JP3709813B2 - 音声ゲートウェイとネットワーク輻輳制御方法およびプログラムと記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネットやイントラネット等のＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを介して音声データの伝送を行う場合での輻輳制御技術に係わり、特に、ＩＰネットワークに設けられた音声ゲートウェイ装置のＣＰＵ負荷急増による呼処理輻輳、および、音声ゲートウェイ装置やルータにおける音声パケットの遅延増大と損失多発等によるパケット輻輳などに対する輻輳鎮圧を効率的に行うのに好適な音声ゲートウェイとネットワーク輻輳制御方法およびプログラムと記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、ＩＰネットワークに設けられた音声ゲートウェイ装置やルータにおけるパケット輻輳を鎮圧するための輻輳制御技術としては、以下のものがある。
【０００３】
▲１▼ＲＥＤ（Random Early Detection）：ルータ内のバッファの平均待ちキュー長に応じて、確率的にパケットを廃棄する。
【０００４】
▲２▼ＦＩＦＯ（First In First Out）：ルータ内のバッファにはパケットを先着順で格納し、ルータ内のバッファが満杯で空きがない場合には、到着するパケットを廃棄する。
【０００５】
▲３▼集中監視制御装置による輻輳制御：呼処理輻輳が発生した交換機から集中監視制御装置に輻輳通知を行い、集中監視・制御装置は、この輻輳通知をもとに、電話網内の各発側交換機に制御指示を行い、それを受け取った各発側交換機において、輻輳交換機に向かう発呼を呼数密度制御等により規制する。
【０００６】
ＩＰネットワーク（ＩＰ網）において音声を伝送する場合に起こり得る輻輳としては、例えば、音声ゲートウェイ装置（ＶｏＩＰゲートウェイ）での発呼処理多発によりＣＰＵ（Central Processing Unit）使用率が急増する呼処理輻輳がある。これが継続すると、呼処理能力の急激な低下や呼処理時間の増大、さらには通信途絶が引き起こされる可能性がある。
【０００７】
上述の▲１▼ＲＥＤおよび▲２▼ＦＩＦＯによる輻輳技術は、輻輳ルータ自身でパケットを廃棄することにより内部輻輳を鎮圧する技術であり、発呼が増大したことによるパケット輻輳の場合には、新たな発呼を規制していないため、輻輳ルータを経由する全ての音声のパケット損失率が劣化し、通話品質は改善されない。
【０００８】
また、▲３▼における集中監視制御装置による輻輳制御技術は電話網を適用対象としてり、この輻輳制御をＩＰ網にも適用する場合、集中監視・制御装置のハードコストや、これらの装置、および、音声ゲートウェイ装置やルータの各種制御機能の開発コストが膨大となる。また、集中監視・制御装置と各音声ゲートウェイ装置、ルータ間での制御情報量が膨大であり、ＩＰ網での実現は困難である。
【０００９】
このような、音声ゲートウェイでの発呼処理多発によるＣＰＵ使用率の急増に伴う呼処理輻輳に対処する技術に次のものがある。
【００１０】
▲４▼定期的な試験パケット送信による音声発呼受付判定：ＩＰネットワーク内の全ての音声ゲートウェイ装置間で定期的に試験パケットの送受信を行い、試験パケットの往復時間を測定しておき、前記往復時間が閾値を超過した場合には、それ以降に到着した音声の発呼要求を拒否する。
【００１１】
しかし、この技術では、定期的に全ての音声ゲートウェイ装置間で試験パケットを送受信するため、大規模な網ではスケーラビリティの問題がある。また、定期的な試験パケットによる遅延時間の判定であるため、試験パケット送受信の時刻と、発呼処理が行われる時刻が乖離していることによる輻輳判定の精度にも問題がある。
【００１２】
このような問題を解決するための技術として、例えば、特願２０００−３８３５０４号公報に記載の次の技術がある。
【００１３】
▲５▼発呼要求時の輻輳試験用パケット送信による音声発呼受付判定：上記▲４▼のように定期的に試験パケットを発信する代わりに、発信側の音声ゲートウェイが呼接続要求を受信するたびに輻輳試験用パケットを発信し、着信側の音声ゲートウェイがそれに応答する。
【００１４】
しかし、この技術を適用した場合、突発的な過負荷がネットワークに加わり、ある着信側音声ゲートウェイが輻輳した場合には、その着信側音声ゲートウェイに向かう輻輳試験用パケットの数も膨大になってしまい、その受信処理により、益々、輻輳が増幅される可能性がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、従来の技術では、輻輳した着信側の音声ゲートウェイに対する輻輳試験用パケットの増加による輻輳悪化を回避することができない点である。
【００１６】
本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、ＩＰネットワークにおける輻輳を効率的に鎮圧することを可能とする音声ゲートウェイとネットワーク輻輳制御方法およびプログラムと記録媒体を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の音声ゲートウェイとネットワーク輻輳制御方法では、発信側の音声ゲートウェイが音声データの発信要求を受信すると、輻輳試験パケットを着信側の音声ゲートウェイへ転送し、この輻輳試験パケットを受信した着信側の音声ゲートウェイにおいて、この輻輳試験パケットに輻輳有情報もしくは輻輳無情報を付加した後に発信側の音声ゲートウェイへ返送し、そして、発信側の音声ゲートウェイにおいて、返信されてきた輻輳試験パケットの輻輳有情報もしくは輻輳無情報に基づき、受信した音声データの発信要求の受付判定を行い、さらに、同一着信側の音声ゲートウェイから輻輳有情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数連続して返送されれば、輻輳試験パケットの送信に対して呼数密度Ｍで規制し、予め定められた時間Ｔに対し、Ｔ／Ｍの時間内に送信抑制対象の着信側音声ゲートウェイ向けに受信した１以上の音声データ発信要求の内の１つに対してのみ上記輻輳試験パケットを送信することによって、当該着信側音声ゲートウェイに対する輻輳試験パケットの送信を抑制する。また、試験パケットの送信抑制中の着信側音声ゲートウェイから輻輳無情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数連続して返送されれば、当該着信側音声ゲートウェイに対する送信抑制状態を解除し、また、送信抑制中の着信側音声ゲートウェイから輻輳有情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数連続して返送されれば当該音声ゲートウェイに対する送信抑制を強化し、逆に、輻輳無情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数連続して返送されれば当該音声ゲートウェイに対する送信抑制を緩和する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図１は、本発明に係わる音声ゲートウェイの構成例を示すブロック図であり、図２は、図１における音声ゲートウェイのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【００１９】
図２において、２１はＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等からなる表示装置、２２はキーボードやマウス等からなる入力装置、２３はＨＤＤ（Hard Disk Drive）等からなる外部記憶装置、２４はＣＰＵ（Central Processing Unit）２４ａや主メモリ２４ｂおよび入出力インターフェース２４ｃ等を具備してコンピュータ処理を行なう情報処理装置、２５は本発明に係わるプログラムやデータを記録したＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）もしくはＤＶＤ（Digital Video Disc/Digital Versatile Disc）等からなる光ディスク、２６は光ディスク２５に記録されたプログラムおよびデータを読み出すための駆動装置、２７は通信装置である。
【００２０】
光ディスク２５に格納されたプログラムおよびデータを情報処理装置２４により駆動装置２６を介して外部記憶装置２３内にインストールした後、外部記憶装置２３から主メモリ２４ｂに読み込みＣＰＵ２４ａで処理することにより、情報処理装置２４内に図１に示す音声ゲートウェイの各機能が構成される。
【００２１】
図１において、１，２はＩＰネットワークとしてのインターネット１２を介して音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェイ装置であり、本例では、音声ゲートウェイ装置１を発信側、音声ゲートウェイ装置２を受信側として説明する。
【００２２】
発信側の音声ゲートウェイ装置１と着信側の音声ゲートウェイ装置２には、それぞれ、同じ構成の輻輳制御装置３，３ａが設けられているが、図１においては、説明を簡素にするために、発信側の音声ゲートウェイ装置１の輻輳制御装置３には、発信側での輻輳制御に必要な試験パケット送信・受信処理部４と音声発呼受付判定部６、試験パケット往復時間測定部１０、および、送信規制部１３を明記し、着信側の音声ゲートウェイ装置２の輻輳制御装置３ａには、着信側での輻輳制御に必要な試験パケット受信・返送処理部５とＣＰＵ能率測定部７、呼処理輻輳判定部８、制御量算出部９を明記している。
【００２３】
図中、図示していない発信端末からの音声発呼は、発信側の音声ゲートウェイ装置１で受信され、着信側の音声ゲートウェイ装置２に向けてインターネット１２内の図示していないルータを経由して中継される。
【００２４】
発信側の音声ゲートウェイ装置１において、輻輳制御装置３における試験パケット送信・受信処理部４は、発呼を検出した場合、幅輳試験パケット１１を着信側の音声ゲートウェイ装置２に向けて送信する処理と、着信側の音声ゲートウェイ装置２から返送された輻輳試験パケット１１aの受信処理を行い、また、この輻輳試験パケット１１aに付与された輻輳情報（輻輳有・無）を音声発呼受付判定部６と送信規制部１３へ送るものである。
【００２５】
着信側の音声ゲートウェイ装置２において、輻輳制御装置３ａにおける試験パケット受信・返送処理部５は、発信側の音声ゲートウェイ装置１の試験パケット送信・受信処理部４より送信された輻輳試験パケット１１を受信すると共に、制御量算出部９からの判定結果（輻輳有・無情報）を輻輳試験パケット１１に付与し、輻輳試験パケット１１aとして発信側の音声ゲートウェイ装置１へ返送するものである。
【００２６】
発信側の音声ゲートウェイ装置１における音声発呼受付判定部６は、着信側の音声ゲートウェイ装置２から返送された輻輳試験パケット１１aの輻輳ビット（輻輳有・無情報）や輻輳試験パケット１１と輻輳試験パケット１１aとの往復時間等の情報に基づき、音声発呼の受付判定を行うものである。
【００２７】
着信側の音声ゲートウェイ装置２において、ＣＰＵ能率測定部７は、周期的にＣＰＵ能率（負荷）を測定し、呼処理輻輳判定部８へ通知するものである。
【００２８】
この呼処理輻輳判定部８は、ＣＰＵ能率測定部７から通知されたＣＰＵ能率（負荷）が予め設定された呼処理輻輳判定閾値を超過しているか否かを判定し、呼処理輻輳の判定を行い、その判定結果を制御量算出部９へ通知するものである。
【００２９】
制御量算出部９は、呼処理輻輳判定部８からの呼処理輻輳判定結果（輻輳有・無情報）をパケット受信・返送処理部５へ通知するものである。
【００３０】
発信側の音声ゲートウェイ装置１における試験パケット往復時間測定部１０は、発信側の音声ゲートウェイ装置１から輻輳試験パケット１１を送信してから、着信側の音声ゲートウェイ装置２からの輻輳試験パケット１１aが返送されるまでの往復時間を測定し、その測定結果を音声発呼受付判定部６へ通知するものである。
【００３１】
そして、発信側の音声ゲートウェイ装置１における送信規制部１３は、試験パケット送信・受信処理部４から送られてくる輻輳試験パケットに付与された輻輳情報（輻輳有情報もしくは輻輳無情報）に基づき、これまでの連続回数や現在の規制状態を判断し、以降に送信する輻輳試験パケットの送信を抑制するものである。
【００３２】
このような構成において、発信側の音声ゲートウェイ装置１は、音声発信要求受信時に、試験パケット送信・受信処理部４により、輻輳試験用パケット１１を着信側の音声ゲートウェイ装置２へ転送する。
【００３３】
着信側の音声ゲートウェイ装置２は、この輻輳試験用パケット１１を試験パケット受信・返送処理部５により受信すると、ＣＰＵ能率測定部７、呼処理輻輳判定部８、および、制御量算出部９で生成した輻輳情報（輻輳有・無）を、輻輳試験用パケット１１に付加した後、輻輳試験用パケット１１ａとして、試験パケット受信・返送処理部５により、発信側の音声ゲートウェイ装置１へ返送する。
【００３４】
すなわち、着信側の音声ゲートウェイ装置２では、ＣＰＵ能力測定部７において、周期的に単位時間あたりのＣＰＵ能率（負荷）を測定しておき、この単位時間あたりのＣＰＵ能率（負荷）が予め設定された輻輳判定闘値を超過した場合、呼処理輻輳判定部８において、自装置が輻輳状態であると判定し、試験パケット受信・返送処理部５により、次周期内に受信した発信側の音声ゲートウェイ装置１から転送された輻輳試験パケット１１に輻輳ビット（輻輳有情報）を付与して、輻輳試験パケット１１ａとし、インターネット１２を介して発信側の音声ゲートウェイ装置１へ返送する。
【００３５】
発信側の音声ゲートウェイ装置１は、返信された輻輳試験パケット１１ａを試験パケット送信・受信処理部４で受信し、その輻輳試験パケット１１ａの付加情報（輻輳有・無）に基づき、音声発呼受付判定部６において、音声発信要求の受付判定を行う。
【００３６】
このようにして、着信側の音声ゲートウェイ装置２の輻輳状態を迅速に検出し、新たな音声発呼要求の受付拒否を行うことにより、輻輳の鎮圧を図ることができる。
【００３７】
尚、着信側の音声ゲートウェイ装置２では、制御量算出部９により、輻輳時に輻輳無しビット（輻輳無）を付与させる輻輳試験パケット１１ａの数を、ＣＰＵ能率測定部７において周期的に測定している単位時間あたりのＣＰＵ能率（負荷）に応じた処理可能呼数に相当する数以下とする。これにより、着信側の音声ゲートウェイ装置２の呼処理輻輳時にも、全ての音声発信要求を規制するのではなく、処理能力分の発呼数は受付可能とすることができ、輻輳時にもネットワークの有効利用となる最適な制御が可能となる。
【００３８】
また、輻輳試験パケット１１を送信した発信側の音声ゲートウェイ装置１では、着信側の音声ゲートウェイ装置２より返送された輻輳試験用パケット１１ａに輻輳ビットが付与されていた場合のみならず、試験パケット往復時間測定部１０を用いて、試験パケット送信・受信部４において、輻輳試験パケット１１を送信してから輻輳試験パケット１１ａが返送されるまでの往復時間を測定しておき、この往復時間が予め定められたパケット輻輳判定閾値を超過した場合、または、輻輳試験パケット１１を送信してから予め定められたパケット輻輳判定タイマ値以内に、輻輳試験パケット１１ａが返送されない場合に、音声発呼受付判定部６において、音声発呼要求を拒否する。
【００３９】
これにより、発呼要求を受け付けた発信側の音声ゲートウェイ装置１は、着信側の音声ゲートウェイ装置２の呼処理輻輳と共に、発信側と着信側の双方の音声ゲートウェイ装置１，２間の経由ルータでのパケット輻輳の認識ができ、新たな音声発呼要求の受付拒否を行うことにより、輻輳の鎮圧が可能となる。
【００４０】
さらに、発信側の音声ゲートウェイ装置１における送信規制部１３による、着信側の音声ゲートウェイ装置２に送信する輻輳試験パケット１１の送信抑制は、以下のような技術を用いる。
【００４１】
例えば、着信側の音声ゲートウェイ装置２から、連続して、予め定められた回数（Ｎａ）、輻輳有情報が付与された輻輳試験パケット１１ａが返されてきた場合に、試験パケットの送信規制状態に遷移し、その音声ゲートウェイ装置２向けの輻輳試験パケット１１の送信をＸ％規制し、着信側の音声ゲートウェイ装置２向けの発信要求に対して、予め定められた割合（Ｘ％）の輻輳試験パケットの送信を抑え、残りの割合（１−Ｘ％）の輻輳試験パケットのみを送信する。
【００４２】
このように、「％規制制御」とすることにより、発信側の音声ゲートウェイ装置１を含む、同じ着信側の音声ゲートウェイ装置２への複数の発信要求元の音声ゲートウェイに対する公平性が維持され、ある音声ゲートウェイからの呼だけがつながりやすいといった現象が起こらずに、各発信側音声ゲートウェイからの音声発信要求数に比例した要求が接続される。
【００４３】
また、試験パケットの送信規制状態に遷移した場合に、その音声ゲートウェイ装置２向けの輻輳試験パケット１１の送信に対して呼数密度Ｍで規制し、予め定められた短い時間Ｔに対し、Ｔ／Ｍの時間内に到着する着信側の音声ゲートウェイ装置２向けの複数の呼（発信要求）のうち１呼に対応する輻輳試験パケットのみを送信する。
【００４４】
このように、呼数密度で規制し、予め定められた時間Ｔ内に、送信抑制対象の着信側の音声ゲートウェイ装置２向けに受信した１以上の音声データ発信要求の内の１つに対してのみ輻輳試験パケットを送信することにより、送信する輻輳試験パケットの総量を規制することができ、輻輳緩和を確実に行うことができる。
【００４５】
また、このようにして輻輳試験パケットの送信抑制中の着信側の音声ゲートウェイ装置２から、輻輳無情報が付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数Ｍａ連続して返送されれば、この着信側の音声ゲートウェイ装置２に対する輻輳試験パケットの送信の抑制を解除する。これにより、インターネット１２の状況に応じて送信抑制を適切に解除することができる。
【００４６】
さらに、輻輳試験パケットの送信抑制中の着信側の音声ゲートウェイ装置２から、輻輳有情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数Ｎｂ連続して返送されれば、この音声ゲートウェイ装置２に対する輻輳試験パケットの送信の抑制を強化し、また、輻輳無情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数Ｍｂ連続して返送されれば、音声ゲートウェイ装置２に対する輻輳試験パケットの送信の抑制を緩和する。
【００４７】
例えば、Ｘ％規制であれば、「Ｘ（ｋ＋１）＝Ｘ（ｋ）／β」（０＜β＜１）として強化し、「Ｘ（ｋ＋１）＝Ｘ（ｋ）×β」として緩和する。また、呼数密度Ｍでの規制の場合には、「Ｍ（ｋ＋１）＝Ｍ（ｋ）×α」（０＜α＜１）として強化し、「Ｍ（ｋ＋１）＝Ｍ（ｋ）／α」として緩和する。これにより、輻輳の程度に応じた適切な強度の規制を継続させることができる。
【００４８】
また、以下に説明するように、このような着信側の音声ゲートウェイ装置２に対する輻輳試験パケットの送信の抑制を、この着信側の音声ゲートウェイ装置２側において制御することもできる。
【００４９】
すなわち、着信側の音声ゲートウェイ装置２において、ＣＰＵ能率測定部７により、周期的に単位時間あたりのＣＰＵ能率を測定し、呼処理輻輳判定部８により、ＣＰＵ能率測定部７で測定したＣＰＵ能率Ｃが予め定められた閾値Ｅａになると（ここでは、閾値Ｅａより大きくなると（Ｃ＞Ｅａ））、自装置が呼処理の輻輳有状態であると判定し、次のＣＰＵ能率の測定周期内に試験パケット受信・返送処理部５において受信した輻輳試験パケット１１に対して、輻輳有情報と共に、％規制や呼数密度規制等のために予め定められた抑制規則情報（「規制率Ｘ」や「呼数密度規制量Ｍ」等）を付与し、輻輳試験パケット１１ａとして発信側の音声ゲートウェイ装置１に返送する。
【００５０】
輻輳試験パケット１１ａを受け取った発信側の音声ゲートウェイ装置１では、送信規制部１３において、その抑制規則情報に基づき、輻輳試験パケットの送信の抑制を、例えば、規制率Ｘ％で、あるいは、呼数密度規制量Ｍで行う。
【００５１】
また、このようにして、送信規制を受けている着信側の音声ゲートウェイ装置２において、ＣＰＵ能率測定部７により周期的に測定している単位時間あたりのＣＰＵ能率Ｃが、予め定められた閾値Ｅｂになると（ここでは、閾値Ｅｂより小さくなると（Ｃ＜Ｅｂ））、呼処理輻輳判断部８は、自装置に対する輻輳試験パケットの送信規制が不要となったものと判断し、その判断結果に基づき、試験パケット受信・返送処理部５により、受信した輻輳試験パケット１１に対して、輻輳無情報と共に、送信規制を解除させる指示情報を付与し、輻輳試験パケット１１ａとして発信側の音声ゲートウェイ装置１に返送する。
【００５２】
あるいは、送信規制を受けている着信側の音声ゲートウェイ装置２において、ＣＰＵ能率測定部７により周期的に測定している単位時間あたりのＣＰＵ能率Ｃが、予め定められた閾値Ｅｃになると（ここでは、閾値Ｅｃより大きくなると（Ｃ＞Ｅｃ））、呼処理輻輳判断部８は、自装置に対する輻輳試験パケットの送信規制の強化が必要と判断し、また、ＣＰＵ能率Ｃが、予め定められた閾値Ｅｄになると（ここでは、閾値Ｅｄより小さくなると（Ｃ＜Ｅｄ））、呼処理輻輳判断部８は、自装置に対する輻輳試験パケットの送信規制を緩和して良いものと判断し、その判断結果に基づき、試験パケット受信・返送処理部５により、受信した輻輳試験パケット１１に対して、輻輳無情報と共に、送信規制を解除させる指示情報あるいは送信規制を緩和させる指示情報を付与し、輻輳試験パケット１１ａとして発信側の音声ゲートウェイ装置１に返送する。
【００５３】
例えば、Ｘ％規制であれば、「Ｃ＞Ｅｃ」の場合、「Ｘ（ｋ＋１）＝Ｘ（ｋ）／β」（０＜β＜１）として強化し、「Ｃ＜Ｅｄ」の場合、「Ｘ（ｋ＋１）＝Ｘ（ｋ）×β」として緩和する。また、呼数密度Ｍでの規制であれば、「Ｃ＞Ｅｃ」の場合には、「Ｍ（ｋ＋１）＝Ｍ（ｋ）×α」（０＜α＜１）として強化し、「Ｃ＜Ｅｄ」の場合、「Ｍ（ｋ＋１）＝Ｍ（ｋ）／α」として緩和する。これにより、輻輳の程度に応じた適切な強度の規制を継続させることができる。
【００５４】
このように、着信側の音声ゲートウェイ装置２において、そのＣＰＵ使用率に応じて発信側の音声ゲートウェイ装置１からの輻輳試験パケットの送信可否や、規制の解除、強化、緩和等を判定することにより、迅速かつ適切なタイミングでの輻輳検出や規制制御（規制実施、解除、強化、緩和）が可能となる。尚、％規制制御のための公平性も、総量制御による確実な輻輳緩和も維持できる。
【００５５】
以下、図３を用いて、このような音声ゲートウェイ装置１，２によるネットワーク輻輳制御方法を説明する。
【００５６】
図３は、本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる処理手順例を示すフローチャートである。
【００５７】
図３に示すネットワーク輻輳制御方法では、ステップ１０１〜１０４での処理が、着信側の音声ゲートウェイ装置２としての処理動作であり、ステップ２０１〜２０６での処理が、発信側の音声ゲートウェイ装置１としての処理動作である。
【００５８】
まず、ステップ１０１においては、着信側の音声ゲートウェイ装置２として、ＣＰＵ能率測定部７により、測定周期毎にＣＰＵ能率（負荷）を測定し、呼処理輻輳判定部８へ、その測定結果を通知する。
【００５９】
次のステップ１０２においては、呼処理輻輳判定部８により、測定周期毎に通知されたＣＰＵ能率（負荷）の測定結果が予め設定されている呼処理輻輳判定閾値Ｅａを超過しているか否かによりＣＰＵ輻輳を判定し、このＣＰＵ輻輳判定結果（「ＮＧ（輻輳有）」または、「ＯＫ（輻輳無）」）を制御量算出部９へ通知する。
【００６０】
ステップ１０３では、制御量算出部９において、呼処理輻輳判定部８より通知されたＣＰＵ輻輳判定結果（「ＮＧ＝輻輳」または「ＯＫ＝正常」）を試験パケット受信・返送処理部５へ通知する。
【００６１】
また、ステップ２０１では、発信側の音声ゲートウェイ装置１として、試験パケット送信・受信処理部４において発呼を検出すると、輻輳試験パケット１１を着信側の音声ゲートウェイ装置２に向けて送信し、送信した旨を試験パケット往復時間測定部１０に通知する。そして、ステップ２０２において、試験パケット往復時間測定部１０により、この輻輳試験パケット１１に関する往復時間の測定を開始する。
【００６２】
そして、ステップ１０４では、着信側の音声ゲートウェイ装置２として、試験パケット受信・返送処理部５により、制御量算出部９より測定周期毎に通知されたＣＰＵ輻輳判定結果（「ＮＧ＝輻輳」または「ＯＫ＝正常」）を、受信した輻輳試験パケット１１に付与して発信側の音声ゲートウェイ装置１へ返送する。
【００６３】
ステップ２０３では、発信側の音声ゲートウェイ装置１として、着信側の音声ゲートウェイ装置２から返送された輻輳試験パケット１１ａを受信した試験パケット送信・受信処理部４において、輻輳試験パケット１１ａの受信通知を試験パケット転送時間測定部１０に通知すると共に、輻輳試験パケット１１ａに付与されている情報（「輻輳（輻輳有）」、「正常（輻輳無）」を音声発呼受付判定部６および送信規制部１３へ通知する。
【００６４】
そして、ステップ２０４では、試験パケット往復時間測定部１０において、ステップ２０２で測定開始した時刻から、予め設定されたパケット輻輳判定タイマ値以内に、輻輳試験パケット１１ａの受信通知を通知された場合には、輻輳試験パケット１１，１１ａの往復時間の測定を終了し、この輻輳試験パケット往復時間を音声発呼受付判定部６へ通知する。尚、予め設定されたパケット輻輳判定タイマ値以内に、幅輳試験パケット１１ａの受信通知が通知されない場合には、輻輳試験パケット受信タイムアウトとして、その旨を音声発呼受付判定部６へ通知する。
【００６５】
さらに、ステップ２０５では、音声発呼受付判定部６において、以下の条件１〜３の一つでも合致する内容がある場合、この音声発呼の受付を許容し、それ以外の場合、この音声発呼の受付を拒否する。
【００６６】
条件１：試験パケット送信・受信処理部４より、輻輳試験パケット１１ａに輻輳有情報が付加されていると通知された場合。
【００６７】
条件２：試験パケット往復時間測定部１０より、輻輳試験パケット受信タイムアウトを通知された場合。
【００６８】
条件３：試験パケット往復時間測定部１０より通知された輻輳試験パケット往復時間が、予め設定されているパケット輻輳判定閾値を超過している場合。
【００６９】
そして、ステップ２０６では、送信規制部１３において、着信側の音声ゲートウェイ装置２からの、輻輳有情報（「ＮＧ」）や輻輳無情報（「ＯＫ」）が付与された輻輳試験パケット１１ａのそれぞれの連続受信回数や状態を判定し、その結果に基づき、以降の試験パケット送信・受信処理部４による輻輳試験パケット１１の送信動作を制御し、例えば、上述した、％規制、呼数密度規制、規制解除、規制強化、規制緩和等を行う。
【００７０】
以上、図１〜図３を用いて説明したように、本例の音声ゲートウェイとネットワーク輻輳制御方法では、発信側の音声ゲートウェイが音声データの発信要求を受信すると、輻輳試験用パケットを着信側の音声ゲートウェイへ転送し、この輻輳試験用パケットを受信した着信側の音声ゲートウェイにおいて、この輻輳試験用パケットに輻輳有情報もしくは輻輳無情報を付加した後に発信側の音声ゲートウェイへ返送し、そして、発信側の音声ゲートウェイにおいて、返信されてきた輻輳試験用パケットの輻輳有情報もしくは輻輳無情報に基づき、受信した音声データの発信要求の受付判定を行い、さらに、同一着信側の音声ゲートウェイから輻輳有情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数連続して返送されれば、当該着信側音声ゲートウェイに対する輻輳試験パケットの送信を抑制する。
【００７１】
そして、この送信の抑制として、抑制対象の着信側音声ゲートウェイ向けに受信した音声データ発信要求の内、予め定められた割合の発信要求に対してのみ輻輳試験パケットを送信する％規制制御技術、あるいは、予め定められた時間内に送信抑制対象の着信側音声ゲートウェイ向けに受信した１以上の音声データ発信要求の内の１つに対してのみ輻輳試験パケットを送信する呼数密度による規制制御技術を用いる。
【００７２】
また、試験パケットの送信抑制中の着信側音声ゲートウェイから輻輳無情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数連続して返送されれば、当該着信側音声ゲートウェイに対する送信抑制状態を解除し、また、送信抑制中の着信側音声ゲートウェイから輻輳有情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数連続して返送されれば当該音声ゲートウェイに対する送信抑制を強化し、逆に、輻輳無情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数連続して返送されれば当該音声ゲートウェイに対する送信抑制を緩和する。
【００７３】
これにより、従来技術と比較して、呼処理輻輳やパケット輻輳を安価なコストで鎮圧することが可能となり、また、輻輳判定の精度の向上と制御量の最適化が可能となり、さらに、発信側の音声ゲートウェイ装置１からの輻輳試験パケット１１の送信およびそれに対する着信側の音声ゲートウェイ装置２からの輻輳試験パケット１１ａの送信、すなわち、輻輳試験パケットの送受信による輻輳を回避することができる。
【００７４】
また、輻輳試験パケット１１を送信した発信側の音声ゲートウェイ装置１では、着信側の音声ゲートウェイ装置２より返送された輻輳試験用パケット１１ａに輻輳ビットが付与されていた場合のみならず、試験パケット往復時間測定部１０を用いて、試験パケット送信・受信部４において、輻輳試験パケット１１を送信してから輻輳試験パケット１１ａが返送されるまでの往復時間を測定しておき、この往復時間が予め定められたパケット輻輳判定閾値を超過した場合、または、輻輳試験パケット１１を送信してから予め定められたパケット輻輳判定タイマ値以内に輻輳試験パケット１１ａが返送されない場合に、音声発呼受付判定部６において、音声発呼要求を拒否する。
【００７５】
これにより、発呼要求を受け付けた発信側の音声ゲートウェイ装置１は、着信側の音声ゲートウェイ装置２の呼処理輻輳と共に、発信側と着信側の双方の音声ゲートウェイ装置１，２間の経由ルータでのパケット輻輳の認識ができ、新たな音声発呼要求の受付拒否を行うことにより、このような輻輳の鎮圧も可能となる。
【００７６】
尚、本発明は、図１〜図３を用いて説明した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本例では、ネットワーク例としてインターネット１２を用いて説明したが、イントラネット等の他のＩＰネットワークにおいても適用することができる。
【００７７】
また、本例では、音声ゲートウェイ装置の構成として図２のコンピュータ構成例を示したが、キーボードや光ディスクの駆動装置の無いコンピュータ構成としても良い。また、本例では、光ディスクを記録媒体として用いているが、ＦＤを記録媒体として用いることでも良い。また、プログラムのインストールに関しても、通信装置を介してネットワーク経由でプログラムをダウンロードしてインストールすることでも良い。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、ＩＰネットワークにおける音声データ伝送に係わる音声ゲートウェイ装置の呼処理輻輳を迅速に、かつ、安価なコストで検出して鎮圧することが可能となると共に、輻輳判定の精度の向上と制御量の最適化が可能であり、さらに、輻輳した着信側の音声ゲートウェイに対する輻輳試験用パケットの増加による輻輳悪化を回避することができるので、ＩＰネットワークにおける輻輳をより効率的に鎮圧することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる音声ゲートウェイの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１における音声ゲートウェイのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明のネットワーク輻輳制御方法に係わる処理手順例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：発信側の音声ゲートウェイ装置、２：着信側の音声ゲートウェイ装置、３，３ａ：輻輳制御装置、４：試験パケット送信・受信処理部、５：試験パケット受信・返送処理部、６：音声発呼受付判定部、７：ＣＰＵ能力測定部、８：呼処理輻輳判定部、９：制御量算出部、１０：試験パケット往復時間測定部、１１：輻輳試験パケット、１１ａ：輻輳試験パケット（返送用）、１２：インターネット、１３：送信規制部、２１：表示装置、２２：入力装置、２３：外部記憶装置、２４：情報処理装置、２４ａ：ＣＰＵ、２４ｂ：主メモリ、２４ｃ：入出力インタフェース、２５：光ディスク、２６：駆動装置、２７：通信装置。

Claims (14)

1. ＩＰネットワーク上での音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェイであって、
   音声データの発信要求を受信すると、予め定められた輻輳試験パケットを着信側の音声ゲートウェイに送信する試験パケット送信手段と、
   他の音声ゲートウェイから送信されてきた上記輻輳試験パケットを受信する試験パケット受信手段と、
   該試験パケット受信手段で受信した上記輻輳試験パケットに輻輳の有無情報を付与して該輻輳試験パケットの送信元に返送する試験パケット返送手段と、
   上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに輻輳有情報が付与されていれば上記受信した音声データの発信要求を拒否し、上記輻輳試験パケットに輻輳無情報が付与されていれば上記受信した音声データの発信要求を受け付ける音声発呼受付判定手段と、
   同一着信側の音声ゲートウェイから上記輻輳有情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数Ｎａ連続して返送されれば、上記輻輳試験パケットの送信に対して呼数密度Ｍで規制し、予め定められた時間Ｔに対し、Ｔ／Ｍの時間内に送信抑制対象の着信側音声ゲートウェイ向けに受信した１以上の音声データ発信要求の内の１つに対してのみ上記輻輳試験パケットを送信し、上記試験パケット送信手段による当該音声ゲートウェイに対する上記輻輳試験パケットの送信を抑制する送信規制手段とを有することを特徴とする音声ゲートウェイ。
2. 請求項１に記載の音声ゲートウェイであって、
   上記送信規制手段は、上記輻輳試験パケットの送信を抑制している着信側の音声ゲートウェイから上記輻輳無情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数Ｍａ連続して返送されれば、当該音声ゲートウェイに対する上記輻輳試験パケットの送信の抑制を解除することを特徴とする音声ゲートウェイ。
3. 請求項１、もしくは、請求項２のいずれかに記載の音声ゲートウェイであって、
   上記送信規制手段は、
   上記輻輳試験パケットの送信を抑制している着信側の音声ゲートウェイから、上記輻輳有情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数Ｎｂ連続して返送されれば当該音声ゲートウェイに対する上記輻輳試験パケットの送信の抑制を強化し、
   上記輻輳無情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数Ｍｂ連続して返送されれば当該音声ゲートウェイに対する上記輻輳試験パケットの送信の抑制を緩和することを特徴とする音声ゲートウェイ。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の音声ゲートウェイであって、
   周期的に単位時間あたりのＣＰＵ能率を測定するＣＰＵ能率測定手段と、
   該ＣＰＵ能率測定手段で測定したＣＰＵ能率が予め定められた閾値Ｅａになると自装置が呼処理の輻輳有状態であると判定する呼処理輻輳判定手段とを有し、
   該呼処理輻輳判定手段で呼処理の輻輳有状態を判定し、かつ、次の上記ＣＰＵ能率の測定周期内に上記試験パケット受信手段で上記輻輳試験パケットを受信すれば、上記試験パケット返送手段により、該輻輳試験パケットに上記呼処理の輻輳有情報と予め定められた抑制規則情報を付与して返送し、
   上記送信規制手段は、上記輻輳試験パケットの送信の抑制を、上記抑制規則情報に基づき行うことを特徴とする音声ゲートウェイ。
5. 請求項４に記載の音声ゲートウェイであって、
   送信抑制を受けている間に上記ＣＰＵ能率測定手段で測定したＣＰＵ能率が予め定められた閾値Ｅｂになれば自装置に対する送信抑制が不要となったものと判断して、自装置に対する送信抑制の解除を指示する抑制解除指示情報を生成する手段を有し、
   該手段が送信抑制不要と判断すると、上記試験パケット返送手段は、上記輻輳試験パケットに、上記抑制解除指示情報を付与して返送し、
   上記送信規制手段は、返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された上記上記抑制解除指示情報に基づき、当該着信側音声ゲートウェイに対する輻輳試験パケットの送信抑制を解除することを特徴とする音声ゲートウェイ。
6. 請求項４、もしくは、請求項５のいずれかに記載の音声ゲートウェイであって、
   送信抑制を受けている間に上記ＣＰＵ能率測定手段で測定したＣＰＵ能率が予め定められた閾値Ｅｃになれば自装置に対する送信抑制の強化が必要と判断して、自装置に対する送信抑制の強化を指示する抑制強化指示情報を生成し、
   送信抑制を受けている間に上記ＣＰＵ能率測定手段で測定したＣＰＵ能率が予め定められた閾値Ｅｄになれば自装置に対する送信抑制を緩和して良いと判断して、自装置に対する送信抑制の緩和を指示する抑制緩和指示情報を生成する手段を有し、
   該手段が送信抑制を強化もしくは緩和すべきと判断すると、上記試験パケット返送手段は、上記輻輳試験パケットに、上記抑制強化指示情報もしくは上記抑制緩和指示情報を付与して返送し、
   上記送信規制手段は、返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された上記抑制強化指示情報もしくは上記抑制緩和指示情報に基づき、当該着信側音声ゲートウェイに対する輻輳試験パケットの送信抑制を強化もしくは緩和することを特徴とする音声ゲートウェイ。
7. コンピュータを、請求項１から請求項６のいずれかに記載の音声ゲートウェイにおける各手段として機能させるためのプログラム。
8. コンピュータを、請求項１から請求項６のいずれかに記載の音声ゲートウェイにおける各手段として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
9. ＩＰネットワーク上での音声データの伝送制御を行う音声ゲートウェイによるネットワーク輻輳制御方法であって、
   音声データの発信要求を受信すると、予め定められた輻輳試験パケットを着信側の音声ゲートウェイに送信する第１のステップと、
   他の音声ゲートウェイから送信されてきた上記輻輳試験パケットを受信する第２のステップと、
   該第２のステップで受信した上記輻輳試験パケットに輻輳情報を付与して該輻輳試験パケットの送信元に返送する第３のステップと、
   上記着信側の音声ゲートウェイから返送されてきた上記輻輳試験パケットに輻輳有情報が付与されていれば上記受信した音声データの発信要求を拒否する第４のステップと、
   上記輻輳試験パケットに輻輳無情報が付与されていれば上記受信した音声データの発信要求を受け付ける第５のステップと、
   同一着信側の音声ゲートウェイから上記輻輳有情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数Ｎａ連続して返送されれば、上記輻輳試験パケットの送信に対して呼数密度Ｍで規制し、予め定められた時間Ｔに対し、Ｔ／Ｍの時間内に送信抑制対象の着信側音声ゲートウェイ向けに受信した１以上の音声データ発信要求の内の１つに対してのみ上記輻輳試験パケットを送信し、上記第１のステップでの当該音声ゲートウェイに対する上記輻輳試験パケットの送信を抑制する第６のステップと
   を有することを特徴とするネットワーク輻輳制御方法。
10. 請求項９に記載のネットワーク輻輳制御方法であって、
    上記輻輳試験パケットの送信を抑制している着信側の音声ゲートウェイから上記輻輳無情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数連続して返送されれば、当該音声ゲートウェイに対する上記輻輳試験パケットの送信の抑制を解除するステップを有することを特徴とするネットワーク輻輳制御方法。
11. 請求項９、もしくは、請求項１０のいずれかに記載のネットワーク輻輳制御方法であって、
    上記輻輳試験パケットの送信を抑制している着信側の音声ゲートウェイから上記輻輳有情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数Ｎｂ連続して返送されれば当該音声ゲートウェイに対する上記輻輳試験パケットの送信の抑制を強化するステップと、
    上記輻輳試験パケットの送信を抑制している着信側の音声ゲートウェイから上記輻輳無情報を付与された輻輳試験パケットが予め定められた回数Ｍｂ連続して返送されれば当該音声ゲートウェイに対する上記輻輳試験パケットの送信の抑制を緩和するステップと
    を有することを特徴とするネットワーク輻輳制御方法。
12. 請求項９から請求項１１のいずれかに記載のネットワーク輻輳制御方法であって、
    周期的に単位時間あたりのＣＰＵ能率を測定する第７のステップと、
    該第７のステップで測定したＣＰＵ能率が予め定められた閾値Ｅａになると自装置が呼処理の輻輳有状態であると判定する第８のステップとを有し、
    該第８のステップで呼処理の輻輳有状態を判定し、かつ、次の上記ＣＰＵ能率の測定周期内に上記第２のステップで上記輻輳試験パケットを受信すれば、上記第３のステップで、該輻輳試験パケットに上記呼処理の輻輳有情報と予め定められた抑制規則情報を付与して返送し、
    上記第６のステップでは、上記輻輳試験パケットの送信の抑制を、上記抑制規則情報に基づき行うことを特徴とするネットワーク輻輳制御方法。
13. 請求項１２に記載のネットワーク輻輳制御方法であって、
    送信抑制を受けている間に上記第７のステップで測定したＣＰＵ能率が予め定められた閾値Ｅｂになれば自装置に対する送信抑制が不要となったものと判断して、自装置に対する送信抑制の解除を指示する抑制解除指示情報を生成するステップを有し、
    該ステップで送信抑制が不要と判断すると、上記第３のステップでは、上記輻輳試験パケットに、上記抑制解除指示情報を付与して返送し、
    上記第６のステップでは、返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された上記上記抑制解除指示情報に基づき、当該着信側音声ゲートウェイに対する輻輳試験パケットの送信抑制を解除することを特徴とするネットワーク輻輳制御方法。
14. 請求項１２、もしくは、請求項１３のいずれかに記載のネットワーク輻輳制御方法であって、
    送信抑制を受けている間に上記第７のステップで測定したＣＰＵ能率が予め定められた閾値Ｅｃになれば自装置に対する送信抑制の強化が必要と判断して、自装置に対する送信抑制の強化を指示する抑制強化指示情報を生成する第９のステップと、
    送信抑制を受けている間に上記第７のステップで測定したＣＰＵ能率が予め定められた閾値Ｅｄになれば自装置に対する送信抑制を緩和して良いと判断して、自装置に対する送信抑制の緩和を指示する抑制緩和指示情報を生成する第１０のステップとを有し、
    上記第９のステップでの送信抑制を強化すべきとの判断もしくは上記第１０のステップでの送信抑制を緩和すべきとの判断に基づき、上記第３のステップでは、上記輻輳試験パケットに、上記抑制強化指示情報もしくは上記抑制緩和指示情報を付与して返送し、
    上記第６のステップでは、返送されてきた上記輻輳試験パケットに付与された上記抑制強化指示情報もしくは上記抑制緩和指示情報に基づき、当該着信側音声ゲートウェイに対する輻輳試験パケットの送信抑制を強化もしくは緩和することを特徴とするネットワーク輻輳制御方法。

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