JP5048184B2

JP5048184B2 - 伝送レート監視装置および伝送レート監視方法

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Publication number: JP5048184B2
Application number: JP2001018649A
Authority: JP
Inventors: 修司 ▲高▼田; 康弘大場
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2021-01-26
Also published as: JP2002223243A; US20020101919A1; US7149184B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝送レート監視装置および伝送レート監視方法に関し、特に、伝送路の伝送レートを監視する伝送レート監視装置および伝送レート監視方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの普及に伴い、ＩＰ（Internet Protocol）パケット等の可変長データを用いた通信が主流になりつつある。
【０００３】
従来のインターネットサービスの形態としては、データの遅延、伝送レート等を一切保証しないベストエフォート型が主であったが、近年では、ＶｏＩＰ（Voice over IP）やＶＰＮ（Virtual Private Network）等の新規サービスの登場により、ＥＮＤ−ｔｏ−ＥＮＤのＱｏＳ（Quality of Service）保証が要求されつつある。
【０００４】
このようなＱｏＳの１つとして伝送レート（伝送帯域）が存在する。伝送レートとは、各ユーザが所定の時間内に伝送可能なデータの量を示す。伝送レートが保証されていない場合に、あるユーザが申告した伝送レートを超えて通信を行った場合には、他のユーザの伝送レートを圧迫し、通信品質の劣化や網の輻輳等を引き起こす要因となる。
【０００５】
ところで、伝送レートを保証するためには、各ユーザが現在使用している伝送レート（使用帯域）を監視する必要がある。従来において、伝送レートを監視する主な方法としては、トークンバケット方式とリーキーバケット方式とが知られている。
【０００６】
図１１は、トークンバケット方式による伝送レート監視方法を説明する図である。
トークンバケット方式では、一定の割合でトークン（水）が流入するバケットサイズＢのバケット（バケツ）１を想定し、受信したパケット２，３のパケットサイズＬがバケット１に溜まっているトークン量（トークンバケットカウンタＴＢＣの値）よりも大きい場合には、これを不適合として廃棄する。従って、平均的に見ると、ネットワークを流れるデータの伝送レートは、バケットに注がれるトークンのトークンレートＲを越えないように制御されることになる。
【０００７】
図１２は、トークンバケット方式の制御の様子を示す図である。この図では、横軸は時刻ｔを示し、縦軸はトークンバケットカウンタＴＢＣの値を示している。また、横軸方向の破線は、バケットサイズＢを示している。
【０００８】
先ず、時刻ｔ１において、パケットサイズＬ１のパケットを受信すると、トークンバケットカウンタＴＢＣの値と、パケットサイズＬ１とが比較され、トークンバケットカウンタＴＢＣの方が大きいので、このパケットは適合と判定され、ネットワークに送り出される。また、このとき、トークンバケットカウンタＴＢＣからはパケットサイズＬ１に対応した値が減算される。その後は、トークンレートＲの割合でＴＢＣが増加する。
【０００９】
次に、時刻ｔ２では、パケットサイズＬ２のパケットを受信し、前述の場合と同様にして判定がなされ、適合と判定されてネットワークに送り出される。同様の動作が時刻ｔ３〜ｔ４でも繰り返される。
【００１０】
時刻ｔ５では、到着したパケットのパケットサイズＬ５は、その時点におけるトークンバケットカウンタＴＢＣの値を上回っているので、このパケットについては不適合と判定し、破棄する。
【００１１】
以上の処理により、ネットワーク上を流れる特定のパケットの伝送レートを制御することが可能になる。
図１３は、リーキーバケット方式による伝送レート監視方法を説明する図である。
【００１２】
リーキーバケット方式では、一定の割合でトークン（水）が流出するバケットサイズＢのバケット（バケツ）１０を想定し、受信したパケット１１，１２のパケットサイズＬとバケット１０に溜まっているトークン量（リーキーバケットカウンタＬＢＣの値）との合計が、バケットサイズＢを越える場合には、これを不適合として廃棄し、その逆の場合には適合としてパケットをネットワークに送り出すとともに、パケットサイズに応じた値をリーキーバケットカウンタＬＢＣに加算する。従って、平均的に見ると、ネットワークを流れるデータの伝送レートは、バケットから流れ出るトークンのトークンレートＲを越えないように制御されることになる。
【００１３】
図１４は、リーキーバケット方式の制御の様子を示す図である。この図では、横軸は時刻ｔを示し、縦軸はリーキーバケットカウンタＬＢＣの値を示している。また、横軸方向の破線は、バケットサイズＢを示している。
【００１４】
先ず、時刻ｔ１において、パケットサイズＬ１のパケットを受信すると、リーキーバケットカウンタＬＢＣの値にパケットサイズＬ１を加算した値と、バケットサイズＢとが比較され、後者の方が大きいのでこのパケットは適合と判定されてネットワークに送り出される。また、このとき、リーキーバケットカウンタＬＢＣにはパケットサイズＬ１に対応した値が加算される。その後は、トークンレートＲの割合でＬＢＣが減少する。
【００１５】
次に、時刻ｔ２では、パケットサイズＬ２のパケットを受信し、前述の場合と同様にして判定がなされ、適合と判定されてネットワークに送り出される。同様の動作が時刻ｔ３〜ｔ４でも繰り返される。
【００１６】
時刻ｔ５では、到着したパケットのパケットサイズＬ５とその時点におけるリーキーバケットカウンタＬＢＣとを加算した値は、バケットサイズＢを上回っているので、このパケットについては不適合と判定し、破棄する。
【００１７】
以上の処理により、ネットワーク上を流れる特定のパケットの伝送レートを制御することが可能になる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のようなトークンバケット方式およびリーキーバケット方式を実施する場合、直前にパケットを受信した時刻ｔ１、現在の時刻ｔ２、および、トークンレートＲを用いて、バケットに流入（または流出）したトークンを計算する必要があり、一般的には、式（ｔ２−ｔ１）×Ｒを計算していた。
【００１９】
従って、乗算を行う必要が生ずることから、装置の構造が複雑になるとともに、計算時間を要するという問題点があった。
また、演算に費やすことができる時間は、パケット長にほぼ比例することから、パケット長が短い場合には計算に費やすことができる時間も短くなり、最悪の場合には演算が間に合わなくなる場合があるという問題点もあった。
【００２０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、パケットの適合判断を短時間に行うことを可能とする伝送レート監視装置および伝送レート監視方法を提供することを目的とする。
【００２１】
また、本発明はパケット長が短い場合であっても、パケットの適合判断を確実に実行することが可能な伝送レート監視装置および伝送レート監視方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示す、伝送路の伝送レートを監視する伝送レート監視装置２０において、データを受信するデータ受信手段２１と、所定の期間における許容される平均伝送レートを設定する平均伝送レート設定手段２２と、前記データ受信手段によって受信されたデータのデータ長を所定の閾値と比較することにより分類する分類手段と、前記分類手段によって分類されたデータのうち、データ長が所定の閾値よりも長いものについては、ピークレートを基準にして監視を行うピークレート監視手段と、前記データ受信手段２１により受信したデータのデータ量を計測するデータ量計測手段２３と、前記ピークレート監視手段の監視結果も参照して、前記許容される平均伝送レートに応じて、前記所定の期間内において前記受信されたデータを取捨するデータ取捨手段２４と、を有することを特徴とする伝送レート監視装置２０が提供される。
【００２３】
データ受信手段２１は、データを受信する。平均伝送レート設定手段２２は、所定の期間における許容される平均伝送レートを設定する。データ量計測手段２３は、データ受信手段２１により受信したデータのデータ量を計測する。データ取捨手段２４は、前記許容される平均伝送レートに応じて、前記所定の期間内において前記受信されたデータを取捨する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の動作原理を説明する原理図である。この図に示すように、本発明の伝送レート監視装置２０は、データ受信手段２１、平均伝送レート設定手段２２、データ量計測手段２３、および、データ取捨手段２４によって構成されている。
【００２５】
ここで、データ受信手段２１は、ネットワーク上を流れている所定のデータを受信する。
平均伝送レート設定手段２２は、許容される平均伝送レートを設定する。
【００２６】
データ量計測手段２３は、データ受信手段２１により受信したデータのデータ量を計測する。
データ取捨手段２４は、所定の期間内においてデータ量計測手段２３によって計測されたデータ量と、許容される平均伝送レートとに応じて、データ受信手段２１によって受信されたデータを取捨する。
【００２７】
次に、以上の原理図の動作について説明する。
データ受信手段２１は、図示せぬネットワークを流れている監視対象となる所定のパケットを受信し、データ取捨手段２４とデータ量計測手段２３に供給する。
【００２８】
データ量計測手段２３は、データ受信手段２１が受信したパケットのデータ量を計測し、データ取捨手段２４に供給する。
平均伝送レート設定手段２２は、所定の期間内における平均伝送レートの設定を受け、これを所定の期間内において伝送可能なデータ量（以下、伝送可能データ量）に変換する。なお、この変換は、監視を開始する際に１回のみ実行すればよい。
【００２９】
データ取捨手段２４は、所定の期間が開始する際に、平均伝送レート設定手段２２から伝送可能データ量を取得して記憶する。そして、パケットを受信した場合には、データ量計測手段２３からパケットのデータ量を取得し、先に記憶した伝送可能データ量から減算し、減算結果がプラスの値である場合には、平均伝送レートを越えていないのでパケットについては、ネットワークに対して送り出す。
【００３０】
一方、減算結果がマイナスの値である場合には、平均伝送レートを超えることになるので、そのパケットおよびそれ以降に所定の期間内に受信したパケットについては破棄する。
【００３１】
そして、所定の期間が終了した場合には、前述の場合と同様に、平均伝送レート設定手段２２から伝送可能データ量を取得し、データを取捨する処理を再度実行する。
【００３２】
以上に説明したように、本発明によれば、所定の期間を定め、その期間内において伝送可能なデータ量を設定し、パケットのデータ量がこのデータ量を越えた場合にはそれ以降はパケットを破棄するようにしたので、簡単な計算により伝送レートの監視を行うことが可能になる。
【００３３】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図２は、本発明の実施の形態の構成例を示す図である。この図において、本発明の伝送レート監視装置５０は、ネットワーク７１およびネットワーク７６間を伝送されるパケットを監視し、予め設定された伝送レートを超過した場合には、パケットを破棄する処理を実行する。即ち、個々の通信の伝送レートが予め設定された範囲を超過しないように制御することにより、所定の通信が他の通信の伝送レートを圧迫することを防止する。
【００３４】
ネットワーク７１，７６は、例えば、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）によって構成されており、ＩＰ（Internet Protocol）パケットを目的のアドレスまで伝送する。
【００３５】
計算機７２〜７５および計算機７７〜８０は、サーバやクライアントであり、例えば、パーソナルコンピュータ等によって構成され、ネットワーク７１，７６を介して他の計算機とデータを送受信する。
【００３６】
図３は、図２に示す伝送レート監視装置５０の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、伝送レート監視装置５０は、パケット長判定部５１、パケット長閾値記憶部５２、ピーク伝送レート監視部５３、パラメータテーブル５４、平均伝送レート監視部５５、適合判定部５６、および、通過制御部５７によって構成されている。
【００３７】
パケット長判定部５１は、ネットワーク７１，７６から受信したパケットの受信パケットサイズを測定し、この受信パケットサイズと、パケット長閾値記憶部５２に記憶されている閾値を比較し、データ量が閾値を上回っている場合にはロングパケット、そうでない場合にはショートパケットと判定する。そして、判定結果、受信パケットサイズ、および、パケットを受信したことを示すフラグを、ピーク伝送レート監視部５３および平均伝送レート監視部５５に供給する。
【００３８】
パケット長閾値記憶部５２は、例えば、半導体メモリによって構成され、パケットがロングパケットであるか、または、ショートパケットであるかを峻別するための閾値を記憶している。
【００３９】
ピーク伝送レート監視部５３は、図１１および図１３を参照して説明したトークンバケット方式またはリーキーバケット方式に基づいて、受信したパケットのピークの伝送レートを測定し、予め決められた値を超えていないか監視する。
【００４０】
平均伝送レート監視部５５は、後述する方法により、受信した全てのパケットの平均受信レートを測定し、予め決められた値を越えていないか監視する。
パラメータテーブル５４は、例えば、半導体メモリによって構成され、ピーク伝送レート監視部５３および平均伝送レート監視部５５に対して、必要なパラメータを供給する。
【００４１】
適合判定部５６は、ピーク伝送レート監視部５３または平均伝送レート監視部５５の監視結果として得られたピーク伝送レートと平均受信レートを参照し、これらが予め決められた値を超過している場合には、そのパケットについては不適合と判定し、通過制御部５７に通知する。
【００４２】
通過制御部５７は、パケット長判定部５１から入力されたパケットを、適合判定部５６の判定に応じて、通過させるか、または、破棄する制御を行う。
図４は、図３に示す平均伝送レート監視部５５の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、平均伝送レート監視部５５は、受信バイト数計測部６０、計測制御部６１、許容レート演算部６２、パラメータテーブル６３、および、監視結果判定部６４によって構成されている。
【００４３】
受信バイト数計測部６０は、パケットのヘッダ情報からパケット長に関する情報、即ちIPv4においては、Total Lengthフィールド、IPv6においては、Payload Lengthフィールドを抽出し、累積加算を行い、後述する計測区間において受信したパケットのトータルデータ量（バイト数）を計測する。
【００４４】
計測制御部６１は、後述するようにタイマを内蔵しており、このタイマを基準にして、受信バイト数計測部６０および許容レート演算部６２を制御する。
許容レート演算部６２は、計測制御部６１の制御に応じて、受信バイト数計測部６０によって計測されたデータ量と、パラメータテーブル６３に格納されているパラメータ（平均伝送レート）と、前回の許容レートとを参照し、次の計測区間における許容レートを算出して、監視結果判定部６４に通知する。
【００４５】
パラメータテーブル６３は、許容レートを演算する際に必要な平均伝送レート等のパラメータを格納している。
監視結果判定部６４は、許容レート演算部６２から供給された許容レートと、パケット長判定部５１から供給された、受信したパケットの受信パケットサイズとを参照し、受信したパケットが適合しているか否かを判定し、判定結果を適合判定部５６に供給する。
【００４６】
図５は、図４に示す計測制御部６１の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、計測制御部６１は、タイマ９１、計測区間設定部９０、および、計測区間終了時刻管理部９２によって構成されている。
【００４７】
ここで、計測区間設定部９０は、計測の基本単位である単位計測区間と、複数の単位計測区間から構成される計測区間とをタイマ９１に設定する。
タイマ９１は、計測区間設定部９０によって設定された計測区間および単位計測区間に応じて時刻を計時し、計測区間に対応する時間が経過した場合には、計測区間が終了することを示す計測終了通知を計測区間終了時刻管理部９２に通知する。
【００４８】
計測区間終了時刻管理部９２は、タイマ９１から計測終了通知がなされた場合には、受信バイト数計測部６０に対して新たな計測区間の受信バイト数の計測を開始するように指示するとともに、許容レート演算部６２に対して許容レートの計算をするように指示する。
【００４９】
次に、以上の実施の形態の動作について説明する。
例えば、伝送レート監視装置５０が、監視対象として、ネットワーク７１上の計算機７２と、ネットワーク７６上の計算機７７の間において授受されるパケットを監視する場合を想定する。
【００５０】
伝送レート監視装置５０のパケット長判定部５１は、ネットワーク７１，７６間において授受されているパケットのうち、計算機７２および計算機７７の間で授受されているパケットを選択して受信する。そして、目的のパケットを受信した場合には、パケット受信フラグを立て、受信したパケットのパケット長である受信パケットサイズをヘッダから抽出し、パケット長閾値記憶部５２から閾値を取得して受信パケットがショートパケットまたはロングパケットのいずれであるかを判定する。パケット受信フラグ、受信パケットサイズ、および、判定結果は、ピーク伝送レート監視部５３および平均伝送レート監視部５５に供給される。
【００５１】
ピーク伝送レート監視部５３は、パケット受信フラグが立った場合には、パケット長判定部５１から供給されたパケット長の判定結果と、受信パケットサイズを取得し、ロングパケットに関する情報のみに対して、図１１または図１３に示すようなトークンバケット方式またはリーキーバケット方式に基づく判定処理を実行し、ピーク伝送レートを測定する。その結果、入力されたロングパケットがピーク伝送レートを超過した場合にはその旨を適合判定部５６に通知する。
【００５２】
ここで、ピーク伝送レート監視部５３が、ロングパケットのみを監視の対象とするのは、次のような理由による。即ち、（１）ショートパケットについては、ピークレートを超過した場合でもそのパケットが全体に占める割合はわずかであり、他のユーザに対して与える影響が少ないので、無視しても実損は軽微である。（２）ピーク伝送レート監視部５３は、図１１および図１３に示すようなトークンバケット方式やリーキーバケット方式を採用しているため、パケット長の短いパケットに対しては十分な処理時間が確保できず、処理が追いつかない場合が生じるからである。
【００５３】
なお、ショートパケットまたはロングバケットを峻別する閾値は、ネットワーク７１，７６の特性等に応じて適宜設定する。なお、監視処理に要する時間を実際に測定し、この測定結果に基づいて閾値を設定することも可能である。
【００５４】
一方、平均伝送レート監視部５５は、パケット長判定部５１から供給された情報のうち、ショートパケットおよびロングパケットの双方に関する情報を取得し、以下に示す方法に基づいて許容される平均受信レートを算出する。
【００５５】
先ず、許容される平均受信レートを算出する方法の概要について、図６を参照して簡単に説明する。
平均伝送レート監視部５５は、時間がΔｔである単位計測区間と、ｎ個の単位計測時間から構成される計測区間Ｔ（＝Δｔ×ｎ）を定義し、これらを監視単位としてパケットの監視を行う。
【００５６】
具体的には、平均伝送レート監視部５５は、先ず、計測区間Ｔにおいて伝送することが可能な許容レートを、以下の式（１）に基づいて算出する。
【００５７】
【数１】
許容レート（ｎｅｘｔ）＝（許容レート（ｎｏｗ）−受信データ量）
＋平均伝送レート・・・（１）
ここで、括弧内のｎｅｘｔは次の計測区間を示し、ｎｏｗは現在の計測区間を示している。つまり、この式は、現在の計測区間における許容レートから、現在の計測区間において受信したパケットのトータルのデータ量である受信データ量を減算したものに、平均伝送レートを加算し、次の計測区間における許容レートを定めている。
【００５８】
図６の例では、第１番目の計測区間においては、受信したパケットのデータ量（塗りつぶされている部分）は、平均伝送レートを超過しているので、第２番目の計測期間においては超過分だけ許容レートが減少している。
【００５９】
また、第３番目の計測区間においては、第２番目の計測区間において受信されたパケットのデータ量が、許容レートを下回っているので、その余裕レート分だけ平均伝送レートを上回った許容レートが設定される。
【００６０】
このようにして、各計測区間において、直前の計測区間における受信データ量等を考慮して許容レートが設定される。
次に、平均伝送レート監視部５５は、ある測定区間において受信したパケットの受信データ量が前述の許容レートを超過した場合には、それ以降に受信されるパケットについては不適合と判定し、適合判定部５６にその旨を通知する。また、許容レートを超過していない場合には、適合である旨を通知する。適合判定部５６は、不適合と判定されたパケットについては破棄し、それ以外のパケットについてはネットワークに送り出す。その結果、パケットの伝送レートが、平均伝送レートを上回らないように制御されることになる。
【００６１】
次に、平均伝送レート監視部５５の動作を具体的に説明する。
いま、装置が起動され、監視が開始された場合を想定すると、計測区間設定部９０は、図６に示す単位計測区間Δｔと、計測区間Ｔとを決定し、タイマ９１に設定する。
【００６２】
タイマ９１は、第１番目の計測区間の許容レートを設定するために、特別に計測終了通知を計測区間終了時刻管理部９２に通知する。その結果、計測区間終了時刻管理部９２は、許容レート演算部６２に対して許容レートを演算するように指示する。
【００６３】
許容レート演算部６２は、受信バイト数計測部６０から受信データ量を取得する。いまの例では、パケットの受信は開始されていないので、受信データ量は“０”である。
【００６４】
次に、許容レート演算部６２は、式（１）に基づいて最初の計測区間の許容レートを算出する。いまの例では、受信データ量は前述のように“０”であり、また、直前の計測区間の許容レートも“０”であるので、平均伝送レートが許容レートになる。
【００６５】
許容レートの演算が終了すると、計測区間終了時刻管理部９２は、受信バイト数計測部６０に対して受信したパケットのバイト数、即ち、受信データ量の計測を開始するように指示する。なお、計測区間終了時刻管理部９２は、単位計測区間毎に受信バイト数計測部６０に対して、受信パケットのデータ量をカウントするように指示するので、受信バイト数計測部６０は、単位計測区間毎に受信したパケットのデータ量をカウントする。なお、通過制御部５７によってパケットが破棄された場合には、そのパケットは受信パケットとして扱うことは適切でないため、受信バイト数計測部６０は、そのようなパケットについては受信データ量には含めない。
【００６６】
パケットの受信が開始されると、監視結果判定部６４は、パケット受信フラグが立つ度に、パケット長判定部５１から受信パケットサイズを取得し、許容レート演算部６２から計測区間の開始時に供給された許容レートから減算する。
【００６７】
減算の結果がプラスの値である場合には、受信したパケットのトータルのデータ量は許容レートを超過していないので、そのパケットは適合している旨を適合判定部５６に通知する。一方、減算の結果がマイナスの値である場合には、受信したパケットのトータルのデータ量は許容レートを超過しているので、そのパケットは適合していない旨を適合判定部５６に通知する。
【００６８】
適合判定部５６は、監視結果判定部６４から適合していない旨の通知を受けた場合には、直ちに通過制御部５７にその旨を通知する。その結果、通過制御部５７は、当該計測区間においてはそれ以降に受信したパケットを全て破棄する。
【００６９】
また、監視結果判定部６４から適合している旨の通知を受けた場合であって、ピーク伝送レート監視部５３からピーク伝送レートを超過した旨の通知があった場合にはそのパケットについては不適合である旨を通過制御部５７に通知する。その結果、通過制御部５７は当該パケットを破棄する。
【００７０】
更に、監視結果判定部６４から適合している旨の通知を受けた場合であって、ピーク伝送レート監視部５３からピーク伝送レートを超過していない旨の通知があった場合には、そのパケットについては適合している旨を通過制御部５７に通知する。その結果、通過制御部５７は当該パケットを再度ネットワークに送出する。
【００７１】
第１番目の計測区間が終了すると、タイマ９１は、計測区間終了時刻管理部９２に対して計測区間終了通知を行う。計測区間終了通知を受信した計測区間終了時刻管理部９２は、先ず、許容レート演算部６２に対して許容レートの計算を行うように指示する。その結果、許容レート演算部６２は、受信バイト数計測部６０から、当該計測区間において受信したパケットのトータルのデータ量を取得し、当該計測区間の許容レートから減算し、パラメータテーブル６３から取得した平均伝送レートを加算することにより、次の計測区間の許容レートを算出する。このようにして算出された許容レートは、監視結果判定部６４に供給され、そこで記憶される。
【００７２】
監視結果判定部６４は、前述の場合と同様の動作を繰り返し、平均受信レートが一定に保たれるように監視する。
以上の処理によれば、測定区間を定めるとともに、測定区間において伝送可能な許容レートを定め、パケットを受信した際には、許容レートからパケットサイズを減算し、結果がプラスの値である場合にはそのパケットは適合であると判定し、結果がマイナスの値である場合にはそのパケットは不適合であると判定するようにしたので、従来のトークンバケット方式やリーキーバケット方式のように乗算を行う必要がなくなり、ショートパケットについても監視のための計算を確実に実行することが可能になる。
【００７３】
なお、以上の実施の形態では、式（１）に基づいて許容レートを算出するようにしたが、監視結果判定部６４が有する図示せぬカウンタのカウンタ値（許容レートから受信したパケットのデータ量を減算した値）に対して平均レートを加算することによっても許容レートを算出することができる。即ち、監視結果判定部６４は、カウンタに記憶されている許容レートから、受信したパケットのデータ量を逐次減算することにより、適合性を判断しているので、カウンタに格納されている値は、式（１）の括弧内を演算した結果に該当する。従って、カウンタの値に平均伝送レートを加算した値は、次の計測区間の許容レートに相当する。
【００７４】
このように、監視結果判定部６４が有するカウンタに平均伝送レートを加算して許容レートを算出するようにすれば、回路を簡易化することが可能になるとともに、計算に必要な時間を短縮することが可能になる。
【００７５】
更に、以上の実施の形態では、直前の計測区間の計測結果に応じて、次の計測区間の許容レートを算出するようにしたが、図７に示すように、所定の単位計測区間の許容レートを、その直前の複数の単位計測区間から構成される計測区間の測定結果から決定するようにしてもよい。
【００７６】
図７に示す例では、図に示す第６番目の単位計測区間の許容レートが、直前の５つの単位計測区間における測定結果から算出されている。また、次の単位計測区間（第７番目の単位計測区間）の許容レートを算出する際には、１単位区間分だけスライドした、第２番目〜第６番目の単位計測区間の計測結果から、第７番目の単位区間の許容レートが算出される。
【００７７】
このように、単位計測区間毎に許容レートを設定することにより、より細かなパケットの制御を行うことが可能になる。
更に、以上の実施の形態では、計測区間は常に一定として説明を行ったが、平均レートの高低に応じて計測区間を変更するようにしてもよい。そのような実施の形態によれば、例えば、平均レートが高い場合には計測区間を縮小し、平均レートが低い場合には計測区間を拡大することにより、計測区間毎の計算量のばらつきを減らすことが可能になる。
【００７８】
更に、以上の実施の形態では、ショートパケットか否かの判定を行った後に、許容レートとの比較によりパケットの適合性を判定するようにしたが、許容レートから受信データ量を減算した値が、閾値を上回る場合には無条件に適合と判定するようにしてもよい。そのような構成によれば、判定処理に関する計算量を減少させることが可能になる。
【００７９】
次に、図８を参照して、計測制御部６１の他の構成例について説明する。図５に示す実施の形態では、計測制御部６１は、計測区間が終了する度に、許容レートを算出するようにしたが、パケットが長時間受信されない場合には、このような処理を繰り返し実行することは無駄になる場合が少なくない。そこで、図８に示す実施の形態では、パケットを受信した時点で、計測区間が終了している場合には次の計測区間の許容レートを計算し、計測区間が終了していない場合には次のパケットが受信されるまで待機することで、無駄な計算を削減することを可能にしている。
【００８０】
この実施の形態では、図５に示す場合と比較して、パケット到着時刻管理部８０および演算指示部８１が新たに追加されている。その他の構成は、図５の場合と同様である。なお、図５の場合に対応する部分には同一の符号を付してあるので、その詳細な説明については割愛する。
【００８１】
パケット到着時刻管理部８０は、受信バイト数計測部６０からパケットを受信した旨の通知を受けた場合には、パケットが到着した時刻を記憶する。
演算指示部８１は、パケットが到着した場合であって、計測区間終了時刻管理部９２から計測区間終了通知を受けている場合、即ち、計測区間を経過している場合には、計測区間が終了する時刻と、パケット到着時刻の差分を計算することにより、計測区間が延長された時間（以下、延長時間と称す）を求め、許容レート演算部６２に通知する。
【００８２】
許容レート演算部６２は、先ず、監視結果判定部６４に対して、計測期間が延長された旨と、延長時間を通知する。
監視結果判定部６４は、延長された時間に応じてカウンタに記憶されている許容レートを較正する。そして、較正後の許容レート（カウンタ値）から、受信パケットのデータ量を減算した結果がプラスの値である場合には、そのパケットは適合と判定し、それ以外の場合には不適合と判定して、適合判定部５６に判定結果を通知する。
【００８３】
次に、許容レート演算部６２は、延長時間に応じて、現在の計測区間の許容レートを較正した後、式（１）に基づいて、次の計測区間の許容レートを計算する。このようにして計算された次の計測区間の許容レートは、監視結果判定部６４に供給され、次の計測区間における平均伝送レートの監視に使用される。
【００８４】
許容レートの演算が終了すると、演算指示部８１は、計測区間終了時刻管理部９２に対して、新たな計測区間の開始を通知する。
以上の処理によれば、パケットが到着した時点で、計測区間を経過している場合には、次の計測区間の許容レートを算出するようにしたので、例えば、長時間パケットが受信されないような場合には、許容レートの計算処理を省略することにより、装置全体にかかる負荷を軽減することが可能になる。
【００８５】
最後に、図９および図１０を参照して、本実施の形態において実行されるフローチャートについて説明する。
図９は、図３に示す実施の形態において実行される処理の一例を説明するフローチャートである。このフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。
【００８６】
ステップＳ１０：
ピーク伝送レート監視部５３および平均伝送レート監視部５５は、パケットの受信を開始するにあたって、初期設定を行う。
【００８７】
ステップＳ１１：
パケット長判定部５１は、監視の対象となる目的のパケットを受信したか否かを判定し、受信した場合にはステップＳ１２に進み、それ以外の場合には同様の処理を繰り返す。
【００８８】
ステップＳ１２：
パケット長判定部５１は、パケット長閾値記憶部５２に記憶されている閾値と、受信したパケットのパケット長とを比較し、ロングパケットであるか否かを判定する。その結果、ロングパケットであると判定した場合にはステップＳ１３に進み、それ以外の場合にはステップＳ１４に進む。
【００８９】
ステップＳ１３：
ピーク伝送レート監視部５３は、例えば、トークンバケット方式またはリーキーバケット方式に基づいてピーク伝送レートを算出する。
【００９０】
ステップＳ１４：
平均伝送レート監視部５５は、図１０を参照して後述する処理により、平均伝送レートを算出する。
【００９１】
ステップＳ１５：
適合判定部５６は、ピーク伝送レート監視部５３および平均伝送レート監視部５５の監視結果を参照し、パケットが適合しているか否かを判定し、適合している場合にはステップＳ１６に進み、それ以外の場合にはステップＳ１７に進む。
【００９２】
ステップＳ１６：
通過制御部５７は、パケットをネットワークに対して送出する。
ステップＳ１７：
通過制御部５７は、パケットを破棄する。
【００９３】
ステップＳ１８：
処理を終了するか否かを判定し、終了しない場合にはステップＳ１１に戻って同様の処理を繰り返し、それ以外の場合には処理を終了する。
【００９４】
次に、図１０を参照して、ステップＳ１４に示す平均伝送レート算出処理の詳細について説明する。図１０に示すフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。
【００９５】
ステップＳ３０：
監視結果判定部６４は、内蔵しているカウンタに格納されている値（許容レート）から、パケットのデータ量を減算する。
【００９６】
ステップＳ３１：
監視結果判定部６４は、ステップＳ３０における減算の結果がマイナスの値である場合には、ステップＳ３２に進み、それ以外の場合にはステップＳ３４に進む。
【００９７】
ステップＳ３２：
監視結果判定部６４は、受信したパケットは不適合と判定する。
ステップＳ３３：
監視結果判定部６４は、受信バイト数計測部６０に対して、パケットのデータ量のカウントを中止させる。
【００９８】
ステップＳ３４：
監視結果判定部６４は、受信したパケットは適合と判定する。
ステップＳ３５：
計測区間終了時刻管理部９２は、タイマ９１から現在時刻を取得する。
【００９９】
ステップＳ３６：
計測区間終了時刻管理部９２は、タイマ９１からの計測区間終了通知を参照して計測区間が終了したか否かを判定し、終了したと判定した場合にはステップＳ３７に進み、それ以外の場合には元の処理に復帰する。
【０１００】
ステップＳ３７：
許容レート演算部６２は、次の計測区間の許容レートを式（１）に基づいて算出する。
【０１０１】
ステップＳ３８：
許容レート演算部６２は、内蔵されているカウンタに、算出した許容レートを設定する。
【０１０２】
以上の処理によれば、図３を参照して説明した機能を実現することが可能になる。
（付記１）伝送路の伝送レートを監視する伝送レート監視装置において、
データを受信するデータ受信手段と、
所定の期間における所望の平均伝送レートを設定する平均伝送レート設定手段と、
前記データ受信手段により受信したデータのデータ量を計測するデータ量計測手段と、
前記平均伝送レートに応じて、前記所定の期間内に前記受信されたデータを取捨するデータ取捨手段と、
を有することを特徴とする伝送レート監視装置。
【０１０３】
（付記２）前記データ取捨手段は、前記平均伝送レートから、前記所定の期間内に受信されたデータのデータ量を減算し、減算の結果が所定の値以下になった場合には、データを破棄することを特徴とする付記１記載の伝送レート監視装置。
【０１０４】
（付記３）前記データ取捨手段は、過去の前記期間において受信したデータ量が、前記平均伝送レートに満たない場合には、現在の前記期間における平均伝送レートを、満たない分だけ増加させることを特徴とする付記１記載の伝送レート監視装置。
【０１０５】
（付記４）前記所定の期間は、複数の単位期間によって構成され、
前記データ取捨手段は、過去に属する複数の単位期間において受信したデータ量と、前記平均伝送レートとを参照し、現在の単位期間におけるデータの取捨を決定することを特徴とする付記１記載の伝送レート監視装置。
【０１０６】
（付記５）前記所定の期間を、前記平均伝送レートの大小に応じて決定する期間決定手段を更に有することを特徴とする付記１記載の伝送レート監視装置。
（付記６）前記データ取捨手段は、前記所定の期間内にデータが破棄された場合には、前記所定の期間内のそれ以降のデータについては無条件に破棄することを特徴とする付記１記載の伝送レート監視装置。
【０１０７】
（付記７）前記データ受信手段によって受信されたデータのデータ長を所定の閾値と比較することにより分類する分類手段と、
前記分類手段によって分類されたデータのうち、データ長が所定の閾値よりも長いものについては、ピークレートを基準にして監視を行うピークレート監視手段と、を更に有し、
前記データ取捨手段は、前記ピークレート監視手段の監視結果も参照してデータを取捨することを特徴とする付記１記載の伝送レート監視装置。
【０１０８】
（付記８）前記分類手段の閾値を、前記受信手段によって受信されるデータのレートに応じて設定する閾値設定手段を更に有することを特徴とする付記７記載の伝送レート監視装置。
【０１０９】
（付記９）前記データ取捨手段は、前記平均伝送レートからデータ量を減算した値が、前記閾値を上回っている場合には、データを破棄しないことを特徴とする付記７記載の伝送レート監視装置。
【０１１０】
（付記１０）前記分類手段の閾値を、監視処理に費やされる時間に応じて設定する閾値設定手段を更に有することを特徴とする付記７記載の伝送レート監視装置。
【０１１１】
（付記１１）伝送路の伝送レートを監視する伝送レート監視方法において、
データを受信するデータ受信ステップと、
所定の期間における所望の平均伝送レートを設定する平均伝送レート設定ステップと、
前記データ受信ステップにより受信したデータのデータ量を計測するデータ量計測ステップと、
前記所定の期間内において前記データ量計測ステップによって計測されたデータ量と、前記平均伝送レートとに応じて、前記データ受信ステップによって受信されたデータを取捨するデータ取捨ステップと、
を有することを特徴とする伝送レート監視方法。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、伝送路の伝送レートを監視する伝送レート監視装置において、データを受信するデータ受信手段と、所定の期間における所望の平均伝送レートを設定する平均伝送レート設定手段と、データ受信手段により受信したデータのデータ量を計測するデータ量計測手段と、所定の期間内においてデータ量計測手段によって計測されたデータ量と、平均伝送レートとに応じて、データ受信手段によって受信されたデータを取捨するデータ取捨手段と、を設けるようにしたので、伝送レートを短時間で観測することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動作原理を説明する原理図である。
【図２】本発明の実施の形態の構成例を示す図である。
【図３】図２に示す伝送レート監視装置の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図４】図３に示す平均伝送レート監視部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す計測制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図６】図３に示す平均伝送レート監視部の動作原理を説明する図である。
【図７】所定の単位計測区間の許容レートを、その直前の複数の単位計測区間から構成される計測区間の測定結果から決定するようにした場合の動作原理を説明する図である。
【図８】図４に示す計測制御部の他の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図９】図３に示す実施の形態において実行される処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】図９に示す平均伝送レート算出処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１１】従来のトークンバケット方式の動作原理を説明する図である。
【図１２】図１１に示すトークンバケット方式におけるトークンバケットカウンタの値の時間的な変化を示す図である。
【図１３】従来のリーキーバケット方式の動作原理を説明する図である。
【図１４】図１３に示すリーキーバケット方式におけるリーキーバケットカウンタの値の時間的な変化を示す図である。
【符号の説明】
２０伝送レート監視装置
２１データ受信手段
２２平均伝送レート設定手段
２３データ量計測手段
２４データ取捨手段
５０伝送レート監視装置
５１パケット長判定部
５２パケット長閾値記憶部
５３ピーク伝送レート監視部
５４パラメータテーブル
５５平均伝送レート監視部
５６適合判定部
５７通過制御部
７１，７６ネットワーク
７２〜７５計算機
７７〜８０計算機

Claims

伝送路の伝送レートを監視する伝送レート監視装置において、
データを受信するデータ受信手段と、
所定の期間における許容される平均伝送レートを設定する平均伝送レート設定手段と、
前記データ受信手段によって受信されたデータのデータ長を所定の閾値と比較することにより分類する分類手段と、
前記分類手段によって分類されたデータのうち、データ長が所定の閾値よりも長いものについては、ピークレートを基準にして監視を行うピークレート監視手段と、
前記データ受信手段により受信したデータのデータ量を計測するデータ量計測手段と、
前記ピークレート監視手段の監視結果も参照して、前記許容される平均伝送レートに応じて、前記所定の期間内に前記受信されたデータを取捨するデータ取捨手段と、
を有することを特徴とする伝送レート監視装置。
伝送路の伝送レートを監視する伝送レート監視方法において、
データを受信するデータ受信ステップと、
所定の期間における許容される平均伝送レートを設定する平均伝送レート設定ステップと、
前記データ受信ステップにより受信したデータのデータ長を所定の閾値と比較することにより分類する分類ステップと、
前記分類ステップにより分類したデータのうち、データ長が所定の閾値よりも長いものについては、ピークレートを基準にして監視を行うピークレート監視ステップと、
前記データ受信ステップにより受信したデータのデータ量を計測するデータ量計測ステップと、
前記ピークレート監視ステップの監視結果も参照して、前記許容される平均伝送レートに応じて、前記所定の期間内に前記受信されたデータを取捨するデータ取捨ステップと、
を有することを特徴とする伝送レート監視方法。