JP4580111B2 - Network system - Google Patents

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワークシステムに関し、更に詳しくは加入者のアクセス網を収容するＩＳＰ装置と、ＩＳＰ装置のＩＰパケットをインターネットバックボーン上で中継する中継装置とを含むネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は従来技術を説明する図で、インターネットの典型的なネトワーク構成を示している。インターネットでは複数のアクセス網Ａ〜Ｃがインターネットバックボーンを介して相互に接続する構成を採っている。１０はユーザの端末装置、ＡＬＣはアクセス回線の収容装置、２０’はＩＳＰ（Internet Service Provider)装置、４０’はインターネットバックボーン上でＩＰパケットを中継する中継装置、８０はサーバである。
【０００３】
各端末装置１０にはＩＰアドレスが割り振られ、インターネット上のデータ転送は、情報を可変長パケット化してそのヘッダに通信の宛先や送信元アドレス等を付加したＩＰ（Internet Protocol）パケットを転送する所謂ＩＰ通信を行っている。ＩＳＰ装置２０’と加入者端末１０との間は電話回線でダイヤルアップ接続するものや、専用線等によって常時接続されているものがあり、加入者毎に一定の帯域が確保されている。
【０００４】
ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）はコネクション型の信頼性あるトランスポート層プロトコルで、終端間でのデータの到達を保証し、この意味で信頼性が有るが、インターネットバックボーン上では各加入者データを全て平等に処理（ベストエフォート転送）するため、中継装置４０’の負荷が大きくなると、パケットが無差別に廃棄され得る。一方、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）は信頼性のないコネクションレス型のトランスポート層プロトコルで、実時間性の高い音声や、ブロードキャスト通信等に利用されるが、ＵＤＰは終端間でのデータ到達確認には関与せず、この意味で信頼性がない。従来、終端間でのデータ到達確認が必要な場合は、これを専らユーザのアプリケーションプログラムが行うこととなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のＴＣＰでは全てのパケットを平等に扱う通信（ベストエフォート通信）を行っており、このために、中継装置の負荷が大きくなると、パケットが無差別に廃棄され得る。一方、ＵＤＰではパケット廃棄が許されないため、ＴＣＰと同じネットワーク中で使用することはなく、別々のネットワークで運用されている。
【０００６】
また従来のＴＣＰでは、ユーザがあるサーバからデータをダウンロードしようとする場合に、ユーザからのパケットがサーバまで届いても、その応答（ダウンロード）データがユーザに届けられるとは限らず、もし応答データが廃棄されると、ユーザはアクセスパケットを再送しなければならず、非効率的であった。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、ＩＰパケット毎に品質を考慮したネットワーク通信を行えるネットワークシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は例えば図１の構成により解決される。即ち、本発明（１）のネットワークシステムは、加入者のアクセス網を収容するＩＳＰ（Internet Service Provider)装置２０と、該ＩＳＰ装置２０のＩＰパケットをインターネットバックボーン上で中継する中継装置４０とを含むネットワークシステムにおいて、前記ＩＳＰ装置２０は、サービス品質の契約情報に従い、加入者からのＩＰパケットに対してＩＳＰ装置２０で高品質／低品質タイプの品質識別子を付加すると共に、自装置内におけるパケット処理が輻輳した場合は、低品質タイプの品質識別子を付加されたＩＰパケットを優先的に廃棄するものである。
また前記中継装置４０は、受信したＩＰパケットの品質識別子を読み出すと共に、自装置内におけるパケット処理が輻輳した場合は、低品質タイプの品質識別子を付加されたＩＰパケットを優先的に廃棄するものである。
【０００９】
加入者の端末間で伝送されるＩＰパケットに、中間（ＩＳＰ装置２０）で優先度情報の識別子を付加し、経由する各中継装置４０で優先度識別子を検出し、夫々のパケットに対して対応する差別化制御（通過／廃棄等）を行う。そして、ＩＳＰ装置２０や中継装置４０でパケットの輻輳が起こったような場合には、低品質タイプのパケットを優先的に廃棄し、高品質タイプのパケットをなるべく廃棄しない。従って、ＩＰパケットの目的等に応じて、ＩＰパケット毎に品質を考慮したネットワーク通信を効率よく行える。
【００１０】
好ましくは、上記本発明（１）において、ＴＣＰ/ＩＰパケットとＵＤＰ/ＩＰパケットを同一のネットワーク上に混在させ、ＩＳＰ装置は加入者のＵＤＰ/ＩＰパケットに高品質タイプの品質識別子を付加する。
【００１１】
例えば音声通信等に係る実時間性のＵＤＰ／ＩＰパケットを本発明による共通の差別化制御の下で混在させ、かつ廃棄の許されないようなＵＤＰ/ＩＰパケットに対しては高品質タイプの品質識別子を付加することにより、優先的に伝送される。
【００１２】
また好ましくは、上記本発明（１）において、ＩＳＰ装置２０は、例えば図３に示す如く、サービス品質の契約情報を記憶する契約情報管理メモリと、入力パケットの送信元アドレスを検出するパケット監視部２１と、検出された送信元アドレスに基づき契約情報管理メモリの契約情報を参照して入力パケットに付加すべき品質識別子を決定する付加識別子決定部２５と、決定された品質識別子を入力パケットに付加するタギング部２２と、付加後のパケットを品質識別子に応じて差別化処理する差別化処理部２３と、差別化処理後のパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部２４とを備える。従って、サービス品質に基づくＩＰパケットの差別化制御を効率よく行える。
【００１３】
好ましくは本発明（４）においては、上記本発明（１）において、ＩＳＰ装置２０は、例えば図８に示す如く、単位時間当たりの高品質設定パケット量の契約情報を記憶する契約情報管理メモリと、入力パケットの送信元アドレスを検出すると共に加入者毎の入力パケット量を計測するパケット監視部２１と、前記検出された送信元アドレスを基に、前記計測された入力パケット量と契約情報管理メモリの高品質設定パケット量とを比較し、該高品質設定パケット量を超えない入力パケットに対して高品質タイプの品質識別子付加を決定する付加識別子決定部２６と、決定された品質識別子を入力パケットに付加するタギング部２２と、自装置内におけるパケット処理が輻輳した場合に、低品質タイプの品質識別子を付加されたＩＰパケットを優先的に廃棄するよう差別化処理する差別化処理部２３と、差別化処理後のＩＰパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部２４とを備える。従って、単位時間当たりの高品質設定パケット量に基づくＩＰパケットの差別化制御を効率よく行える。
【００１４】
好ましくは本発明（３）においては、上記本発明（２）において、例えば図１２に示す如く、中継装置Ｂに隣接するサーバＢを備え、中継装置ＢはサーバＢへの上りＩＰパケットに付加された品質識別子を記憶すると共に、サーバＢからの前記上りＩＰパケットに対応する下りＩＰパケットに対して同一の品質識別子を付加する。
【００１５】
従って、Ｗｅｂでデータをダウンロードするような双方向通信の場合でも、ユーザＡからサーバＢまでのデータ（要求パケット）を高品質タイプとして送信すると、それに対する応答データ（応答パケット）にも高品質タイプとして同じ優先度識別子を付加されるめ、一方が保証されたらもう一方も保証して、双方向データを保証するようなネットワークを容易に構築できる。従って、上り方向のパケットが優先されて通信先Ｂに届いたにもかかわらず、下り方向のデータがユーザＡに届かず、ユーザＡがアクセスサーバＢに対して再送を繰り返すというような現象を有効に避けられる。
好ましくは、本発明（５）においては、上記本発明（３）において、例えば図１３に示す如く、前記中継装置は、自局に隣接するサーバのＩＰアドレスを記憶する隣接サーバ管理メモリと、入力パケットのヘッダ情報を監視するパケット監視部と、第１の入力パケットの宛先アドレスが隣接サーバ管理メモリの隣接サーバアドレスと一致することにより当該パケットの所定のヘッダ情報を記憶するヘッダ情報メモリと、 第２の入力パケットの送信元アドレスが隣接サーバ管理メモリの隣接サーバアドレスと一致することにより、前記ヘッダ情報メモリから対応するヘッダ情報を読み出し、当該パケットに付加すべき高品質／低品質タイプの品質識別子を決定する付加識別子決定部と、前記決定された品質識別子を第２の入力パケットに付加するタギング部と、自装置内におけるパケット処理が輻輳した場合に、低品質タイプの品質識別子を付加されたＩＰパケットを優先的に廃棄するよう差別化処理する差別化処理部と、前記差別化処理後のＩＰパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部とを備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。なお 、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。図２は実施の形態によるネットワークシステムの構成図である。このネットワークシステムは、複数のアクセス網Ａ〜Ｃがインターネットバックボーンを介して相互に接続する構成を採っており、図において、１０はユーザの端末装置、ＡＬＣはアクセス回線の収容装置、２０はＩＳＰ（Internet Service Provider)装置、４０は中継装置、８０はサーバである。このネットワーク構成は上記図２０で述べたものと同様であるが、ＩＳＰ装置２０、中継装置４０を以下の各実施の形態の如く構成することで、本発明によるＩＰパケットの差別化を実現する。
【００１７】
図３は第１の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図で、予めユーザとＩＳＰ間で取り交わしたパケット伝送の品質契約に従ってＩＰパケットの伝送（通過／廃棄）を差別化処理する場合を示している。図３（Ａ）にこのＩＳＰ装置２０のブロック図を示す。図において、２１はパケット監視部、２２はタギング部、２３は差別化処理部、２４はルーチング部、２５は契約情報管理部、２６は付加識別子決定部である。
【００１８】
予め、ユーザとＩＳＰ間でネットワーク上でのパケットの品質を契約し、その内容を契約情報管理部２５の契約情報管理メモリに格納しておく。図３（Ｂ）に契約情報管理メモリの記憶内容を示す。例えばユーザＡは高品質タイプ、ユーザＢは低品質タイプの契約をしている。
【００１９】
一方、付加識別子決定部２６は付加識別子決定メモリを備えており、ここには各品質タイプに対応する付加識別子（タギング）情報が記憶されている。図３（Ｃ）に付加識別子決定メモリの記憶内容を示す。例えば高品質タイプのタギング情報は「０ｘ０１」、低品質タイプのタギング情報は「０ｘ００」である。
【００２０】
係る構成により、パケット監視部２１は入力パケットのＩＰヘッダから送信元ＩＰアドレス（ユーザ）を検出し、これを契約情報管理部２５に通知する。契約情報管理部２５は契約情報管理メモリを参照して送信元ＩＰアドレス（ユーザ）に対応する品質タイプを検出し、これを付加識別子決定部２５に通知する。付加識別子決定部２６は付加識別子決定メモリを参照して高品質タイプならタギング情報「０ｘ０１」、また低品質タイプならタギング情報「０ｘ００」を読み出してタギング部２２に通知する。タギング部２２はタギング情報を当該パケットのＴＯＳ（Type of Service）フィールドに付加すると共に、該情報を優先度情報（本発明による優先付きパケットであることを表す情報）として当該パケットに並走させ、差別化処理部２３に通知する。
【００２１】
図５（Ａ）にＩＰヘッダのフォーマットを示す。サービスタイプ（ＴＯＳ；Type of Service）は８ビットからなり、ＩＰパケットのサービス品質を表すように定義されている。図５（Ｂ）にＴＯＳフィールドのビットフォーマットを示す。タギング情報の書込には、例えばＩＰパケットの優先度を表すビット０〜２又は未使用のビット７を使用できる。従来、このＴＯＳフィールドは、専らユーザのアプリケーションプログラムにより設定・管理されていたが、本実施の形態ではＩＳＰ装置２０により自動的に付加する点で異なる。
【００２２】
図３（Ａ）に戻り、差別化処理部２３は、通常は入力の優先付きＩＰパケットをそのまま通過させるが、例えばＩＳＰ装置２０の処理負荷が大きくなり（パケットが輻輳し）、パケットを廃棄をせざるを得ないような場合には、通知された優先度情報を基に入力パケットの品質（ＴＯＳフィールド）を調べ、低品質タイプの場合は当該パケットを廃棄する。なお、通知された優先度情報のみで（即ち、ＩＰパケットのＴＯＳフィールドを参照しないで）当該パケットを通過／廃棄させても良い。更に、この差別化処理後のＩＰパケットをルーチング処理部２４でその宛先に応じてルーチングを行う。このような差別化制御をＩＳＰ装置２０や後述の中継装置４０に取り入れることで品質を考慮した通信をエンドツーエンドで実現できる。
【００２３】
図３（Ｄ）に差別化処理部２３の構成例を示す。差別化処理部２３は、例えば図３（Ｄ）−（ａ）に示す如く、パケット（優先度情報）の品質対応に高優先バッファと低優先バッファとを備え、入力パケットをその優先度情報に従って高優先（品質）バッファ又は低優先（品質）バッファに振り分けて記憶し、ＩＳＰ装置２０が輻輳した場合には、高優先バッファのＩＰパケットを優先して読み出す。
【００２４】
又は図３（Ｄ）−（ｂ）に示す如く、ＩＰパケットの共通バッファを備え、かつこの共通バッファに閾値を設けておき、バッファに溜まっているパケット量が閾値を超えていなければ全ての入力パケットをバッファに書き込む。また、バッファに溜まっているパケットが閾値に達した場合は、高品質パケットは書き込めるが、低品質パケットは廃棄するような制御を行い、こうしてパケット品質による差別化を行う。
【００２５】
図４は第１の実施の形態による中継装置のブロック図で、上記第１の実施の形態によるＩＳＰ装置２０と連携して差別化動作可能な中継装置４０の構成を示している。図において、４１は優先度情報検出部、４２は差別化処理部、４３はルーチング部である。
【００２６】
優先度情報検出部４１は入力パケットのＴＯＳフィールドの値を読出し、その値を優先度情報として当該パケットと並走させ、差別化処理部４２に通知する。
差別化処理部４２は、通常は入力の優先付きＩＰパケットをそのまま通過させるが、例えば中継装置４０の処理負荷が大きくなり（パケットが輻輳し）、パケットを廃棄をせざるを得ないような場合には、通知された優先度情報を基に入力パケットの品質（ＴＯＳフィールド）を調べ、低品質タイプの場合は当該パケットを廃棄する。なお、通知された優先度情報のみで（即ち、ＴＯＳフィールドを参照しないで）当該パケットを通過／廃棄させても良い。更に、差別化処理後のＩＰパケットを、ルーチング処理部４３で宛先ＩＰアドレスに従って転送する。
【００２７】
図６は第２の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図で、アクセス回線としてのＡＴＭ（Ａsynchronous Transfer Mode）網をＩＳＰ装置に収容する場合を示している。ＡＴＭ網でサービス品質のきめ細かい制御を行うと共に，ＩＰネットワークでもＡＴＭアクセス回線と連携を取った差別化処理を行うことで、ＩＰパケット毎にきめ細かい品質を考慮したネットワーク通信を行える。
【００２８】
図６（Ａ）にこのＩＳＰ装置２０のブロック図を示す。図において、２７はＡＴＭセルをＩＰパケットに組み立てるパケット組立部である。その他の構成については上記第１の実施の形態によるＩＳＰ装置と同様でよい。なお、この場合のユーザＥ〜Ｇの各端末装置１０はＡＴＭモードで動作する。
【００２９】
図７（Ａ）にＡＴＭセルのフォーマット図、また図７（Ｂ）にＡＴＭセルのパケット組立てイメージを示す。ＡＴＭアクセス回線では網側との間で厳密なサービス品質を指定することができ、網側では品質契約に従った帯域制御を行う。更にパケット組立部２７では複数のＡＴＭセルをＩＰパケットに組み立てることにより、以後はＩＰパケットに対するきめ細かい差別化処理を行える。
【００３０】
図６（Ｂ）にＡＴＭアクセス網の一例の態様を示す。図において、例えば音声等のリアルタイムサービス（高品質サービス）を求めるユーザＥに対しては、低遅延かつ低ジッタを実現するようなＣＢＲ（Constant Bit Rate）コネクションを適用し、ユーザ毎に帯域を保証する。また、低コストを求めるユーザＦに対しては、品質保証を全く行わないようなＵＢＲ（Unspecified Bit Rate）コネクションを適用し、ある帯域を複数のユーザで共有し、サービス品質を低く設定する。また、ある程度の品質と低コストとを求めるユーザＧに対しては、最低帯域の保証を実現するようなＧＦＲ（Guaranteed Frame Rate）コネクションを適用している。係る状況の下で、ユーザとＩＳＰとの間ではアクセス回線のＡＴＭ品質に適した品質契約を行い、エンドツーエンドで一貫した品質制御を行う。以下，具体的に説明する。
【００３１】
例えば、ユーザＥがアクセス回線をＣＢＲのＰＣＲ（Peak Cell Rate）＝１０Ｍｂｐｓで契約したとすると、アクセス回線では１０Ｍｂｐｓのデータが保証されるので、ＩＳＰ装置２０では１秒当たり１０Ｍｂｉｔｓ相当のデータ（ＩＰパケット）に高品質タイプを付加することで、エンドツーエンドでは１０Ｍｂｐｓ相当のデータを高品質パケットとして通信できる。
【００３２】
また、ユーザＦがアクセス回線をＧＦＲのＰＣＲ＝１０Ｍｂｐｓ、かつＭＣＲ（Minimum Cell Rate）＝５Ｍｂｐｓで契約したとすると、アクセス回線ではＭＣＲ＝５Ｍｂｐｓのデータが保証されるので、ＩＳＰ装置２０では１秒当たり５Ｍｂｉｔｓ相当のデータ（ＩＰパケット）には高品質タイプを付加し、かつ残りの５Ｍｂｉｔｓ相当のデータ（ＩＰパケット）には低品質タイプを付加することにより、エンドツーエンドでは５Ｍｂｐｓのデータは高品質パケットとして通信し、また残り５Ｍｂｐｓのデータは低品質パケットとして通信できる。
【００３３】
また、ユーザＧがアクセス回線をＵＢＲで契約したとすると、ＵＢＲの帯域は保証されないので、ＩＳＰ装置２０ではＵＢＲコネクションを通過したパケットには低品質タイプを付加する。
【００３４】
図８は第３の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図で、ＩＳＰ装置２０で入力パケット量を監視すると共に、該入力パケット量に応じてユーザパケットを高品質タイプ／低品質タイプに設定する場合を示している。図８（Ａ）にこのＩＳＰ装置２０のブロック図を示す。図において、２１は更に入力パケット量を計測するパケット監視部、２５は入力パケット量の契約データを記憶・管理する契約情報管理部である。
【００３５】
図８（Ｂ）に契約情報管理部２５における契約情報管理メモリの内容を示す。
予め加入者とＩＳＰとの間で、単位時間当たり何バイトデータ分のパケットを高品質タイプとするかを表す高品質設定パケット量の契約を取り交わし、これを契約情報メモリに記憶しておく。例えば加入者Ａは単位時間当たり１０ｋバイト、加入者Ｂは単位時間当たり３２ｋバイト等の契約をしている。
【００３６】
係る構成により、パケット監視部２１は、入力パケットの送信元アドレスを検出してこれを契約情報管理部２５に通知すると共に、加入者（送信元ＩＰアドレス）毎の単位時間当たりの入力パケット量を計測してこれを付加識別子決定部２６に通知する。契約情報管理部２５は、パケットの送信元アドレス（加入者）を基に対応する高品質設定パケット量を読み出し、これを付加識別子決定部２６に通知する。付加識別子決定部２６では、計測された入力パケット量と読出された高品質設定パケット量とを比較し、高品質設定パケット量を超えない分の入力パケットに対しては高品質タイプを付加するタギング情報を生成し、また高品質設定パケット量を超えた分の入力パケットに対しては低品質タイプを付加するタギング情報を生成し、これをタギング部２２に通知する。タギング部２２は、通知されたタギング情報に従い、必要なタギングを当該入力パケットのＴＯＳフィールドに行う。従って、単位時間当たりの入力データ量に応じたＩＰパケットの差別化制御を効率よく行える。
【００３７】
ところで、ユーザによっては、夜間や休日を中心にインターネットに接続し、かつ平日の昼間は接続しなかったり、又はその逆であったりする場合がある。そこで、通信を行う時間帯によってパケットに高品質タイプ又は低品質タイプを付加して差別化処理を行う。これを以下に説明する。
【００３８】
図９は第４の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図で、ＩＳＰ装置２０が、時間帯別の品質設定（契約）情報に従い、ユーザパケットに高品質タイプ／低品質タイプを付加する場合を示している。図９（Ａ）にこのＩＳＰ装置２０のブロック図を示す。図において、２８は実時刻を刻む時計部である。また、この契約情報管理部２５は図９（Ｂ）に示すような契約情報管理メモリを備える。この場合のユーザは、予めＩＳＰとの間で時間帯毎の品質タイプを契約できる。
【００３９】
図９（Ｂ）に契約情報管理メモリの内容を示す。図の（ａ）は時間帯別品質呼出テーブルの内容を示し、ここには時間帯別に呼び出すべき品質テーブルのアドレスが記録されている。図の（ｂ）は時間帯別に設けられた品質テーブルの内容を示し、ここには加入者別に設定された品質タイプが記録されている。
【００４０】
係る構成により、パケット監視部２１は、入力パケットから送信元アドレス（加入者）を検出して契約情報管理部２５に通知する。契約情報管理部２５では、時計部２８の現時刻ｔを基に時間帯（例えば８時≦ｔ＜１８時）を割り出し、時間帯別品質呼出テーブルから対応するテーブルアドレスａを読み出す。更に、入力パケットの送信元アドレス（例えばＡ）を基に品質テーブルａから対応する高品質タイプを読み出し、これを付加識別子決定部２６に通知する。付加識別子決定部２６は、通知された高品質タイプ２対応するタギング情報を生成し、タギング部２２に通知する。タギング部２２は、通知されたタギング情報に従い、必要なタギングを当該パケットのＴＯＳフィールドに行う。なお、品質テーブルから読み出した品質情報が低品質タイプの場合も同様である。かくして、時間帯別の品質制御を効率よく行える。
【００４１】
図１０は第５の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図で、時間帯と入力パケット量とに応じてユーザパケットを高品質タイプ／低品質タイプに設定する場合を示している。図１０（Ａ）にこのＩＳＰ装置２０のブロック図を示す。図において、この契約情報管理部２５は図１０（Ｂ）に示すような契約情報管理メモリを備え、この場合のユーザは、予めＩＳＰとの間で時間帯毎の保証入力パケット量を契約できる。
【００４２】
図１０（Ｂ）に契約情報管理メモリの内容を示す。図の（ａ）は時間帯別パケット量呼出テーブルの内容を示し、ここには時間帯別に呼び出すべき高品質設定パケット量テーブルのアドレスが記録されている。図の（ｂ）は時間帯別に設けられた高品質設定パケット量テーブルの内容を示し、ここには加入者別に設定された単位時間当たりの高品質設定パケット量が記録されている。
【００４３】
係る構成により、パケット監視部２１は、入力パケットの送信元アドレス（ユーザ）を検出してこれを契約情報管理部２５に通知する。また加入者（送信元ＩＰアドレス）毎の単位時間当たりの入力パケット量を計測しており、入力パケットの送信元アドレス２対応する入力パケット量を付加識別子決定部２６に通知する。一方、契約情報管理部２５では、現時点の属する時間帯（例えば８時〜１８時）を基に時間帯別パケット量呼出テーブルから対応するテーブルアドレスａを読み出すと共に、更に入力パケットの送信元アドレス（例えばＡ）を基に高品質設定パケット量テーブルａから対応する高品質設定パケット量（１０ｋバイト）を読み出し、これを付加識別子決定部２６に通知する。
【００４４】
付加識別子決定部２６では、前記計測された入力パケット量と前記読み出された高品質設定パケット量とを比較し、高品質設定パケット量を超えない分の入力パケットに対しては高品質タイプのタギング情報を生成し、また高品質設定パケット量を超えた分の入力パケットに対しては低品質タイプのタギング情報を生成し、これをタギング部２２に通知する。タギング部２２では、通知されたタギング情報に従い、必要なタギングを当該パケットのＴＯＳフィールドに行う。かくして、時間帯別の入力パケット量に応じた差別化制御を効率よく行える。
【００４５】
図１１は第６の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図で、ＩＳＰ装置で生成するＩＰパケットにＡＴＭセルのＣＬＰビットに従う品質識別子を付加することで、ＡＴＭアクセス回線と連携の取れたネットワークを構築する場合を示している。上記図７（Ａ）のＡＴＭセルフォーマットにおいて、セル損失優先表示（ＣＬＰ：Cell Loss Priority）は、ビット「０」が優先を表し、当該セルは廃棄され難く、またビット「１」は非優先を表し、当該セルは廃棄され易い。そこで、ＡＴＭセル（先頭セル）のＣＬＰビットに従った品質識別子をその組立てパケットに付加することでＡＴＭアクセス回線と連携の取れたネットワークを構築する。
【００４６】
図１１（Ａ）にこのＩＳＰ装置２０のブロック図を示す。図において、２９は入力セルのＣＬＰビットを検出するセル監視部である。図１１（Ｂ）は付加識別子決定部２６におけるＣＰＬ情報翻訳メモリの内容を示し、ここにはＣＬＰビットの「０」対応に「高品質タイプ」、ＣＬＰビットの「１」対応に「低品質タイプ」が夫々記録されている。
【００４７】
係る構成により、セル監視部２９は、ＡＴＭセル（好ましくはユーザ毎の先頭セル）のＣＬＰビットを検出し、これを付加識別子決定部２６に通知する。パケット組立部２７はユーザ毎の一連のＡＴＭセルをＩＰパケット２組み立てる。一方、付加識別子決定部２６は、セル監視部２９から通知されたＣＬＰビット＝「０」の場合は高品質タイプのタギング情報を生成し、またＣＬＰビット＝「１」の場合は低品質タイプのタギング情報を生成し、これをタギング部２２に通知する。タギング部２２では、通知されたタギング情報に従い、必要なタギングを当該組立パケットのＴＯＳフィールドに行う。
【００４８】
なお、セル監視部２９と付加識別子決定部２６との間に契約情報管理部２５を設けると共に、この契約情報管理部２５内に図１１（Ｂ）に示すようなＣＰＬ情報翻訳メモリを設け、ここでＣＬＰビットから品質タイプへの変換を行うように構成しても良い。かくして、ＡＴＭセルのＣＬＰビットに従う品質制御を効率よく行える。
【００４９】
図１２は実施の形態によるサーバへのアクセス動作を説明する図で、図１２（Ａ）はユーザＡから、あるサーバＢに対して高品質／低品質タイプでアクセスした場合に、該サーバＢに隣接する中継装置Ｂが、サーバＢからの応答（ダウンロード）パケットに対して同一（高品質／低品質）タイプの品質識別子を自動設定する場合を示している。図において、ユーザＡがサーバＢのデータをダウンロードしようとする場合に、ユーザＡからサーバＢまでの上り方向のデータ（パケット）に対しては上記本発明によりＩＳＰ装置Ａで品質識別子が付加され、最終的にはサーバＢに隣接する中継装置Ｂを介して、サーバＢにルーチングされる。本実施の形態では、サーバＢからユーザＡまでの下り方向のデータ（パケット）に対しても同一のサービス品質を保証するために、サーバＢからユーザＡに送信するデータ（パケット）に対しては中継装置Ｂで同一の品質識別子を付加する。
【００５０】
図１３は第２の実施の形態による中継装置を説明する図で、上記図１２のネットワークシステムに適用して好適なる場合を示している。図１３（Ａ）にこの中継装置４０のブロック図を示す。図において、４４は入力パケットのヘッダ情報を認識するパケット監視部、４５は中継装置に隣接するサーバ（隣接サーバ）からの応答パケットに必要な優先度識別子を付加する優先度識別子タギング部、４６は隣接サーバのＩＰアドレスを管理する隣接サーバアドレス管理部、４７は中継装置を通過するパケット（上りパケット）につき所定のヘッダ情報を格納するヘッダ情報管理部、４８は入力（応答）パケットに対する付加識別子情報を生成する付加識別子決定部である。その他の構成については上記図４で述べたものと同様でよい。
【００５１】
図１３（Ｂ）に隣接サーバ管理メモリの内容を示す。隣接サーバのエントリ番号１には、中継装置Ｂに隣接するサーバＢのＩＰアドレス「１１．１０．１０．１００」が記録されている。他にも隣接サーバがあれば、エントリ番号２以降に登録される。図１３（Ｃ）にヘッダ情報メモリのフォーマットを示す。ここには、隣接サーバにアクセスする上りパケットの所定のヘッダ情報が記録される。係る構成により、以下に中継装置における品質識別子付加処理を説明する。
【００５２】
図１４は中継装置における品質識別子付加処理のフローチャートで、パケット監視部４４が入力パケットのＩＰアドレスＩＰＡＤを検出すると、この処理に入力する。ステップＳ１１では、隣接サーバアドレス管理部４６が入力パケットの宛先アドレスに基づき隣接サーバ管理メモリを参照し、該宛先アドレスが中継装置４０の隣接アドレスに該当するか否かを判別する。「入力パケットの宛先アドレス」＝「隣接サーバアドレス」の場合は、隣接サーバへの要求（上り）パケットであることを表し、ヘッダ情報管理部４７にヘッダ情報の書込イネーブル信号Ｗを出力する。ステップＳ１８では、ヘッダ情報管理部４７が入力パケットの品質識別子が高品質タイプか否かを判別し、高品質タイプの場合はステップＳ１９でヘッダ情報メモリに所定のヘッダ情報を記録する。
【００５３】
上記図１３（Ｃ）のヘッダ情報メモリを参照し、ここでは、例えば上りパケットの宛先（隣接サーバ）ＢのＩＰアドレス「１１．１０．１０．１００」、その送信元（ユーザＡ）アドレス「１０．１０．１０．１０」，ポート番号「２０」，高品質設定開始番号（ＡＣＫ番号）「５０００」，ウィンドウサイズ「８０００」，高品質設定終了番号（ＡＣＫ番号＋ウィンドウサイズ）「１３０００」を記録する。
【００５４】
そして、当該入力パケットを差別化処理し、これを隣接サーバに中継する。また、この実施の形態では、上記ステップＳ１８の判別で品質識別子が高品質タイプでない場合は、その応答パケットを高品質タイプにする必要が無いので、上記ステップＳ１９の処理をスキップする。
【００５５】
また、上記ステップＳ１１の判別で「入力パケットの宛先アドレス」＝「隣接アドレス」でない場合は、更にステップＳ１２で入力パケットの送信元アドレスにより隣接サーバ管理メモリを参照し、該送信元アドレスが中継装置４０の隣接アドレスに該当するか否かを判別する。「入力パケットの送信元アドレス」＝「隣接アドレス」の場合は、サーバからの応答（下り）パケットであることを表し、ヘッダ情報管理部４７にヘッダ情報の読出イネーブル信号Ｒを送出する。ステップＳ１３ではヘッダ情報管理部４７がヘッダ情報メモリから当該下りパケットの送信元アドレス（サーバ）と宛先アドレス（ユーザ）との対に対応する上りパケットの所定のヘッダ情報を読み出す。
【００５６】
再び図１３（Ｃ）のヘッダ情報メモリを参照し、ここでは、例えば下りパケットの送信元（隣接サーバ）ＢのＩＰアドレス「１１．１０．１０．１００」、その宛先（ユーザＡ）アドレス「１０．１０．１０．１０」の対に対応する上りパケットについての所定の記録情報、即ち、ポート番号「２０」，高品質設定開始番号（ＡＣＫ番号）「５０００」，ウィンドウサイズ「８０００」，高品質設定終了番号（ＡＣＫ番号＋ウィンドウサイズ）「１３０００」を読み出す。
【００５７】
ステップＳ１４では、付加識別子決定部４８がヘッダ情報メモリに登録（該当）データがあるか否かを判別し、ある場合は、下りパケットから抽出したヘッダ情報とヘッダ情報メモリから読み出したヘッダ情報とを比較すると共に、ステップＳ１５ではポート番号が一致するか否か判別する。一致する場合は、更にステップＳ１６でシーケンス番号内（高品質設定開始番号≦下りパケットのシーケンス番号＜高品質設定終了番号）か否かを判別する。そして、これらの条件を全て満たしていれば、ステップＳ１７では当該下りパケットに高品質タイプの優先度識別子を付加する。また、それ以外の場合は、高品質タイプの優先度識別子を付加せずに、この処理を抜ける。その後，この下りＩＰパケットは、差別化処理され、ユーザ宛に中継される。
【００５８】
図１５は中継装置に入力する上り／下りＩＰパケットの一例を示し、図１５（Ａ）は上りパケット、図１５（Ｂ）は品質識別子付加前の下りパケットを示す。
ここで、「フレーム長」はパケットのＴＣＰ／ＩＰヘッダ（トータル４０バイト）分を除いたペイロード長を示す。「シーケンス番号」はセグメント中の送信者のバイトストリーム中における位置を示す。「応答確認（ＡＣＫ）番号」は通信の始点が次に受信すると期待しているオクテットの番号を示す。「ウィンドウフィールド（サイズ）」はパケットの送信元端末がどれだけのデータをバースト的に受信可能かを表し、データを要求された宛先端末は必要ならその分のデータを複数のブロック（パケット）に分割して送信元端末に送信する。
【００５９】
図１２（Ｂ）にユーザＡとサーバＢとの間におけるＴＣＰ通信のシーケンス図を示す。例えば、ユーザＡの応答確認番号が２０００で、そのウィンドウサイズが１０００である場合、サーバＢからはシーケンス番号２０００で、フレーム長が５００のパケットと、シーケンス番号２４９９で、フレーム長が５００のパケットとの合計２つ送信する。このとき、ユーザＡからサーバＢに向かう上り（要求）パケットに対しては、ＩＳＰ装置Ａで品質識別子の付加処理▲１▼が行われ、また中継装置Ｂではヘッダ情報メモリへの情報記録処理▲２▼が行われる。またサーバＢからユーザＡに向かう下り（応答）パケットに対しては、中継装置Ｂで上りパケットに対応する品質識別子の付加処理▲３▼が行われる。以下同様である。
【００６０】
次に、図１５を参照して実施の形態によるサーバアクセスの動作を具体的に説明する。図１５（Ａ）に示すような上りパケットが中継装置４０に入力したとき、その送信元ＩＰアドレス「１０．１０．１０．１０」、宛先ＩＰアドレス「１１，１０，１０，１００」を抽出する。更に、入力パケットの宛先ＩＰアドレス「１１.１０.１０.１００」が隣接サーバ管理メモリの隣接サーバアドレスと一致し、かつ入力パケットの品質タイプＴＯＳ＝１「高品質タイプ」で、かつＩＰの上位レイヤプロトコルがＴＣＰ（プロトコル＝６）であると、当該入力パケットの所定のヘッダ情報をヘッダ情報メモリに書き込む。そして、このＩＰパケットの差別化処理を行い、隣接サーバに中継する。
【００６１】
その後、図１５（Ｂ）に示すような下りパケットが中継装置４０に入力すると、その送信元ＩＰアドレス「１１.１０.１０.１００」は隣接サーバ管理メモリの隣接サーバアドレスと一致する。一致を確認したら、下りパケットの送信元（隣接サーバ）アドレスとその宛先（ユーザ）アドレスとに基づきヘッダ情報メモリを検索し、２つのアドレスに合う情報が書き込まれている場合は、その記録内容を比較する。この比較は、ポート番号「２０」の一致と、プロトコル（６）の一致と、シーケンス番号「１００００」とフレーム長「１５００」とを加算した値がヘッダ情報メモリの高品質設定終了番号を超えていないか否かについて行い、これらの条件を満足すれば、当該下りパケットのＴＯＳフィールドに高品質タイプの品質識別子「１」を書き込む。こうして上り下りのパケットを同一の品質タイプで通信可能となる。
【００６２】
図１６は第７の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図で、上記図１２の双方向通信品質制御において、入力（上り）パケットが要求する単位時間当たりの応答パケット量に応じて上りパケット（ひいてはその応答パケット）の品質を高品質タイプ／低品質タイプに設定する場合を示している。図１６（Ａ）にこのＩＳＰ装置２０のブロック図を示す。予め加入者とＩＳＰとの間で上りパケットが要求する単位時間当たりの高品質設定応答パケット量の契約を行い，これを契約情報管理部２５の契約情報管理メモリに記憶しておく。
【００６３】
係る構成により、双方向通信を行う場合に、パケット監視部２１は加入者毎の上りパケットがアクセスサーバに要求する単位時間当たりの応答パケット量を監視する。この単位時間当たりの応答パケット量は、パケット監視部２１が上りＩＰパケットにおけるＴＣＰヘッダのウィンドウフィールド（サイズ）の情報を監視することにより容易に計測できる。なお、図１６（Ｂ）にＴＣＰヘッダのフォーマットを示す。
【００６４】
付加識別子決定部２６は、前記計測された応答パケット量と契約情報管理メモリから読み出した高品質設定応答パケット量とを比較し、該高品質設定応答パケット量を超えないデータ量の応答パケットを要求する入力（上り）パケットに対しては高品質タイプの識別情報を生成し、また高品質設定応答パケット量を超えるデータ量の応答パケットを要求する入力（上り）パケットに対しては低品質タイプの識別情報を生成し、これをタギング部２２に通知する。タギング部２２は通知されたタギング情報を入力（上り）パケットのＴＯＳフィールドに付加する。
【００６５】
従って、上記図１３の中継装置と協動して、双方向通信における単位時間当たりの高品質設定応答パケット量を超えないような入力（上り）パケット（ひいてはその応答パケット）の高品質サービスを効率よく行える。
【００６６】
図１７は第８の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図で、上記図１２の双方向通信品質制御において、単位時間当たりの入力（上り）パケット量と入力（上り）パケットが要求する単位時間当たりの応答パケット量とに応じて該上りパケット（ひいてはその応答パケット）の品質を高品質タイプ／低品質タイプに設定する場合を示している。図１７にこのＩＳＰ装置のブロック図を示す。予め加入者とＩＳＰとの間で単位時間当たりの高品質設定入力パケット量と入力（上り）パケットが要求する単位時間当たりの高品質設定応答パケット量とを契約し、その情報を契約情報管理部２５の契約管理情報メモリに記憶しておく。
【００６７】
係る構成により、双方向通信を行う場合に、パケット監視部２１は加入者（送信元ＩＰアドレス）毎の単位時間当たりの入力（上り）パケット量と加入者毎の上りパケットがアクセスサーバに要求する単位時間当たりの応答パケット量とを監視する。この単位時間当たりの応答パケット量は、パケット監視部２１が上りＩＰパケットにおけるＴＣＰヘッダのウィンドウフィールド（サイズ）の情報を監視することにより容易に計測できる。
【００６８】
付加識別子決定部２６は、前記計測された入力パケット量及び応答パケット量と契約情報管理メモリから読み出した高品質設定入力パケット量及び高品質設定応答パケット量とを比較し、高品質設定入力パケット量を超過した入力パケットや高品質設定応答パケット量を超えるデータ量の応答データを要求した入力パケットに対しては低品質タイプの品質識別子を付加するタギング情報を生成し、また両者とも超過してない入力パケットに対しては高品質タイプの品質識別子を付加するタギング情報を生成し、これをタギング部２２に通知する。タギング部２２は前記通知されたタギング情報を入力（上り）パケットのＴＯＳフィールドに付加する。
【００６９】
従って、上記図１３の中継装置と協動して、双方向通信における単位時間当たりの高品質設定入力パケット量及びその高品質設定応答パケット量を超えないような入力（上り）パケット（ひいてはその応答パケット）の高品質サービスを効率よく行える。
【００７０】
図１８は第９の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図で、上記図１２の双方向通信品質制御を行う場合のアクセス回線に上り／下り方向で非対称なアクセス回線を実現する非対称デジタル加入者ライン（ＡＤＳＬ：Ａsymmetric Digital Subscriber Line）を使用した場合を示している。係る構成で、例えば上り方向２２４ｋｂｐｓ、下り方向５１２ｋｂｐｓのＡＤＳＬを使用すると、上り（要求）パケットに対する応答パケットの帯域が広いため、アクセス網におけるデータダウンロードを無理なく効率よく行える。
【００７１】
なお、上記ＡＤＳＬの使用に代え、アクセス回線にＡＴＭ回線を使用することで、上り／下りにおける多様な設定をユーザの利用目的に合うように設定できる。例えばＩＳＰとの高品質設定応答パケット量に対して、ＡＴＭコネクションのＰＣＲを設定したり、又はＭＣＲを設定したりすることが可能であり、アクセス回線の下り方向と連携の取れた通信を行うことができる。
【００７２】
図１９は第１０の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図で、ＩＰパケットの上位レイヤプロトコルに応じて、入力パケットを高品質タイプ／低品質タイプに設定する場合を示している。図１９（Ａ）にこのＩＳＰ装置のブロック図を示す。また図１９（Ｂ）にＩＰヘッダのフォーマットを示す。
【００７３】
パケット監視部２１は、ＩＰヘッダにおけるプロトコルフィールドの値を検出して付加識別子決定部２６に通知する。付加識別子決定部２６は通知されたプロトコルフィールドの値に従って品質の付加識別子を決定し、これをタギング部２２に通知する。その際には、例えば信頼性のないＵＤＰパケットを高品質タイプとして通信しようとする場合は、付加識別子決定部２６は、プロトコルフィールドがＵＤＰ「１７」であることにより高品質タイプと決定し、またプロトコルフィールドがＴＣＰ「６」の場合は低品質タイプと決定する。
【００７４】
そして、タギング部２２で当該パケットにタイギング情報を付加すると共に、好ましくは、差別化処理部２３に図１９（Ｃ）に示すような高優先バッファを設け、高品質タイプを付加されたＩＰパケットを高優先バッファに書き込む。そして、バッファ読出しの際には、他のバッファにパケットが書き込まれていたとしても絶対優先で、高優先バッファから読み出すように制御を行う。なお、この点については、中継装置４０の差別化処理部４２においても同様の処理を行う。かくして、廃棄の許されないＵＤＰ/ＩＰパケットに対しては高品質タイプの品質識別子を付加することにより、優先的に伝送される。
【００７５】
なお、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組み合わせの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【００７６】
（付記１） 加入者のアクセス網を収容するＩＳＰ装置と、ＩＳＰ装置のＩＰパケットをインターネットバックボーン上で中継する中継装置とを含むネットワークシステムにおいて、加入者からのＩＰパケットに対してＩＳＰ装置で高品質／低品質タイプの品質識別子を付加し、中継装置を含むネットワーク上でＩＰパケットの品質識別子に応じた差別化制御を行うことを特徴とするネットワークシステム。
【００７７】
（付記２） ＴＣＰ/ＩＰパケットとＵＤＰ/ＩＰパケットを同一のネットワーク上に混在させ、ＩＳＰ装置は加入者のＵＤＰ/ＩＰパケットに高品質タイプの品質識別子を付加することを特徴とする付記１に記載のネットワークシステム。
【００７８】
（付記３） ＩＳＰ装置は、予め加入者との間で取り決めたサービス品質の契約情報を記憶する契約情報管理メモリと、 入力パケットの送信元アドレスを検出するパケット監視部と、検出された送信元アドレスに基づき契約情報管理メモリの契約情報を参照して入力パケットに付加すべき品質識別子を決定する付加識別子決定部と、決定された品質識別子を入力パケットに付加するタギング部と、付加後のパケットを品質識別子に応じて差別化処理する差別化処理部と、
差別化処理後のパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部とを備えることを特徴とする付記１に記載のネットワークシステム。
【００７９】
（付記４） ＩＳＰ装置２０は、例えば図６に示す如く、加入者からのＡＴＭセルをＩＰパケットに組み立てるパケット組立部２７を備えることを特徴とする付記１に記載のネットワークシステム。従って、ＡＴＭ網によるアクセス網を収容できる。
【００８０】
（付記５） ＩＳＰ装置は、ＡＴＭアクセス網におけるＣＢＲ（Constant Bit Rate）コネクションのＰＣＲ（Peak Cell Rate）分に対応するＩＰパケットに対して高品質タイプの品質識別子を付加することを特徴とする付記４に記載のネットワークシステム。従って、ＣＢＲコネクションで保証されているＰＣＲ分のデータをＩＰネットワークでも保証できる。
【００８１】
（付記６） ＩＳＰ装置は、ＡＴＭアクセス網におけるＵＢＲ（Unspecified Bit Rate）コネクションに対応するＩＰパケットに対して低品質タイプの品質識別子を付加することを特徴とする付記４に記載のネットワークシステム。従って、ＡＴＭで保証されないＵＢＲコネクションのデータはＩＰネットワークでも非保証となる。
【００８２】
（付記７） ＩＳＰ装置は、ＡＴＭアクセス網におけるＧＦＲ（Guaranteed Frame Rate）コネクションのＭＣＲ（Minimum Cell Rate）分のＩＰパケットに対して高品質タイプの品質識別子を付加することを特徴とする付記４に記載のネットワークシステム。従って、ＧＦＲコネクションで保証されているＭＣＲ分のデータをＩＰネットワークでも保証できる。
【００８３】
（付記８） ＩＳＰ装置は、予め加入者との間で取り決めた単位時間当たりの高品質設定パケット量の契約情報を記憶する契約情報管理メモリと、入力パケットの送信元アドレスを検出すると共に加入者毎の入力パケット量を計測するパケット監視部と、検出された送信元アドレスを基に、計測された入力パケット量と契約情報管理メモリの高品質設定パケット量とを比較し、該高品質設定パケット量を超えない入力パケットに対して高品質タイプの品質識別子付加を決定する付加識別子決定部と、決定された品質識別子を入力パケットに付加するタギング部と、付加後のパケットを品質識別子に応じて差別化処理する差別化処理部と、差別化処理後のパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部とを備えることを特徴とする付記１に記載のネットワークシステム。
【００８４】
（付記９） 例えば図９に示す如く、ＩＳＰ装置は、予め加入者との間で取り決めた時間帯別のサービス品質の契約情報を記憶する契約情報管理メモリと、入力パケットの送信元アドレスを検出するパケット監視部と、検出された送信元アドレスに基づき契約情報管理メモリの時間帯別の契約情報を参照して現時点の入力パケットに付加すべき品質識別子を決定する付加識別子決定部と、決定された品質識別子を入力パケットに付加するタギング部と、付加後のパケットを品質識別子に応じて差別化処理する差別化処理部と、差別化処理後のパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部とを備えることを特徴とする付記１に記載のネットワークシステム。従って、予め加入者との間で取り決めた時間帯別のサービス品質に基づくＩＰパケットの差別化制御を効率よく行える。
【００８５】
（付記１０） 例えば図１０に示す如く、ＩＳＰ装置は、予め加入者との間で取り決めた時間帯別の単位時間当たりの高品質設定パケット量の契約情報を記憶する契約情報管理メモリと、入力パケットの送信元アドレスを検出すると共に加入者毎の入力パケット量を計測するパケット監視部と、検出された送信元アドレスを基に、計測された入力パケット量と契約情報管理メモリの時間帯別の高品質設定パケット量とを比較し、該高品質設定パケット量を超えない入力パケットに対して高品質タイプの品質識別子付加を決定する付加識別子決定部と、決定された品質識別子を入力パケットに付加するタギング部と、付加後のパケットを品質識別子に応じて差別化処理する差別化処理部と、差別化処理後のパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部とを備えることを特徴とする付記１に記載のネットワークシステム。従って、予め加入者との間で取り決めた時間帯別の単位時間当たりの高品質設定パケット量に基づくＩＰパケットの差別化制御を効率よく行える。
【００８６】
（付記１１） ＩＳＰ装置２０は、例えば図１１に示す如く、ＡＴＭセルのＣＬＰ（Cell Loss Priority）ビットの高優先／低優先に対応してその組立ＩＰパケットに高品質／低品質タイプの品質識別子を付加することを特徴とする付記４に記載のネットワークシステム。従って、ＡＴＭセルの差別化処理に対応するＩＰパケットの差別化制御を効率よく行える。
【００８７】
（付記１２） 中継装置に隣接するサーバを備え、中継装置はサーバへの上りＩＰパケットに付加された品質識別子を記憶すると共に、サーバからの前記上りＩＰパケットに対応する下りＩＰパケットに対して同一の品質識別子を付加することを特徴とする付記１に記載のネットワークシステム。
【００８８】
（付記１３） 中継装置は、例えば図１３に示す如く、自局に隣接するサーバのＩＰアドレスを記憶する隣接サーバ管理メモリと、入力パケットのヘッダ情報を監視するパケット監視部４４と、第１の入力パケットの宛先アドレスが隣接サーバ管理メモリの隣接サーバアドレスと一致することにより当該パケットの所定のヘッダ情報を記憶するヘッダ情報メモリと、第２の入力パケットの送信元アドレスが隣接サーバ管理メモリの隣接サーバアドレスと一致することにより、ヘッダ情報メモリから対応するヘッダ情報を読み出し、当該パケットに付加すべき品質識別子を決定する付加識別子決定部４８と、決定された品質識別子を第２の入力パケットに付加するタギング部４５と、付加後のパケットを品質識別子に応じて差別化処理する差別化処理部４２と、差別化処理後のパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部４３とを備えることを特徴とする付記１２に記載のネットワークシステム。従って、第１の上りパケットに対する第２の下りパケットの品質制御（品質同一化制御）を効率よく行える。
【００８９】
（付記１４） ＩＳＰ装置は、予め加入者との間で取り決めた単位時間当たりの高品質設定応答パケット量の情報を記憶する契約情報管理メモリと、入力パケットの送信元アドレス及び宛先アドレスを検出すると共に加入者毎の入力パケットが要求する単位時間当たりの応答パケット量を計測するパケット監視部と、前記検出された送信元アドレスを基に、その宛先アドレス対応に計測された応答パケット量と契約情報管理メモリの高品質設定応答パケット量とを比較し、該高品質設定応答パケット量を超えない要求の入力パケットに対して高品質タイプの品質識別子付加を決定する付加識別子決定部と、決定された品質識別子を入力パケットに付加するタギング部と、付加後のパケットを品質識別子に応じて差別化処理する差別化処理部と、差別化処理後のパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部とを備えることを特徴とする付記１２に記載のネットワークシステム。
【００９０】
ここで、入力（上り）パケットが要求する単位時間当たりの応答パケット量は、パケット監視部で各上りＩＰパケットのウィンドウフィールド（サイズ）の情報を監視することにより容易に計測できる。従って、単位時間当たりの高品質設定応答パケット量を超えないような応答パケット分の高品質サービスを効率よく行える。
【００９１】
（付記１５） ＩＳＰ装置は、予め加入者との間で取り決めた単位時間当たりの高品質設定入力パケット量及びその高品質設定応答パケット量の情報を記憶する契約情報管理メモリと、加入者毎の単位時間当たりの入力パケット量及び入力パケットが要求した応答パケットの単位時間当たりの応答パケット量を計測するパケット監視部と、前記計測した入力パケット量及びその応答パケット量と契約情報管理メモリの高品質設定入力パケット量及び高品質設定応答パケット量とを比較し、該設定量を超えない入力パケットに対して高品質タイプの品質識別子付加を決定する付加識別子決定部と、決定された品質識別子を入力パケットに付加するタギング部と、付加後のパケットを品質識別子に応じて差別化処理する差別化処理部と、差別化処理後のパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部とを備えることを特徴とする付記１２に記載のネットワークシステム。
【００９２】
（付記１６） ネットワークの上り／下り回線につき異なる通信速度を設定可能な非対称デジタル加入者ライン（ＡＤＳＬ：Ａsymmetric Digital Subscriber Line）を使用することを特徴とする付記１２に記載のネットワークシステム。従って、例えば、上り方向２２４ｋｂｐｓ、かつ下り方向５１２ｋｂｐｓのＡＤＳＬを使用すると、要求パケットに対する応答パケットの帯域が広いため、本発明の差別化制御の下で行われるようなサーバからのデータダウンロードを無理なく効率よく行える。
【００９３】
（付記１７） アクセス網の上り／下り回線につき異なる通信速度及び品質を設定可能なＡＴＭ回線を使用することを特徴とする付記１２に記載のネットワークシステム。
【００９４】
（付記１８） ＩＳＰ装置は、入力のＩＰパケットのプロトコルフィールドにある上位レイヤのプロトコルを検出するパケット監視部と、ＵＤＰ/ＩＰプロトコルが検出されたことにより当該パケットに高品質タイプの品質識別子を付加するタギング部と、付加後のパケットを品質識別子に応じて差別化処理する差別化処理部と、差別化処理後のパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部とを備えることを特徴とする付記２に記載のネットワークシステム。
【００９５】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、ＩＳＰ装置でＩＰパケットに品質識別子を付加し、ネットワーク上で品質識別子に従った差別化を行うことにより、ＩＰパケット毎に品質を考慮したネットワーク通信を行える。また、ユーザがＷｅｂ上のデータをダウンロードするような双方向通信の場合には、加入者からサーバまでのデータと同じ品質識別子をサーバに隣接する中継装置でその応答データに付加するので、上りパケットが優先されてサーバに届いたにもかかわらず、その下り（応答）パケットがユーザに届かず、このためユーザがアクセスサーバに対して再送を繰り返すというような現象を有効に避けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】実施の形態によるネットワークシステムの構成図である。
【図３】第１の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図である。
【図４】第１の実施の形態による中継装置のブロック図である。
【図５】ＩＰパケットのフォーマット図である。
【図６】第２の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図である。
【図７】ＡＴＭセルのフォーマット図である。
【図８】第３の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図である。
【図９】第４の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図である 。
【図１０】第５の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図である。
【図１１】第６の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図である。
【図１２】実施の形態によるサーバへのアクセス動作を説明する図である。
【図１３】第２の実施の形態による中継装置を説明する図である。
【図１４】中継装置における品質識別子付加処理のフローチャートである。
【図１５】中継装置に入力する上り／下りパケットの一例を示す図である。
【図１６】第７の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図である。
【図１７】第８の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図である。
【図１８】第９の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図である。
【図１９】第１０の実施の形態によるＩＳＰ装置を説明する図である。
【図２０】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１０ ユーザ端末
２０ ＩＳＰ装置
２１ パケット監視部
２２ タギング部
２３ 差別化処理部
２４ ルーチング部
２５ 契約情報管理部
２６ 付加識別子決定部
２７ パケット組立部
２８ 時計部
２９ セル監視部
４０ 中継装置
４１ 優先度情報検出部
４２ 差別化処理部
４３ ルーチング処理部
４４ パケット監視部
４５ 優先度識別子タギング部
４６ 隣接サーバアドレス管理部
４７ ヘッダ情報管理部
４８ 付加識別子決定部
８０ サーバ
ＡＬＣ アクセス回線収容装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a network system, and more particularly to a network system including an ISP device that accommodates a subscriber's access network and a relay device that relays IP packets of the ISP device on the Internet backbone.
[0002]
[Prior art]
FIG. 20 is a diagram for explaining the prior art, and shows a typical network configuration of the Internet. In the Internet, a plurality of access networks A to C are connected to each other via an Internet backbone. Reference numeral 10 denotes a user terminal device, ALC denotes an access line accommodation device, 20 'denotes an ISP (Internet Service Provider) device, 40' denotes a relay device that relays IP packets on the Internet backbone, and 80 denotes a server.
[0003]
Each terminal device 10 is assigned an IP address, and data transfer on the Internet is a so-called IP (Internet Protocol) packet in which information is converted into a variable-length packet and a communication destination or a source address is added to the header. IP communication is performed. The ISP device 20 ′ and the subscriber terminal 10 may be dial-up connected via a telephone line, or may be always connected via a dedicated line, and a certain bandwidth is secured for each subscriber.
[0004]
TCP (Transmission Control Protocol) is a connection-type reliable transport layer protocol that guarantees the arrival of data between end points and is reliable in this sense, but all the subscriber data is equal on the Internet backbone Therefore, when the load on the relay device 40 'increases, packets can be discarded indiscriminately. On the other hand, UDP (User Datagram Protocol) is an unreliable connectionless transport layer protocol, which is used for real-time voice and broadcast communications. Is not involved and is not reliable in this sense. Conventionally, when it is necessary to confirm the arrival of data between end points, this is exclusively performed by the user's application program.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional TCP performs communication that treats all packets equally (best effort communication). For this reason, when the load on the relay device increases, the packets can be discarded indiscriminately. On the other hand, since packet discard is not allowed in UDP, it is not used in the same network as TCP and is operated in a separate network.
[0006]
Also, in the conventional TCP, when a user tries to download data from a server, even if a packet from the user reaches the server, the response (download) data is not always delivered to the user. Was discarded, the user had to retransmit the access packet, which was inefficient.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a network system capable of performing network communication in consideration of quality for each IP packet.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The above problem is solved by the configuration of FIG. That is, the network system of the present invention (1) includes an ISP (Internet Service Provider) device 20 that accommodates a subscriber access network,TheIn a network system including a relay device 40 that relays an IP packet of the ISP device 20 on the Internet backbone,The ISP device 20 follows the service quality contract information.A high-quality / low-quality type quality identifier is added by the ISP device 20 to the IP packet from the subscriber.In addition, when packet processing in the local device is congested, IP packets with a low-quality type quality identifier are preferentially discarded.Is.
  The relay device 40 reads the quality identifier of the received IP packet, and when the packet processing in the device is congested, the relay device 40 preferentially discards the IP packet to which the quality identifier of the low quality type is added. is there.
[0009]
  An identifier of priority information is added to an IP packet transmitted between subscriber terminals in the middle (ISP device 20), and the priority identifier is detected by each relay device 40 via which the packet is routed. Differentiation control(Passing / discarding, etc.)I do. AndISP device 20When packet congestion occurs in the relay device 40, the low quality type packet is discarded preferentially, and the high quality type packet is not discarded as much as possible. Therefore, according to the purpose of the IP packet and the like, it is possible to efficiently perform network communication considering quality for each IP packet.
[0010]
  Preferably, in the present invention (1), the TCP / IP packet and the UDP / IP packet are mixed on the same network, and the ISP device adds a high quality type quality identifier to the subscriber's UDP / IP packet.
[0011]
For example, a high-quality type quality identifier is used for a UDP / IP packet in which real-time UDP / IP packets related to voice communication or the like are mixed under the common differentiation control according to the present invention and cannot be discarded. Is preferentially transmitted.
[0012]
  AlsoPreferably, in the present invention (1), the ISP device 20 is, for example, as shown in FIG.,Contract information management memory for storing service quality contract information, a packet monitoring unit 21 for detecting a source address of an input packet, and an input packet by referring to the contract information in the contract information management memory based on the detected source address An additional identifier determining unit 25 for determining a quality identifier to be added to the tag, a tagging unit 22 for adding the determined quality identifier to the input packet, and a differentiation processing unit for differentiating the added packet according to the quality identifier 23, and a routing unit 24 for routing the differentiated packet according to the destination address. Therefore, IP packet differentiation control based on service quality can be performed efficiently.
[0013]
  Preferably, in the present invention (4), in the present invention (1), the ISP device 20 is, for example, as shown in FIG.,A contract information management memory for storing the contract information of the high quality setting packet amount per unit time, a packet monitoring unit 21 for detecting the source address of the input packet and measuring the input packet amount for each subscriber;SaidBased on the detected source address,SaidAn additional identifier determination unit that compares the measured input packet amount with the high quality setting packet amount of the contract information management memory and determines whether a high quality type quality identifier is added to an input packet that does not exceed the high quality setting packet amount 26, a tagging unit 22 for adding the determined quality identifier to the input packet,When packet processing in the local device is congested, IP packets with low quality type quality identifiers are discarded preferentiallyDifferentiation processing unit 23 that performs differentiation processing, and after differentiation processingIPAnd a routing unit 24 for routing the packet according to the destination address. Therefore,It is possible to efficiently perform IP packet differentiation control based on the high-quality set packet amount per unit time.
[0014]
  Preferably the present invention (3) In the present invention (212), for example, as shown in FIG. 12, the server B is adjacent to the relay device B, and the relay device B stores the quality identifier added to the upstream IP packet to the server B and also receives the upstream IP from the server B. The same quality identifier is added to the downlink IP packet corresponding to the packet.
[0015]
  Therefore, even in the case of bi-directional communication such as downloading data on the Web, if data (request packet) from the user A to the server B is transmitted as a high quality type, the response data (response packet) for that is also a high quality type. Since the same priority identifier is added to the network, a network that guarantees bidirectional data can be easily constructed by guaranteeing the other when one is guaranteed. Therefore, it is effective for the phenomenon that the downlink data does not reach the user A and the user A repeats the retransmission to the access server B even though the uplink packet reaches the communication destination B with priority. Can be avoided.
  Preferably, in the present invention (5), in the above-mentioned present invention (3), for example, as shown in FIG. 13, the relay device has an adjacent server management memory for storing an IP address of a server adjacent to the own station, an input A packet monitoring unit that monitors the header information of the packet, a header information memory that stores predetermined header information of the packet when the destination address of the first input packet matches the adjacent server address of the adjacent server management memory, When the source address of the input packet 2 matches the adjacent server address of the adjacent server management memory, the corresponding header information is read from the header information memory, and the quality identifier of the high quality / low quality type to be added to the packet And an additional identifier determining unit for determining the quality identifier, and adding the determined quality identifier to the second input packet. When the packet processing in the local device is congested and the IP tag with a low-quality type quality identifier is preferentially discardedA differentiation processing unit that performs differentiation processing;A routing unit for routing the differentiated IP packet according to a destination address.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a plurality of preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same reference numerals denote the same or corresponding parts throughout the drawings. FIG. 2 is a configuration diagram of a network system according to the embodiment. This network system has a configuration in which a plurality of access networks A to C are connected to each other via an Internet backbone. In the figure, 10 is a user terminal device, ALC is an access line accommodating device, and 20 is an ISP ( Internet Service Provider) device, 40 is a relay device, and 80 is a server. Although this network configuration is the same as that described in FIG. 20, the ISP device 20 and the relay device 40 are configured as in the following embodiments, thereby realizing differentiation of IP packets according to the present invention.
[0017]
FIG. 3 is a diagram for explaining the ISP device according to the first embodiment, showing a case in which IP packet transmission (pass / discard) is differentiated according to a packet transmission quality contract previously exchanged between the user and the ISP. Yes. FIG. 3A shows a block diagram of the ISP device 20. In the figure, 21 is a packet monitoring unit, 22 is a tagging unit, 23 is a differentiation processing unit, 24 is a routing unit, 25 is a contract information management unit, and 26 is an additional identifier determination unit.
[0018]
In advance, the user and the ISP contract the packet quality on the network, and the contents are stored in the contract information management memory of the contract information management unit 25. FIG. 3B shows the contents stored in the contract information management memory. For example, user A has a high quality type contract and user B has a low quality type contract.
[0019]
On the other hand, the additional identifier determination unit 26 includes an additional identifier determination memory, in which additional identifier (tagging) information corresponding to each quality type is stored. FIG. 3C shows the storage contents of the additional identifier determination memory. For example, the high quality type tagging information is “0x01”, and the low quality type tagging information is “0x00”.
[0020]
With this configuration, the packet monitoring unit 21 detects the transmission source IP address (user) from the IP header of the input packet and notifies the contract information management unit 25 of this. The contract information management unit 25 refers to the contract information management memory, detects the quality type corresponding to the transmission source IP address (user), and notifies the additional identifier determination unit 25 of this. The additional identifier determination unit 26 refers to the additional identifier determination memory and reads the tagging information “0x01” for the high quality type and the tagging information “0x00” for the low quality type and notifies the tagging unit 22 of the tagging information. The tagging unit 22 adds tagging information to the TOS (Type of Service) field of the packet and causes the information to run in parallel with the packet as priority information (information indicating that the packet is prioritized according to the present invention). Notify the differentiation processing unit 23.
[0021]
FIG. 5A shows the format of the IP header. The service type (TOS; Type of Service) consists of 8 bits and is defined to represent the quality of service of the IP packet. FIG. 5B shows the bit format of the TOS field. For writing the tagging information, for example, bits 0 to 2 representing the priority of the IP packet or unused bit 7 can be used. Conventionally, this TOS field has been set and managed exclusively by the user's application program. However, in the present embodiment, the TOS field is different in that it is automatically added by the ISP device 20.
[0022]
Returning to FIG. 3A, the differentiation processing unit 23 normally passes the input priority IP packet as it is. However, for example, the processing load of the ISP device 20 increases (packet congestion), and the packet is discarded. If it is unavoidable, the quality (TOS field) of the input packet is checked based on the notified priority information, and if the packet is of a low quality type, the packet is discarded. Note that the packet may be passed / discarded only with the notified priority information (that is, without referring to the TOS field of the IP packet). Further, the differentiated IP packet is routed by the routing processing unit 24 according to the destination. By incorporating such differentiation control into the ISP device 20 and the relay device 40 described later, communication considering quality can be realized end-to-end.
[0023]
FIG. 3D shows a configuration example of the differentiation processing unit 23. For example, as shown in FIGS. 3D to 3A, the differentiation processing unit 23 includes a high-priority buffer and a low-priority buffer in response to the quality of the packet (priority information), and inputs the packet according to the priority information. The high priority (quality) buffer or the low priority (quality) buffer is allocated and stored, and when the ISP device 20 is congested, the IP packet in the high priority buffer is preferentially read.
[0024]
Alternatively, as shown in FIGS. 3D to 3B, a common buffer for IP packets is provided, and a threshold is provided for this common buffer. If the amount of packets accumulated in the buffer does not exceed the threshold, all inputs are made. Write the packet to the buffer. Further, when the packet accumulated in the buffer reaches the threshold value, the control is performed such that the high quality packet can be written but the low quality packet is discarded, and thus the differentiation based on the packet quality is performed.
[0025]
FIG. 4 is a block diagram of the relay device according to the first embodiment, and shows the configuration of the relay device 40 that can perform a differentiation operation in cooperation with the ISP device 20 according to the first embodiment. In the figure, 41 is a priority information detection unit, 42 is a differentiation processing unit, and 43 is a routing unit.
[0026]
The priority information detection unit 41 reads the value of the TOS field of the input packet, makes the value run in parallel with the packet as priority information, and notifies the differentiation processing unit 42 of the value.
Normally, the differentiation processing unit 42 passes the input priority IP packet as it is. However, for example, when the processing load of the relay device 40 becomes large (packet is congested) and the packet has to be discarded. In this case, the quality (TOS field) of the input packet is checked based on the notified priority information, and if the packet is of a low quality type, the packet is discarded. Note that the packet may be passed / discarded only with the notified priority information (that is, without referring to the TOS field). Further, the differentiated IP packet is transferred by the routing processing unit 43 according to the destination IP address.
[0027]
FIG. 6 is a diagram for explaining an ISP device according to the second embodiment, and shows a case where an ATM (Asynchronous Transfer Mode) network as an access line is accommodated in the ISP device. By performing fine control of service quality in the ATM network and performing differentiation processing in cooperation with the ATM access line in the IP network, network communication in which fine quality is considered for each IP packet can be performed.
[0028]
FIG. 6A shows a block diagram of the ISP device 20. In the figure, reference numeral 27 denotes a packet assembling unit that assembles ATM cells into IP packets. Other configurations may be the same as those of the ISP device according to the first embodiment. In this case, the terminal devices 10 of the users E to G operate in the ATM mode.
[0029]
FIG. 7A shows an ATM cell format diagram, and FIG. 7B shows an ATM cell packet assembly image. In the ATM access line, strict service quality can be specified with the network side, and the network side performs bandwidth control according to the quality contract. Further, the packet assembling unit 27 assembles a plurality of ATM cells into IP packets, so that detailed differentiation processing for the IP packets can be performed thereafter.
[0030]
FIG. 6B shows an example of an ATM access network. In the figure, CBR (Constant Bit Rate) connection that realizes low delay and low jitter is applied to user E who seeks real-time service (high quality service) such as voice, and the bandwidth is guaranteed for each user. To do. Also, for the user F who requires low cost, a UBR (Unspecified Bit Rate) connection that does not guarantee quality at all is applied, a certain band is shared by a plurality of users, and the service quality is set low. A GFR (Guaranteed Frame Rate) connection that guarantees the minimum bandwidth is applied to the user G who requires a certain level of quality and low cost. Under such circumstances, the user and the ISP make a quality contract suitable for the ATM quality of the access line, and perform end-to-end consistent quality control. This will be specifically described below.
[0031]
For example, if the user E contracts the access line with CBR PCR (Peak Cell Rate) = 10 Mbps, 10 Mbps data is guaranteed on the access line. ) Is added with a high-quality type, data corresponding to 10 Mbps can be communicated as a high-quality packet end-to-end.
[0032]
Further, if user F contracts the access line with GFR PCR = 10 Mbps and MCR (Minimum Cell Rate) = 5 Mbps, data of MCR = 5 Mbps is guaranteed on the access line. By adding a high quality type to data (IP packet) equivalent to 5 Mbits and adding a low quality type to the remaining data (IP packet) equivalent to 5 Mbits, data of 5 Mbps is a high quality packet at end-to-end. And the remaining 5 Mbps data can be communicated as a low quality packet.
[0033]
If the user G contracts the access line with UBR, the UBR bandwidth is not guaranteed, so the ISP device 20 adds a low-quality type to the packet that has passed the UBR connection.
[0034]
FIG. 8 is a diagram for explaining an ISP device according to the third embodiment. The ISP device 20 monitors the amount of input packets and sets user packets to a high quality type / low quality type according to the amount of input packets. Shows the case. FIG. 8A shows a block diagram of the ISP device 20. In the figure, 21 is a packet monitoring unit that further measures the amount of input packets, and 25 is a contract information management unit that stores and manages contract data of the amount of input packets.
[0035]
FIG. 8B shows the contents of the contract information management memory in the contract information management unit 25.
A contract of a high quality setting packet amount indicating how many bytes of data packets per unit time are made a high quality type is exchanged in advance between the subscriber and the ISP, and this is stored in the contract information memory. For example, subscriber A has a contract of 10 kbytes per unit time, and subscriber B has a contract of 32 kbytes per unit time.
[0036]
With this configuration, the packet monitoring unit 21 detects the source address of the input packet and notifies the contract information management unit 25 of this, and also determines the amount of input packets per unit time for each subscriber (source IP address). Measure and notify the additional identifier determination unit 26 of this. The contract information management unit 25 reads the corresponding high quality setting packet amount based on the packet source address (subscriber), and notifies the additional identifier determination unit 26 of this. The additional identifier determination unit 26 compares the measured input packet amount with the read high quality setting packet amount, and adds a high quality type to the input packets that do not exceed the high quality setting packet amount. Information is generated, and tagging information to which a low quality type is added is generated for input packets exceeding the amount of high quality setting packets, and this is notified to the tagging unit 22. The tagging unit 22 performs necessary tagging on the TOS field of the input packet according to the notified tagging information. Therefore, IP packet differentiation control according to the amount of input data per unit time can be performed efficiently.
[0037]
By the way, some users may connect to the Internet mainly at night or on holidays, and may not connect during the daytime on weekdays, or vice versa. Therefore, the differentiation processing is performed by adding a high quality type or a low quality type to the packet according to the time zone for communication. This will be described below.
[0038]
FIG. 9 is a diagram for explaining an ISP device according to the fourth embodiment. The ISP device 20 adds a high quality type / low quality type to a user packet according to quality setting (contract) information for each time zone. Show. FIG. 9A shows a block diagram of the ISP device 20. In the figure, reference numeral 28 denotes a clock unit for recording real time. The contract information management unit 25 includes a contract information management memory as shown in FIG. In this case, the user can contract with the ISP in advance for a quality type for each time period.
[0039]
FIG. 9B shows the contents of the contract information management memory. (A) of the figure shows the contents of the quality call table for each time zone, in which the address of the quality table to be called for each time zone is recorded. (B) of the figure shows the contents of a quality table provided for each time zone, in which the quality type set for each subscriber is recorded.
[0040]
With this configuration, the packet monitoring unit 21 detects the transmission source address (subscriber) from the input packet and notifies the contract information management unit 25 of it. The contract information management unit 25 calculates a time zone (for example, 8 o'clock ≦ t <18:00) based on the current time t of the clock unit 28, and reads the corresponding table address a from the time zone quality call table. Further, the corresponding high quality type is read from the quality table a based on the source address (for example, A) of the input packet, and this is notified to the additional identifier determination unit 26. The additional identifier determination unit 26 generates tagging information corresponding to the notified high quality type 2 and notifies the tagging unit 22 of the tagging information. The tagging unit 22 performs necessary tagging on the TOS field of the packet according to the notified tagging information. The same applies to the case where the quality information read from the quality table is a low quality type. Thus, quality control by time can be performed efficiently.
[0041]
FIG. 10 is a diagram for explaining an ISP device according to the fifth embodiment, and shows a case where user packets are set to a high quality type / low quality type according to the time zone and the amount of input packets. FIG. 10A shows a block diagram of the ISP device 20. In the figure, the contract information management unit 25 includes a contract information management memory as shown in FIG. 10B, and the user in this case can contract with the ISP in advance for the guaranteed input packet amount for each time period.
[0042]
FIG. 10B shows the contents of the contract information management memory. (A) of the figure shows the contents of the packet amount call table for each time zone, in which the address of the high quality setting packet amount table to be called for each time zone is recorded. (B) of the figure shows the contents of the high quality setting packet amount table provided for each time zone, in which the high quality setting packet amount per unit time set for each subscriber is recorded.
[0043]
With this configuration, the packet monitoring unit 21 detects the source address (user) of the input packet and notifies the contract information management unit 25 of this. Further, the amount of input packets per unit time for each subscriber (source IP address) is measured, and the additional identifier determination unit 26 is notified of the amount of input packets corresponding to the source address 2 of the input packet. On the other hand, the contract information management unit 25 reads out the corresponding table address a from the packet call table for each time zone based on the current time zone (for example, 8:00 to 18:00), and further transmits the source address ( For example, based on A), the corresponding high quality setting packet amount (10 kbytes) is read from the high quality setting packet amount table a, and this is notified to the additional identifier determination unit 26.
[0044]
The additional identifier determination unit compares the measured input packet amount with the read high quality setting packet amount, and does not exceed the high quality setting packet amount for the high quality type packet. Tagging information is generated, and low quality type tagging information is generated for an input packet exceeding the amount of high quality setting packets, and this is notified to the tagging unit 22. The tagging unit 22 performs necessary tagging on the TOS field of the packet according to the notified tagging information. Thus, the differentiation control according to the input packet amount for each time zone can be performed efficiently.
[0045]
FIG. 11 is a diagram for explaining an ISP device according to the sixth embodiment. By adding a quality identifier according to the CLP bit of an ATM cell to an IP packet generated by the ISP device, a network that can be linked with an ATM access line is shown. The case of building is shown. In the ATM cell format shown in FIG. 7A, in the cell loss priority (CLP), bit “0” indicates priority, the cell is not easily discarded, and bit “1” indicates non-priority. The cell is likely to be discarded. Therefore, a network that is linked to the ATM access line is constructed by adding a quality identifier according to the CLP bit of the ATM cell (first cell) to the assembled packet.
[0046]
FIG. 11A shows a block diagram of the ISP device 20. In the figure, 29 is a cell monitoring unit for detecting the CLP bit of the input cell. FIG. 11B shows the contents of the CPL information translation memory in the additional identifier determination unit 26, where “high quality type” corresponds to “0” of the CLP bit and “low quality type” corresponds to “1” of the CLP bit. "Is recorded respectively.
[0047]
With this configuration, the cell monitoring unit 29 detects the CLP bit of the ATM cell (preferably the first cell for each user) and notifies the additional identifier determination unit 26 of this. The packet assembly unit 27 assembles a series of ATM cells for each user into the IP packet 2. On the other hand, when the CLP bit notified from the cell monitoring unit 29 is “0”, the additional identifier determination unit 26 generates high quality type tagging information, and when the CLP bit is “1”, the additional identifier determination unit 26 generates the low quality type tagging information. Tagging information is generated and notified to the tagging unit 22. The tagging unit 22 performs necessary tagging on the TOS field of the assembly packet in accordance with the notified tagging information.
[0048]
A contract information management unit 25 is provided between the cell monitoring unit 29 and the additional identifier determination unit 26, and a CPL information translation memory as shown in FIG. The CLP bit may be converted to the quality type. Thus, quality control according to the CLP bit of the ATM cell can be performed efficiently.
[0049]
FIG. 12 is a diagram for explaining an access operation to a server according to the embodiment. FIG. 12A shows a case where a user A accesses a certain server B with a high-quality / low-quality type. The case where the adjacent relay apparatus B automatically sets the same (high quality / low quality) type quality identifier for the response (download) packet from the server B is shown. In the figure, when the user A tries to download the data of the server B, the quality identifier is added by the ISP device A according to the present invention to the uplink data (packet) from the user A to the server B, Finally, it is routed to the server B via the relay device B adjacent to the server B. In this embodiment, in order to guarantee the same quality of service for downlink data (packets) from server B to user A, for data (packets) transmitted from server B to user A, The same quality identifier is added by the relay apparatus B.
[0050]
FIG. 13 is a diagram for explaining a relay device according to the second embodiment, and shows a case suitable for application to the network system of FIG. FIG. 13A shows a block diagram of the relay device 40. In the figure, 44 is a packet monitoring unit that recognizes header information of an input packet, 45 is a priority identifier tagging unit that adds a necessary priority identifier to a response packet from a server (adjacent server) adjacent to the relay device, and 46 is An adjacent server address management unit that manages the IP address of the adjacent server, 47 is a header information management unit that stores predetermined header information for a packet (upstream packet) that passes through the relay device, and 48 is additional identifier information for an input (response) packet Is an additional identifier determination unit that generates Other configurations may be the same as those described in FIG.
[0051]
FIG. 13B shows the contents of the adjacent server management memory. In the entry number 1 of the adjacent server, the IP address “11.10.10.100” of the server B adjacent to the relay apparatus B is recorded. If there are other adjacent servers, they are registered after entry number 2. FIG. 13C shows the format of the header information memory. Here, predetermined header information of an upstream packet accessing an adjacent server is recorded. With this configuration, the quality identifier addition process in the relay device will be described below.
[0052]
FIG. 14 is a flowchart of the quality identifier addition process in the relay device. When the packet monitoring unit 44 detects the IP address IPAD of the input packet, it is input to this process. In step S11, the adjacent server address management unit 46 refers to the adjacent server management memory based on the destination address of the input packet, and determines whether or not the destination address corresponds to the adjacent address of the relay device 40. When “destination address of input packet” = “adjacent server address”, it represents a request (upstream) packet to the adjacent server, and a header information write enable signal W is output to the header information management unit 47. In step S18, the header information management unit 47 determines whether or not the quality identifier of the input packet is a high quality type, and if it is a high quality type, records predetermined header information in the header information memory in step S19.
[0053]
Referring to the header information memory of FIG. 13C, here, for example, the IP address “11.10.10.100” of the destination (adjacent server) B of the upstream packet, and the transmission source (user A) address “10” .10.10.10, port number “20”, high quality setting start number (ACK number) “5000”, window size “8000”, high quality setting end number (ACK number + window size) “13000” To do.
[0054]
Then, the input packet is differentiated and relayed to the adjacent server. Further, in this embodiment, if the quality identifier is not a high quality type in the determination in step S18, the response packet does not need to be a high quality type, and thus the processing in step S19 is skipped.
[0055]
If “input packet destination address” = “adjacent address” is not determined in step S11, the adjacent server management memory is further referred to by the source address of the input packet in step S12. It is determined whether it corresponds to 40 adjacent addresses. “Input packet source address” = “adjacent address” indicates a response (downstream) packet from the server, and a header information read enable signal R is sent to the header information management unit 47. In step S13, the header information management unit 47 reads predetermined header information of the uplink packet corresponding to the pair of the transmission source address (server) and the destination address (user) of the downlink packet from the header information memory.
[0056]
Referring to the header information memory of FIG. 13C again, here, for example, the IP address “11.10.100” of the transmission source (adjacent server) B of the downlink packet, and the destination (user A) address “10” .10.10.10 ”pair of predetermined recording information, ie, port number“ 20 ”, high quality setting start number (ACK number)“ 5000 ”, window size“ 8000 ”, high quality Reads the setting end number (ACK number + window size) “13000”.
[0057]
In step S14, the additional identifier determination unit 48 determines whether there is registered (corresponding) data in the header information memory. If there is, the header information extracted from the downlink packet and the header information read from the header information memory are obtained. At the same time, in step S15, it is determined whether or not the port numbers match. If they match, it is further determined in step S16 whether the sequence number is within (high quality setting start number ≦ downstream packet sequence number <high quality setting end number). If all these conditions are satisfied, a high quality type priority identifier is added to the downlink packet in step S17. In other cases, the process exits without adding a high-quality type priority identifier. Thereafter, the downlink IP packet is differentiated and relayed to the user.
[0058]
FIG. 15 shows an example of the uplink / downlink IP packet input to the relay device, FIG. 15A shows the uplink packet, and FIG. 15B shows the downlink packet before the quality identifier is added.
Here, the “frame length” indicates the payload length excluding the TCP / IP header (total 40 bytes) of the packet. The “sequence number” indicates the position of the sender in the segment in the byte stream. The “response confirmation (ACK) number” indicates the number of an octet that the communication start point expects to receive next. “Window field (size)” indicates how much data the packet source terminal can receive in a burst, and the destination terminal that requested the data can send the data to multiple blocks (packets) if necessary. Divide and send to source terminal.
[0059]
FIG. 12B shows a sequence diagram of TCP communication between the user A and the server B. For example, when the response confirmation number of the user A is 2000 and the window size is 1000, the server B receives a sequence number 2000, a frame length of 500 packets, a sequence number 2499, and a frame length of 500 packets. Send a total of two. At this time, for the upstream (request) packet from the user A to the server B, the ISP device A performs the quality identifier addition process (1), and the relay device B performs the information recording process to the header information memory. 2 ▼ is performed. For the downstream (response) packet from the server B to the user A, the relay device B performs a quality identifier addition process (3) corresponding to the upstream packet. The same applies hereinafter.
[0060]
Next, the operation of server access according to the embodiment will be specifically described with reference to FIG. When an upstream packet as shown in FIG. 15A is input to the relay device 40, the source IP address “10.10.10.10” and the destination IP address “11, 10, 10, 100” are extracted. . Further, the destination IP address “11.10.10.100” of the input packet matches the adjacent server address of the adjacent server management memory, and the quality type TOS = 1 “high quality type” of the input packet and the higher IP When the layer protocol is TCP (protocol = 6), the predetermined header information of the input packet is written into the header information memory. Then, the IP packet is differentiated and relayed to the adjacent server.
[0061]
Thereafter, when a downstream packet as shown in FIG. 15B is input to the relay device 40, the source IP address “11.10.10.100” matches the adjacent server address in the adjacent server management memory. After confirming the match, the header information memory is searched based on the transmission source (adjacent server) address and the destination (user) address of the downstream packet. Compare. In this comparison, the port number “20” match, the protocol (6) match, and the value obtained by adding the sequence number “10000” and the frame length “1500” exceeds the high quality setting end number of the header information memory. If these conditions are satisfied, the quality identifier “1” of the high quality type is written in the TOS field of the downlink packet. Thus, upstream and downstream packets can be communicated with the same quality type.
[0062]
FIG. 16 is a diagram for explaining an ISP device according to the seventh embodiment. In the bidirectional communication quality control of FIG. 12, the uplink packet (in accordance with the response packet amount per unit time requested by the input (upstream) packet ( As a result, the quality of the response packet) is set to the high quality type / low quality type. FIG. 16A shows a block diagram of the ISP device 20. A contract is made in advance between the subscriber and the ISP for the amount of high quality setting response packets per unit time requested by the upstream packet, and this is stored in the contract information management memory of the contract information management unit 25.
[0063]
With this configuration, when performing two-way communication, the packet monitoring unit 21 monitors the response packet amount per unit time that the uplink packet for each subscriber requests from the access server. The amount of response packets per unit time can be easily measured by the packet monitoring unit 21 monitoring the information in the window field (size) of the TCP header in the uplink IP packet. FIG. 16B shows the format of the TCP header.
[0064]
The additional identifier determining unit compares the measured response packet amount with the high quality setting response packet amount read from the contract information management memory, and requests a response packet having a data amount not exceeding the high quality setting response packet amount. High quality type identification information is generated for incoming (upstream) packets, and low quality type is used for input (upstream) packets that require response packets with a data amount exceeding the high quality setting response packet amount. Identification information is generated and notified to the tagging unit 22. The tagging unit 22 adds the notified tagging information to the TOS field of the input (upstream) packet.
[0065]
Therefore, in cooperation with the relay apparatus of FIG. 13, the high-quality service of the input (upstream) packet (and thus the response packet) that does not exceed the high-quality setting response packet amount per unit time in bidirectional communication is efficiently performed. Well done.
[0066]
FIG. 17 is a diagram for explaining an ISP device according to the eighth embodiment. In the bidirectional communication quality control of FIG. 12, the input (upstream) packet amount per unit time and the unit time required by the input (upstream) packet are shown. A case is shown in which the quality of the uplink packet (and thus the response packet) is set to the high quality type / low quality type according to the per-response packet amount. FIG. 17 shows a block diagram of this ISP device. A contract information management unit preliminarily contracts between the subscriber and the ISP the high quality setting input packet amount per unit time and the high quality setting response packet amount per unit time required by the input (upstream) packet. 25 stored in the contract management information memory.
[0067]
With this configuration, when performing bidirectional communication, the packet monitoring unit 21 requests the access server for the input (upstream) packet amount per unit time for each subscriber (source IP address) and the upstream packet for each subscriber. Monitor response packet volume per unit time. The amount of response packets per unit time can be easily measured by the packet monitoring unit 21 monitoring the information in the window field (size) of the TCP header in the uplink IP packet.
[0068]
The additional identifier determination unit 26 compares the measured input packet amount and response packet amount with the high quality setting input packet amount and high quality setting response packet amount read from the contract information management memory, and determines the high quality setting input packet amount. Tagging information that adds a quality identifier of a low-quality type is generated for input packets that exceed the amount of data packets or response packets whose amount of data exceeds the amount of high-quality setting response packets. Tagging information to which a high quality type quality identifier is added is generated for the input packet, and this is notified to the tagging unit 22. The tagging unit 22 adds the notified tagging information to the TOS field of the input (upstream) packet.
[0069]
Accordingly, in cooperation with the relay apparatus of FIG. 13, the high quality setting input packet amount per unit time in bidirectional communication and the input (upstream) packet that does not exceed the high quality setting response packet amount (and its response) Packet) high-quality service.
[0070]
FIG. 18 is a diagram for explaining an ISP device according to the ninth embodiment, and an asymmetric digital subscriber that realizes an asymmetric access line in the upstream / downstream direction for the access line when performing the bidirectional communication quality control of FIG. A case where a line (ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Line) is used is shown. In such a configuration, for example, when ADSL of 224 kbps in the uplink direction and 512 kbps in the downlink direction is used, the response packet for the uplink (request) packet has a wide bandwidth, so that data download in the access network can be performed efficiently and efficiently.
[0071]
In addition, by using an ATM line as an access line instead of using the above ADSL, various settings in uplink / downlink can be set to suit the purpose of use of the user. For example, it is possible to set the ATM connection PCR or MCR for the high-quality setting response packet amount with the ISP, and perform communication in cooperation with the downlink direction of the access line. Can do.
[0072]
FIG. 19 is a diagram for explaining an ISP device according to the tenth embodiment, and shows a case where an input packet is set to a high quality type / low quality type according to an upper layer protocol of an IP packet. FIG. 19A shows a block diagram of this ISP device. FIG. 19B shows the format of the IP header.
[0073]
The packet monitoring unit 21 detects the value of the protocol field in the IP header and notifies the additional identifier determination unit 26 of it. The additional identifier determination unit 26 determines a quality additional identifier according to the notified value of the protocol field, and notifies the tagging unit 22 of this. In that case, for example, when attempting to communicate an unreliable UDP packet as a high quality type, the additional identifier determination unit 26 determines the high quality type because the protocol field is UDP “17”. When the protocol field is TCP “6”, it is determined as the low quality type.
[0074]
Then, the tagging unit 22 adds the tagging information to the packet. Preferably, the differentiation processing unit 23 is provided with a high priority buffer as shown in FIG. Write to high priority buffer. When reading the buffer, control is performed so that even if a packet is written in another buffer, the packet is read from the high priority buffer with absolute priority. In this regard, similar processing is also performed in the differentiation processing unit 42 of the relay device 40. Thus, a UDP / IP packet that is not allowed to be discarded is preferentially transmitted by adding a quality identifier of a high quality type.
[0075]
In addition, although several embodiment suitable for the said invention was described, it cannot be overemphasized that the structure of each part, control, a process, and these combinations can be variously changed within the range which does not deviate from this invention. .
[0076]
(Supplementary note 1) In a network system including an ISP device that accommodates a subscriber's access network and a relay device that relays the IP packet of the ISP device on the Internet backbone, the ISP device A network system characterized by adding a quality / low quality type quality identifier and performing differentiation control according to the quality identifier of an IP packet on a network including a relay device.
[0077]
(Appendix 2) Appendix 1 is characterized in that a TCP / IP packet and a UDP / IP packet are mixed on the same network, and the ISP device adds a high-quality type quality identifier to the subscriber's UDP / IP packet. The network system described.
[0078]
(Supplementary Note 3) The ISP device includes a contract information management memory that stores contract information of service quality negotiated with a subscriber in advance, a packet monitoring unit that detects a source address of an input packet, and a detected source An additional identifier determining unit that determines the quality identifier to be added to the input packet by referring to the contract information in the contract information management memory based on the address, a tagging unit that adds the determined quality identifier to the input packet, and the packet after the addition Differentiating processing unit for differentiating according to the quality identifier,
The network system according to appendix 1, further comprising: a routing unit that routes the differentiated packet according to the destination address.
[0079]
(Additional remark 4) The ISP apparatus 20 is provided with the packet assembly part 27 which assembles the ATM cell from a subscriber into an IP packet, for example as shown in FIG. 6, The network system of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned. Therefore, an access network based on the ATM network can be accommodated.
[0080]
(Supplementary Note 5) The ISP device adds a quality identifier of a high quality type to an IP packet corresponding to a PCR (Peak Cell Rate) of a CBR (Constant Bit Rate) connection in an ATM access network. 5. The network system according to 4. Therefore, the data for PCR guaranteed by the CBR connection can be guaranteed even by the IP network.
[0081]
(Supplementary note 6) The network system according to supplementary note 4, wherein the ISP device adds a quality identifier of a low quality type to an IP packet corresponding to a UBR (Unspecified Bit Rate) connection in an ATM access network. Therefore, UBR connection data not guaranteed by ATM is not guaranteed even in an IP network.
[0082]
(Supplementary note 7) The supplementary note 4 is characterized in that the ISP device adds a quality identifier of a high quality type to an IP packet corresponding to an MCR (Minimum Cell Rate) of a GFR (Guaranteed Frame Rate) connection in an ATM access network. The network system described. Therefore, the MCR data guaranteed by the GFR connection can be guaranteed by the IP network.
[0083]
(Supplementary Note 8) The ISP device detects the source address of the input packet and the contract information management memory for storing the contract information of the high-quality setting packet amount per unit time that has been negotiated with the subscriber in advance and the subscriber A packet monitoring unit that measures the amount of input packets for each, and compares the measured input packet amount with the high quality setting packet amount of the contract information management memory based on the detected transmission source address, and the high quality setting packet An additional identifier determining unit that determines the addition of a quality identifier of a high quality type for an input packet that does not exceed the amount, a tagging unit that adds the determined quality identifier to the input packet, and a packet after the addition according to the quality identifier A differentiation processing unit that performs differentiation processing, and a routing unit that routes a packet after differentiation processing according to a destination address. Network system according to Appendix 1.
[0084]
(Supplementary Note 9) For example, as shown in FIG. 9, the ISP device detects a contract information management memory for storing contract information of service quality for each time period, which is determined in advance with a subscriber, and a source address of an input packet. A packet monitoring unit that determines the quality identifier to be added to the current input packet with reference to the contract information for each time zone of the contract information management memory based on the detected source address A tagging unit for adding the quality identifier to the input packet, a differentiation processing unit for differentiating the added packet according to the quality identifier, and a routing unit for routing the differentiated packet according to the destination address. The network system according to supplementary note 1, wherein: Therefore, it is possible to efficiently perform IP packet differentiation control based on service quality for each time zone that has been negotiated with a subscriber in advance.
[0085]
(Supplementary Note 10) For example, as shown in FIG. 10, the ISP device includes a contract information management memory for storing contract information of a high quality setting packet amount per unit time for each time zone that is negotiated with a subscriber in advance, and an input A packet monitoring unit that detects the source address of the packet and measures the input packet amount for each subscriber, and based on the detected source address, the measured input packet amount and the contract information management memory according to the time zone An additional identifier determination unit that compares a high quality setting packet amount and determines whether a high quality type quality identifier is added to an input packet that does not exceed the high quality setting packet amount, and adds the determined quality identifier to the input packet A tagging unit that performs differentiation processing on the added packet according to the quality identifier, and a packet that is subjected to the differentiation processing according to the destination address. Network system of statement 1, characterized in that it comprises a routing unit for packaging. Therefore, it is possible to efficiently perform IP packet differentiation control based on the amount of high-quality set packets per unit time for each time zone that is negotiated with the subscriber in advance.
[0086]
(Supplementary Note 11) As shown in FIG. 11, for example, the ISP device 20 provides a high-quality / low-quality type quality identifier to the assembled IP packet corresponding to the high priority / low priority of the CLP (Cell Loss Priority) bit of the ATM cell. The network system according to appendix 4, wherein: is added. Therefore, IP packet differentiation control corresponding to ATM cell differentiation processing can be performed efficiently.
[0087]
(Supplementary Note 12) A server adjacent to the relay device is provided, the relay device stores the quality identifier added to the upstream IP packet to the server, and the same for the downstream IP packet corresponding to the upstream IP packet from the server The network system according to appendix 1, wherein a quality identifier is added.
[0088]
(Supplementary Note 13) As shown in FIG. 13, for example, the relay device includes an adjacent server management memory that stores an IP address of a server adjacent to the local station, a packet monitoring unit 44 that monitors header information of an input packet, When the destination address of the input packet matches the adjacent server address of the adjacent server management memory, the header information memory for storing the predetermined header information of the packet and the transmission source address of the second input packet are adjacent to the adjacent server management memory. By matching the server address, the corresponding header information is read from the header information memory, the additional identifier determining unit 48 for determining the quality identifier to be added to the packet, and the determined quality identifier is added to the second input packet. Discriminating the tagging unit 45 to perform the differentiation processing according to the quality identifier A processing unit 42, a network system of statement 12, characterized in that it comprises a routing unit 43 for routing the packet after differentiation treatment according to the destination address. Therefore, the quality control (quality equalization control) of the second downstream packet with respect to the first upstream packet can be performed efficiently.
[0089]
(Supplementary Note 14) The ISP device detects a source information and a destination address of an input packet, and a contract information management memory for storing information of a high quality setting response packet amount per unit time that has been negotiated with a subscriber in advance. And a packet monitoring unit that measures the amount of response packets per unit time requested by the input packet for each subscriber, and the response packet amount and contract information measured for the destination address based on the detected source address An additional identifier determining unit that compares the high quality setting response packet amount of the management memory and determines whether to add a high quality type quality identifier to the input packet of the request that does not exceed the high quality setting response packet amount; A tagging unit that adds a quality identifier to an input packet; and a differentiation processing unit that performs a differentiation process on the added packet according to the quality identifier. Network system of statement 12, characterized in that it comprises a routing unit for routing the packet after differentiation treatment according to the destination address.
[0090]
Here, the response packet amount requested by the input (upstream) packet per unit time can be easily measured by monitoring the window field (size) information of each upstream IP packet by the packet monitoring unit. Therefore, high-quality services for response packets that do not exceed the amount of high-quality setting response packets per unit time can be efficiently performed.
[0091]
(Supplementary Note 15) The ISP device includes a contract information management memory for storing information on a high-quality setting input packet amount per unit time and a high-quality setting response packet amount that are negotiated with a subscriber in advance, A packet monitoring unit that measures the input packet amount per unit time and the response packet amount per unit time of the response packet requested by the input packet, and the measured input packet amount, the response packet amount, and the high quality of the contract information management memory An additional identifier determination unit that compares the set input packet amount and the high quality setting response packet amount and determines whether to add a high quality type quality identifier to an input packet that does not exceed the set amount, and inputs the determined quality identifier A tagging section to be added to the packet, a differentiation processing section to differentiate the added packet according to the quality identifier, and a differentiation processing Network system of statement 12, characterized in that it comprises a routing unit for routing the packet after according to the destination address.
[0092]
(Supplementary note 16) The network system according to supplementary note 12, wherein an asymmetric digital subscriber line (ADSL) capable of setting different communication speeds for uplink / downlink of the network is used. Therefore, for example, when using ADSL of 224 kbps in the upstream direction and 512 kbps in the downstream direction, the bandwidth of the response packet to the request packet is wide, so that data download from the server as performed under the differentiation control of the present invention is easy. It can be done efficiently.
[0093]
(Supplementary note 17) The network system according to supplementary note 12, wherein an ATM line capable of setting different communication speed and quality is used for the uplink / downlink of the access network.
[0094]
(Supplementary Note 18) The ISP device adds a high-quality type quality identifier to the packet monitoring unit for detecting the upper layer protocol in the protocol field of the input IP packet and the UDP / IP protocol detected. A supplementary note 2 comprising: a tagging unit that performs differentiation, a differentiation processing unit that differentiates a packet after addition according to a quality identifier, and a routing unit that routes the packet after differentiation according to a destination address The network system described.
[0095]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, network communication can be performed in consideration of quality for each IP packet by adding a quality identifier to the IP packet by the ISP device and performing differentiation according to the quality identifier on the network. In addition, in the case of bidirectional communication in which the user downloads data on the Web, the same quality identifier as the data from the subscriber to the server is added to the response data by the relay device adjacent to the server. Even though the packet is prioritized and arrives at the server, the downstream (response) packet does not reach the user, and therefore the phenomenon that the user repeats retransmission to the access server can be effectively avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a network system according to the embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining an ISP device according to the first embodiment;
FIG. 4 is a block diagram of a relay device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a format diagram of an IP packet.
FIG. 6 is a diagram for explaining an ISP device according to a second embodiment;
FIG. 7 is a format diagram of an ATM cell.
FIG. 8 is a diagram for explaining an ISP device according to a third embodiment;
FIG. 9 is a diagram for explaining an ISP device according to a fourth embodiment;
FIG. 10 is a diagram for explaining an ISP device according to a fifth embodiment;
FIG. 11 is a diagram for explaining an ISP device according to a sixth embodiment;
FIG. 12 is a diagram illustrating an access operation to a server according to an embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating a relay device according to a second embodiment.
FIG. 14 is a flowchart of a quality identifier addition process in the relay device.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of uplink / downlink packets input to the relay device.
FIG. 16 is a diagram for explaining an ISP device according to a seventh embodiment;
FIG. 17 is a diagram for explaining an ISP device according to an eighth embodiment;
FIG. 18 is a diagram for explaining an ISP device according to a ninth embodiment;
FIG. 19 is a diagram for explaining an ISP device according to a tenth embodiment;
FIG. 20 is a diagram illustrating a conventional technique.
[Explanation of symbols]
10 User terminal
20 ISP device
21 Packet monitoring unit
22 Tagging section
23 Differentiation processing department
24 Routing part
25 Contract Information Management Department
26 Additional identifier determination unit
27 Packet Assembly Department
28 Clock part
29 Cell monitoring unit
40 Relay device
41 Priority information detection unit
42 Differentiation processing department
43 Routing processor
44 Packet monitoring unit
45 Priority identifier tagging section
46 Adjacent Server Address Management Department
47 Header Information Manager
48 Additional identifier determination unit
80 servers
ALC access line accommodation equipment

Claims (5)

加入者のアクセス網を収容するＩＳＰ装置と、該ＩＳＰ装置のＩＰパケットをインターネットバックボーン上で中継する中継装置とを含むネットワークシステムにおいて、
前記ＩＳＰ装置は、サービス品質の契約情報に従い、加入者からのＩＰパケットに対して高品質／低品質タイプの品質識別子を付加すると共に、自装置内におけるパケット処理が輻輳した場合は、低品質タイプの品質識別子を付加されたＩＰパケットを優先的に廃棄することを特徴とするネットワークシステム。In a network system including a ISP device for accommodating the subscriber access network, and a relay device that relays IP packets of the ISP device on the Internet backbone,
In accordance with the service quality contract information, the ISP device adds a quality identifier of a high quality / low quality type to the IP packet from the subscriber, and when the packet processing in the device is congested , the ISP device A network system characterized by preferentially discarding an IP packet to which a quality identifier is added . 前記中継装置は、受信したＩＰパケットの品質識別子を読み出すと共に、自装置内におけるパケット処理が輻輳した場合は、低品質タイプの品質識別子を付加されたＩＰパケットを優先的に廃棄することを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。The relay device reads the quality identifier of the received IP packet and preferentially discards the IP packet to which the quality identifier of the low quality type is added when packet processing in the device is congested. The network system according to claim 1. 前記中継装置に隣接するサーバを備え、該中継装置は前記サーバへの上りＩＰパケットに付加された品質識別子を記憶すると共に、該サーバからの前記上りＩＰパケットに対応する下りＩＰパケットに対して同一の品質識別子を付加することを特徴とする請求項２記載のネットワークシステム。Comprising a server that is adjacent to the relay device, with the said repeater stores the quality identifier added to the uplink IP packets to the server, the same for downlink IP packet corresponding to the uplink IP packets from the server The network system according to claim 2 , wherein a quality identifier is added. 前記ＩＳＰ装置は、単位時間当たりの高品質設定パケット量の契約情報を記憶する契約情報管理メモリと、
入力パケットの送信元アドレスを検出すると共に加入者毎の入力パケット量を計測するパケット監視部と、
前記検出された送信元アドレスを基に、前記計測された入力パケット量と契約情報管理メモリの高品質設定パケット量とを比較し、該高品質設定パケット量を超えた入力パケットに対して低品質タイプの品質識別子付加を決定する付加識別子決定部と、
前記決定された品質識別子を入力パケットに付加するタギング部と、
自装置内におけるパケット処理が輻輳した場合に、低品質タイプの品質識別子を付加されたＩＰパケットを優先的に廃棄するよう差別化処理する差別化処理部と、
前記差別化処理後のＩＰパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部とを備えることを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。 The ISP device includes a contract information management memory which stores the contract information of high quality setting packet amount per unit time,
A packet monitoring unit for detecting a source address of an input packet and measuring an input packet amount for each subscriber;
Based on the detected source address, the low quality for the measured comparing the input packet amount and the high-quality setting packet amount of the contract information management memory, the input packet that exceeds the amount the high-quality setting packet An additional identifier determination unit for determining the type of quality identifier addition;
A tagging unit to be added to the input packet to the determined quality identifier,
A differentiation processing unit that performs differentiation processing so as to preferentially discard an IP packet to which a quality identifier of a low quality type is added when packet processing in the own device is congested ;
Network system according to claim 1, characterized in that it comprises a routing unit for routing according to the destination address the IP packet after the differentiation treatment. 前記中継装置は、自局に隣接するサーバのＩＰアドレスを記憶する隣接サーバ管理メモリと、
入力パケットのヘッダ情報を監視するパケット監視部と、
第１の入力パケットの宛先アドレスが隣接サーバ管理メモリの隣接サーバアドレスと一致することにより当該パケットの所定のヘッダ情報を記憶するヘッダ情報メモリと、
第２の入力パケットの送信元アドレスが隣接サーバ管理メモリの隣接サーバアドレスと一致することにより、前記ヘッダ情報メモリから対応するヘッダ情報を読み出し、当該パケットに付加すべき高品質／低品質タイプの品質識別子を決定する付加識別子決定部と、
前記決定された品質識別子を第２の入力パケットに付加するタギング部と、
自装置内におけるパケット処理が輻輳した場合に、低品質タイプの品質識別子を付加されたＩＰパケットを優先的に廃棄するよう差別化処理する差別化処理部と、
前記差別化処理後のＩＰパケットを宛先アドレスに従ってルーチングするルーチング部とを備えることを特徴とする請求項３記載のネットワークシステム。 The relay device includes an adjacent server management memory that stores an IP address of a server adjacent to the local station;
A packet monitoring unit for monitoring header information of input packets;
A header information memory for storing predetermined header information of the packet when the destination address of the first input packet matches the adjacent server address of the adjacent server management memory;
When the source address of the second input packet matches the adjacent server address of the adjacent server management memory, the corresponding header information is read from the header information memory, and the high quality / low quality type quality to be added to the packet An additional identifier determining unit for determining an identifier;
A tagging unit for adding the determined quality identifier to a second input packet;
A differentiation processing unit that performs differentiation processing so as to preferentially discard an IP packet to which a quality identifier of a low quality type is added when packet processing in the own device is congested ;
The network system according to claim 3, further comprising: a routing unit that routes the differentiated IP packet according to a destination address.
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