制御信号識別部１８１９へ信号を転送する。制御信号識別部１８１９は、受信した制御信号に基づき、設定要求信号の場合は、帯域制御部１８２１へ帯域制御設定を行う。一方、設定完了信号の場合は、該当する設定要求の設定の可否を信号に追加し、設定要求を送出した端末１０を宛先アドレスとしてパケット転送部１８１３へ転送する。さらに、設定要求信号をゲートウェイ装置１６以外の外部端末から受信した場合は、設定要求信号を、ゲートウェイ装置１６を宛先にしてパケット転送部１８１３へ転送する。帯域制御部１８２１は、受信した帯域制御設定信号内に設定されたパラメータに基づき、アクセス回線へ出力するトラフィックの帯域制御を行う。パケット入力部１８２３は、アクセス回線を介してユーザ・ネットワーク１からパケットを入力する。パケット出力部１８２５は、ユーザ・ネットワーク１へパケットを出力する。
【００７０】
なお、制御信号識別部１８１９および他の構成の全部または一部は、中央制御部１８１１内に実装されるソフトウェアで構成してもよい。
【００７１】
第１の実施形態によれば、ユーザ・ネットワーク側に設置されたゲートウェイ装置と、コア・ネットワーク側に設置されたルータとの間で、制御情報送受信部により、帯域制御設定情報が自動送受信されるので、アクセス回線を介した複数のユーザ・ネットワークの間、あるいはユーザ・ネットワークとコア・ネットワークの間での、最適な帯域制御が実現する。また、ゲートウェイ装置またはエッジ・ルータに対し、アクセス回線の帯域制御設定を行えば、アクセス回線をコア・ネットワークに接続するゲートウェイ装置、およびアクセス回線をユーザ・ネットワークに接続するエッジ・ルータの帯域制御設定を一元的に管理可能となる。
【００７２】
第２の実施形態
次に、図６および図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムを、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００７３】
第２の実施形態においては、ユーザ・ネットワーク側に設置されたゲートウェイ装置に、複数の無線ＬＡＮインターフェースを実装し、これら無線ＬＡＮインターフェース毎の帯域保証を実現する。
【００７４】
図６は、第２の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【００７５】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、無線パケット転送部１６３１と、パケット入力部１６２３と、パケット出力部１６２５と、パケット転送部１６１３と、帯域制御部１６２１と、制御信号識別部１６１９とを具備する。
【００７６】
無線パケット転送部１６３１は、帯域制御部１６２１での設定に基づき、各無線ＬＡＮインタフェース７１，７３へパケットを振り分け転送する。各無線ＬＡＮインタフェース７１，７３は、それぞれ、パケット入力部１６１５およびパケット出力部１６１７を具備する。
【００７７】
各帯域設定のクラスを各無線ＬＡＮネットワークと一致させることにより、無線ＬＡＮでの帯域保証なしに、アクセス回線４での保証を無線ＬＡＮネットワークまで含めて提供することができる。
【００７８】
なお、無線パケット転送部１６３１および他の構成の全部または一部は、中央制御部１６１１内に実装されるソフトウェアで構成してもよい。
【００７９】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１内のパケット入力部１６２３と、パケット出力部１６２５と、パケット転送部１６１３と、帯域制御部１６２１と、制御信号識別部１６１９との構成および動作は、第１の実施形態と同様である。
【００８０】
図７は、第２の実施形態における複数の無線ＬＡＮを有するユーザ・ネットワーク１のゲートウェイ装置１６による帯域制御イメージの一例を示す。図７において、無線ＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（総帯域１１Ｍｂｐｓ）とし、アクセス回線として１０Ｍｂｐｓの帯域を持つネットワークを適用した場合を考える。ゲートウェイ装置１６は、アクセス回線に接続するインタフェースと、無線ＬＡＮ回線７１，７３に接続する無線ＬＡＮインタフェースとを複数実装している。ゲートウェイ装置１６内では、無線パケット転送部１６２７を介して、各無線ＬＡＮインタフェース毎の帯域制御情報が受信され、帯域制御部１８２１において、無線ＬＡＮインタフェース別に、アクセス回線の帯域制御設定が実行される。図７においては、一例として、使用帯域として、無線ＬＡＮ＃１に対して、７０％の設定を、無線ＬＡＮ＃２に対して、３０％の設定を行った場合が示されている。このように、無線ＬＡＮインタフェース別に、アクセス回線の帯域制御情報を設定することで、無線ＬＡＮ＃１のネットワークに対して、アクセス回線帯域の７０％の使用を保証できる。
【００８１】
なお、例えば、無線ＬＡＮ＃１、＃２がともに複数のユーザを収容し、ゲートウェイ装置１６からの出力がそれぞれ、４Ｍｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ程度に低下した場合を考える。無線ＬＡＮ＃１のみがアクセス回線４に接続していれば、アクセス回線の利用率は、４０％となるが、一方、無線ＬＡＮ＃２も同一アクセス回線に収容することで、アクセス回線の利用率は５０％となり、回線利用率の向上が可能となる。
【００８２】
第２の実施形態によれば、ユーザ・ネットワーク側に設置されたゲートウェイ装置に、複数の無線ＬＡＮインターフェースを実装し、帯域制御部１８２１において、これら無線ＬＡＮインターフェース毎の帯域保証が実現される。
【００８３】
第３の実施形態
次に、図８乃至図１０を参照して本発明の第３の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムを、第１および第２の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００８４】
第３の実施形態においては、ユーザ・ネットワーク毎、あるいは端末装置毎の帯域使用量を考慮した課金処理を実現する。
【００８５】
すなわち、第３の実施形態のゲートウェイ装置１６においては、アクセス回線４へ転送されるパケットの使用帯域が測定される。同時に、あるいはこれに替えて、エッジ・ルータ１８において、アクセス回線４へ転送されるパケットの使用帯域が測定される。
【００８６】
ユーザネットワーク１の端末毎に使用帯域を測定するには、ゲートウェイ装置１６において転送されるパケットの送信元アドレス毎を、エッジ・ルータ１８において宛先アドレス毎に使用帯域を測定することにより実現できる。測定された使用帯域のデータを参照することにより、使用帯域に比例した従量課金が可能になる。
【００８７】
図８は、第３の実施形態に係る課金システムの構成例および課金計算の一例を示す。図８に示すように、エッジ・ルータ１８は、宛先アドレス毎に、転送された情報量と、その平均情報転送速度と、転送時刻とを、課金データとして生成、記憶する。一方、ゲートウェイ装置１６は、パケットの送信元アドレス毎に、転送された情報量と、その平均情報転送速度と、転送時刻とを、課金データとして生成、記憶する。例えば、１２時台の端末アドレス１９２．１６８．１．１０１への課金を計算する場合に、「１Ｍバイト転送につき、１０円の課金、但し、平均転送速度が３Ｍｂｐｓを越える場合には、３０％増しの課金。」という課金ポリシーを考える。上記課金データから、次の式により、課金額９６．４円が得られる。
【００８８】
０．５×１０＋７×１０×１．３＋０．０３×１０＋０．０１×１０＝９６．４
すなわち、「送信速度が３Ｍｂｐｓを超える場合のパケットについては、その料金を３０％増しにする」という課金のポリシーの実現が可能になる。
【００８９】
さらに、ゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８内で、課金データをアクセス回線の帯域に応じて生成、記憶し、使用帯域毎に、ゲートウェイ装置１６で測定された課金データに応じて課金計算を行うことで、コア・ネットワーク３を管理する管理者は、アクセス回線種別を管理することなく、アクセス回線毎に異なった課金ポリシーにより課金処理を行うことが可能となる。
【００９０】
例えば、「“アクセス回線の帯域が６Ｍｂｐｓの場合、送信速度が３Ｍｂｐｓを超える場合のパケットについては、その料金を２０％増しにし、アクセス回線の帯域が１０Ｍｂｐｓの場合、送信速度が３Ｍｂｐｓを超える場合のパケットについては、その料金を１０％増しにする。」という課金ポリシーの実現が、ゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８の設定変更で可能になる。
【００９１】
図９は、第３の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【００９２】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１は、パケット入力部１６１５，１６２３と、パケット出力部１６１７、１６２５と、パケット転送部１６１３と、帯域制御部１６２１と、制御信号識別部１６１９と、トラフィック量解析部１６２７と、トラフィック量収集部１６２９とを具備する。
【００９３】
トラフィック量収集部１６２９は、各インターフェースに出力されるトラフィック量について、単位時間当たりの使用帯域と転送パケット量を測定する。トラフィック量解析部１６２７は、測定されたトラフィック量を、図１０に示すフォーマットに加工し、この課金データを図示しない課金情報サーバへ定期的に送信する。このトラフィック量に基づく課金データを参照することにより、使用帯域に比例した従量課金が可能になる。
【００９４】
図１０に示すように、トラフィック毎に、データ転送時刻、送信元アドレス、宛先アドレス、平均情報転送速度、転送された情報量とが、課金データとして、トラフィック量解析部１６２７により生成、記憶される。
【００９５】
なお、トラフィック量解析部１６２７および他の構成の全部または一部は、中央制御部１６１１内に実装されるソフトウェアで構成してもよい。
【００９６】
ゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１内のパケット入力部１６１５，１６２３と、パケット出力部１６１７，１６２５と、パケット転送部１６１３と、帯域制御部１６２１と、制御信号識別部１６１９との構成および動作は、第１の実施形態と同様である。
【００９７】
なお、図９のトラフィック量収集部１６２９およびトラフィック量解析部１６２７は、ゲートウェイ装置１６内とともに、あるいはこれに替えて、エッジ・ルータ１８内に具備されてもよい。
【００９８】
第３の実施形態によれば、ゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８内のトラフィック量収集部およびトラフィック量解析部により、単位時間当たりの使用帯域量が測定されるので、可変帯域回線を使用するユーザへ、使用帯域を考慮した料金サービスを提供することが可能となる。また、ゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８において課金データを集積し、この課金データを課金計算に用いれば、アクセス回線の帯域に応じて異なった課金ポリシーで課金することが可能となる。
【００９９】
なお、本発明はここでは記載していない様々実施の形態等を包含するということは十分に理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ限定されるものでなければならない。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によれば、アクセス回線への、インバウンド、アウトバウンドの全ての出力の帯域制御が可能となる。このため、使用アプリケーションにかかわらず、高精度なアクセス回線の帯域制御が実現される。
【０１０１】
また、外部端末から、ゲートウェイ装置およびルータの帯域制御設定の一元管理が可能となるので、ユーザの要求に応じて、フレキシブルにアクセス回線を適用することができる。
【０１０２】
さらに、複数の無線ＬＡＮインタフェースをゲートウェイ装置に実装することにより、無線ＬＡＮをユーザ・ネットワークとして使用する場合においても、無線ＬＡＮインタフェース毎にアクセス回線の帯域保証が可能となる。
【０１０３】
複数ユーザ収容により無線ＬＡＮのスループットが落ちた場合にも、複数の無線ＬＡＮを実装することにより、アクセス回線の回線利用率の低下を防ぐことができる。
【０１０４】
さらに、アクセス回線のトラフィック量について、単位時間当たりの使用帯域量を測定する手段を実装することで、可変帯域回線を使用するユーザへ、使用帯域を考慮した料金サービスを提供することができる。また、ゲートウェイ装置およびエッジルータにて課金計算のための課金データを集積し、課金計算を実行することによって、アクセス回線の帯域に応じて異なった課金ポリシーで課金することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアクセス回線帯域制御システムの構成を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における、ユーザ・ネットワーク１に接続する端末１０から、帯域制御情報をゲートウェイ装置１６およびエッジ・ルータ１８に設定する場合の帯域制御設定処理シーケンスを示す図である。
【図３】帯域制御設定要求信号および帯域制御設定完了信号のレイアウトの一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態に係るエッジ・ルータ１８の制御信号送受信部１８１の機能構成を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態における複数の無線ＬＡＮを有するユーザ・ネットワーク１のゲートウェイ装置１６による帯域制御イメージの一例を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る課金システムの構成例および課金計算の一例を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係るゲートウェイ装置１６の制御信号送受信部１６１の機能構成を示すブロック図である。
【図１０】トラフィック量解析部１６２７により生成、記憶される、トラフィック毎の、データ転送時刻、送信元アドレス、宛先アドレス、平均情報転送速度、転送された情報量とを含む課金データの一例を示す図である。
【図１１】ＬＡＮなどのユーザ・ネットワーク（ローカルネットワーク）および、各ユーザ・ネットワーク間のデータ転送を行うコア・ネットワークからなるネットワークシステムの一例を示す図である。
【図１２】従来技術における帯域制御のポイントと方向を示す概念図である。
【符号の説明】
１ ユーザネットワーク
３ コア・ネットワーク
４ アクセス回線
１０ 端末装置
１６ ゲートウェイ装置
１８ ルータ装置
Claims (17)
- ローカルネットワークを、アクセス回線を介して他のネットワークに接続するゲートウェイ装置であって、
外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する帯域制御情報設定処理部と、
前記アクセス回線をコア・ネットワークに収容するルータ装置に、前記帯域制御情報を送信する帯域制御情報送信部と、
前記ルータ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する帯域制御設定結果情報受信部と、
前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する通知処理部とを具備する
ことを特徴とするアクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置。 - 前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、
パケット送信元アドレスおよびパケット送信宛先アドレスごとに設定される
ことを特徴とする請求項１に記載のアクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置。 - 前記通知処理部は、
前記帯域制御設定結果情報に、前記ゲートウェイ装置内における帯域制御の可否を示す情報を付加し、該情報が付加された帯域制御結果情報を、前記外部端末に通知する
ことを特徴とする請求項１に記載のアクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置。 - 前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、
前記ローカルネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第１の帯域制御情報と、前記コア・ネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第２の帯域制御情報とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のアクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置。 - 上記アクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置は、さらに、
前記アクセス回線へ転送されるパケットが使用する帯域の情報を収集し、該収集された使用帯域の情報を、パケット送受信の課金処理に用いられる第１の課金データとして生成する課金データ生成部を具備する
ことを特徴とする請求項１に記載のアクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置。 - 前記課金データ生成部は、
前記使用帯域の情報を、前記ローカルネットワークに属する端末装置ごとに収集する
ことを特徴とする請求項５に記載のアクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置。 - 上記アクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置は、さらに、
複数の無線ＬＡＮインターフェースを備え、前記無線ＬＡＮインターフェースごとに設定された前記帯域制御情報を参照することにより、前記無線ＬＡＮインターフェースのそれぞれに対してパケットの転送を設定された帯域ごとに振り分ける無線ＬＡＮインターフェース転送部を具備する
ことを特徴とする請求項１に記載のアクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置。 - 上記アクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置は、さらに、
パケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスごとに、単位時間当たりの使用帯域および転送されるパケット量を測定して、該測定された使用帯域および転送パケット量を、パケット送受信の課金処理に用いられる第２の課金データとして生成するトラフィック量測定部を具備する
ことを特徴とする請求項１に記載のアクセス回線帯域制御ゲートウェイ装置。 - アクセス回線をコア・ネットワークに収容するルータ装置であって、
外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する帯域制御情報設定処理部と、
ローカルネットワークを、アクセス回線を介して他のネットワークに接続するゲートウェイ装置に、前記帯域制御情報を送信する帯域制御情報送信部と、
前記ゲートウェイ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する帯域制御設定結果情報受信部と、
前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する通知処理部とを具備する
ことを特徴とするアクセス回線帯域制御ルータ装置。 - 前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、
パケット送信元アドレスおよびパケット送信宛先アドレスごとに設定される
ことを特徴とする請求項９に記載のアクセス回線帯域制御ルータ装置。 - 前記通知処理部は、
前記帯域制御設定結果情報に、前記ゲートウェイ装置内における帯域制御の可否を示す情報を付加し、該情報が付加された帯域制御結果情報を、前記外部端末に通知する
ことを特徴とする請求項９に記載のアクセス回線帯域制御ルータ装置。 - 前記帯域制御情報設定処理部に設定される前記帯域制御情報は、
前記コア・ネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第１の帯域制御情報と、前記ローカルネットワークから前記アクセス回線へ送出されるデータに関する第２の帯域制御情報とを含む
ことを特徴とする請求項９に記載のアクセス回線帯域制御ルータ装置。 - 上記アクセス回線帯域制御ルータ装置は、さらに、
前記アクセス回線へ転送されるパケットが使用する帯域の情報を収集し、該収集された使用帯域の情報を、パケット送受信の課金処理に用いられる第１の課金データとして生成する課金データ生成部を具備する
ことを特徴とする請求項９に記載のアクセス回線帯域制御ルータ装置。 - 前記課金データ生成部は、
前記使用帯域の情報を、端末装置ごとに収集する
ことを特徴とする請求項１３に記載のアクセス回線帯域制御ルータ装置。 - 上記アクセス回線帯域制御ルータ装置は、さらに、
パケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスごとに、単位時間当たりの使用帯域および転送されるパケット量を測定して、該測定された使用帯域および転送パケット量を、パケット送受信の課金処理に用いられる第２の課金データとして生成するトラフィック量測定部を具備する
ことを特徴とする請求項９に記載のアクセス回線帯域制御ルータ装置。 - ローカルネットワークを、アクセス回線を介してコア・ネットワークに接続するゲートウェイ装置と、前記アクセス回線を前記コア・ネットワークに収容するルータ装置を含むアクセス回線帯域制御システムであって、
前記ゲートウェイ装置は、
外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する第１の帯域制御情報設定処理部と、
前記ルータ装置に、前記帯域制御情報を送信する第１の帯域制御情報送信部と、
前記ルータ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する第１の帯域制御設定結果情報受信部と、
前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する第１の通知処理部とを具備し、
前記ルータ装置は、
外部の端末装置から受信される、前記アクセス回線の帯域制御情報を自装置内に設定する第２の帯域制御情報設定処理部と、
前記ゲートウェイ装置に、前記帯域制御情報を送信する第２の帯域制御情報送信部と、
前記ゲートウェイ装置から、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を受信する第２の帯域制御設定結果情報受信部と、
前記帯域制御設定結果情報を、前記帯域制御情報を送出した前記外部端末に通知する第２の通知処理部とを具備する
ことを特徴とするアクセス回線帯域制御システム。 - ローカルネットワークに接続され、該ローカルネットワークから、アクセス回線およびコア・ネットワークを介して他のネットワークにアクセスする端末装置であって、
前記アクセス回線の帯域制御情報を、前記ローカルネットワークのゲートウェイ装置内に設定させるための帯域制御情報設定指示信号を送信する帯域制御情報設定指示部と、
前記アクセス回線をコア・ネットワークに収容するルータ装置に、前記帯域制御情報を送信する帯域制御情報送信部と、
前記アクセス回線を前記コア・ネットワークに就床するルータ装置から、前記ゲートウェイ装置に受信された、該ルータ装置における帯域設定の結果を示す帯域制御設定結果情報を、前記ゲートウェイ装置を介して受信する帯域制御設定結果情報受信部とを具備する
ことを特徴とする端末装置。
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