JP5051280B2 - 通信装置、通信システム、通信方法、及び通信プログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、通信システム、通信方法、及び通信プログラムに関する。より詳細には、通信網における使用可能な帯域を計測できる通信装置、通信システム、通信方法、及び通信プログラムに関する。

通信環境が変動する通信網（インターネットなど）において、使用可能な伝送路容量の計測を行うことが可能な通信装置が知られている。以下、「伝送路容量」を「帯域」ともいう。使用可能な伝送路容量を「使用可能帯域」という。例えば特許文献１に記載の通信装置では、許可通知パケットを受信した通信装置のみが、帯域を計測するための計測パケットを送信する。これによって、同時に複数の通信装置から計測パケットが送信されることを回避できる。従って、通信装置や、通信網に介在する中継装置に過大な通信負荷がかかってしまうことを防止しつつ、通信装置は、通信網における使用可能帯域を測定できる。

特許第４１７５３５３号公報

しかしながら上述の通信装置では、特定の通信路の使用可能帯域が計測されている最中において、使用可能帯域の計測を伴わない他の通信の制御は行われない。従って、使用可能帯域の計測を伴わない他の通信によって通信装置や中継装置に通信負荷がかかってしまい、通信装置が使用可能帯域を正確に計測できない場合があるという問題点がある。

本発明の目的は、通信網における使用可能帯域を正確に計測できる通信装置、通信システム、通信方法、及び通信プログラムを提供することにある。

本発明の第一態様に係る通信装置は、通信網に接続する他の通信装置である相手装置と所定の送信条件に基づいてデータ通信を行う通信装置であって、前記通信装置間の通信路における使用可能な帯域である使用可能帯域を計測する帯域計測が、複数の通信路のうち一以上の前記通信路で実行されている状態で、前記相手装置との間の通信路のうち前記帯域計測が実行中でない前記通信路を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された前記通信路を介して、前記相手装置と前記データ通信を行うための通信パケットの送信条件を、前記所定の送信条件とは異なる送信条件に決定する決定手段と、前記決定手段によって決定された前記送信条件に基づいて、前記相手装置に対して前記通信パケットを送信する送信手段とを備えている。

第一態様によれば、通信装置は、通信パケットの送信条件を調整することで、通信装置や中継装置に生じる通信負荷を軽減できる。これによって、通信パケットによる通信が、異なる通信路を介して同時期に実行されている帯域計測の妨げとなってしまうことを防止できる。従って通信装置は、帯域計測によって計測される使用可能帯域の精度を向上させることができる。

また、第一態様において、前記決定手段は、前記所定の送信条件にて規定される前記通信パケットのサイズとは異なるサイズとなるように、前記送信条件を決定してもよい。通信装置は、通信パケットのサイズを調整することで、通信装置や中継装置に生じる通信負荷を効果的に軽減できる。

また、第一態様において、前記決定手段は、前記所定の送信条件にて規定される前記通信パケットの送信周期とは異なる送信周期となるように、前記送信条件を決定してもよい。通信装置は、通信パケットの送信周期を調整することで、通信装置や中継装置に生じる通信負荷を効果的に軽減できる。

また、第一態様において、前記決定手段は、前記通信パケットが送信される場合の伝送速度が一定となるように、前記通信パケットのサイズ及び送信周期を決定してもよい。通信装置は、通信パケットの送受信時に使用される帯域の変動を小さくできるので、使用可能帯域を更に正確に計測できる。

また、第一態様において、前記相手装置から送信され、前記送信条件の変更を要求する要求パケットを受信する受信手段を備え、前記決定手段は、前記受信手段によって受信された前記要求パケットの送信元の前記相手装置との間の前記通信路が、前記特定手段によって特定された前記通信路と一致する場合に、前記通信パケットの送信条件を決定してもよい。これによって通信装置は、相手装置からの要求があった場合に、通信パケットの送信条件を変更できるので、効率的に通信パケットの送信条件を変更できる。

また、第二態様に係る通信システムは、通信網に接続する一の通信装置である第一装置と、他の通信装置である第二装置との間で、所定の送信条件に基づいてデータ通信が行われる通信システムであって、前記第一装置は、前記通信装置間の通信路における使用可能な帯域である使用可能帯域を計測する帯域計測が、複数の通信路のうち一以上の前記通信路で実行されている状態で、前記第二装置との間の通信路のうち前記帯域計測が実行中でない通信路を特定する第一特定手段と、前記第二装置と前記データ通信を行うための通信パケットを前記第二装置に対して送信する場合の送信条件の変更を要求する要求パケットを、前記第二装置から受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された前記要求パケットの送信元の前記第二端末との間の前記通信路が、前記第一特定手段によって特定された前記通信路と一致する場合に、前記通信パケットの送信条件を、前記所定の送信条件とは異なる送信条件に決定する決定手段と、前記決定手段によって決定された前記送信条件に基づいて、前記第二装置に対して前記通信パケットを送信する第一送信手段とを備え、前記第二装置は、複数の通信路のうち一以上の前記通信路で前記帯域計測が実行されている状態で、前記第一装置との間の前記通信路のうち前記帯域計測が実行中でない通信路を特定する第二特定手段と、前記第二特定手段によって特定された前記通信路を介して、前記第一装置に対して前記要求パケットを送信する第二送信手段とを備えている。

第二態様によれば、通信装置は、通信パケットの送信条件を調整することで、通信装置や中継装置に生じる通信負荷を軽減できる。これによって、通信パケットによる通信が、異なる通信路を介して同時期に実行されている帯域計測の妨げとなってしまうことを防止できる。従って通信装置は、帯域計測によって計測される使用可能帯域の精度を向上させることができる。また第一装置は、第二装置に対する往路方向の通信負荷を軽減できる。送信条件を調整する通信路をより限定できるので、所望の通信路の通信負荷を効率良く軽減させることができる。さらに第二装置は、第一装置に対して通信パケットの送信条件を変更するように要求できるので、自身が受信する通信パケットの送信条件を変更させることができる。

本発明の第三態様に係る通信方法は、通信網に接続する他の通信装置である相手装置と所定の送信条件に基づいてデータ通信を行う通信装置において実行される通信方法であって、前記通信装置間の通信路における使用可能な帯域である使用可能帯域を計測する帯域計測が、複数の通信路のうち一以上の前記通信路で実行されている状態で、前記相手装置との間の通信路のうち前記帯域計測が実行中でない前記通信路を特定する特定ステップと、前記特定ステップによって特定された前記通信路を介して、前記相手装置と前記データ通信を行うための通信パケットの送信条件を、前記所定の送信条件とは異なる送信条件に決定する決定ステップと、前記決定ステップによって決定された前記送信条件に基づいて、前記相手装置に対して前記通信パケットを送信する送信ステップとを備えている。

第三態様によれば、通信装置は、通信パケットの送信条件を調整することで、通信装置や中継装置に生じる通信負荷を軽減できる。これによって、通信パケットによる通信が、異なる通信路を介して同時期に実行されている帯域計測の妨げとなってしまうことを防止できる。従って通信装置は、帯域計測によって計測される使用可能帯域の精度を向上させることができる。

本発明の第四態様に係る通信プログラムは、通信網に接続する他の通信装置である相手装置と所定の送信条件に基づいてデータ通信を行う通信プログラムであって、前記通信装置間の通信路における使用可能な帯域である使用可能帯域を計測する帯域計測が、複数の通信路のうち一以上の前記通信路で実行されている状態で、前記相手装置との間の通信路のうち前記帯域計測が実行中でない前記通信路を特定する特定ステップと、前記特定ステップによって特定された前記通信路を介して、前記相手装置と前記データ通信を行うための通信パケットの送信条件を、前記所定の送信条件とは異なる送信条件に決定する決定ステップと、前記決定ステップによって決定された前記送信条件に基づいて、前記相手装置に対して前記通信パケットを送信する送信ステップとをコンピュータに実行させることができる。

通信システム１の概要、及び通信装置１２の電気的構成を示す図である。 中継装置２の受信バッファ３１にデータが記憶された様子を説明するための図である。 中継装置２の受信バッファ３１にデータが記憶された様子を説明するための図である。 管理テーブル２４１を示す模式図である。 メイン処理を示すフローチャートである。 変更処理を示すフローチャートである。 更新処理を示すフローチャートである。 応答処理を示すフローチャートである。 通信システム１においてデータ通信が実行される様子を示す図である。 通信システム４０においてデータ通信が実行される様子を示す図である。 変形例における変更処理を示すフローチャートである。 変形例における受信処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。これらの図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものである。記載されている装置の構成、各種処理のフローチャート等は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。

図１を参照し、通信システム１について説明する。通信システム１は、通信装置１１〜１３、及び中継装置２、３を備えている。通信装置１１〜１３は、ネットワーク４及び中継装置２、３を介して相互に通信を行うことができる。通信装置１１〜１３として、例えば周知のＰＣが使用できる。中継装置２、３は、ネットワーク４に直接接続し、通信装置１１〜１３間で送受信されるパケットの転送制御を行う。中継装置２、３は、通信装置１１〜１３からパケットを受信した場合、受信したパケットのデータを一旦受信バッファ３１（図２参照）に格納する。中継装置２、３は、受信バッファ３１に格納されたパケットを適宜取り出して、相手方の通信装置に対して中継転送する。中継装置２、３として、周知のルータやスイッチングＨＵＢが使用できる。図１では、通信装置１１及び１２は、中継装置２と直接接続している。通信装置１３は、中継装置３と直接接続している。

通信装置１２の電気的構成について説明する。通信装置１１、１３の電気的構成は、通信装置１２と同一である。通信装置１２は、通信装置１２の制御を司るＣＰＵ２１を備えている。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２４、入力部２５、出力部２６、ドライブ装置２７、及び通信部２８と電気的に接続している。ＲＯＭ２２には、ブートプログラムやＢＩＯＳ、ＯＳ等が記憶される。ＲＡＭ２３には、タイマやカウンタ、一時的なデータが記憶される。ＨＤＤ２４には、ＣＰＵ２１の制御プログラムが記憶される。入力部２５は、ユーザからの入力を受け付けるキーボードやマウスである。出力部２６は、所望の画像を表示させるディスプレイである。ドライブ装置２７は、記憶媒体２７１に記憶された情報を読み出すことができる。例えば、通信装置１２のセットアップ時、記憶媒体２７１に記憶された制御プログラムはドライブ装置２７によって読み出され、ＨＤＤ２４に記憶される。通信部２８は、ネットワークを介して他の通信装置と通信を行う場合のタイミング制御を行う。

通信装置１１〜１３は、他の通信装置とパケットの送受信を行うことで、他の通信装置との間の通信路における使用可能な伝送容量を計測できる。以下、伝送容量を「帯域」ともいう。使用可能な伝送容量を「使用可能帯域」という。通信装置１１〜１３は、計測された使用可能帯域に応じて最適な通信方法（誤り検出又は誤り訂正方法、再送制御など）を特定する。通信装置１１〜１３は、特定された通信方式に基づいて他の通信装置と通信を行うことで、通信時の信頼性を高めている。

通信路の使用可能帯域は、「ＣａｏＬｅ Ｔｈａｎｈ Ｍａｎ、長谷川剛、村田正幸、「サービスオーバーレイネットワークのためのインラインネットワーク計測に関する一検討」、電子情報通信学会技術研究報告、社団法人電子情報通信学会、２００３年１月１７日、Ｖｏｌ．１０２，Ｎｏ．５６５，ｐ．５３−５８」に記載された方式に基づいて計測される。この方法について概説する。パケットを送信する側の通信装置（以下「送信装置」という。）は、パケットの送信間隔を算出するための時間情報をパケットに格納する。該パケットは、所定のサイズに調整される。送信装置は、送信間隔を徐々に変えることで送信時の帯域を変更しながら、複数のパケットを連続して送信する。受信側の通信装置（以下「受信装置」という。）は、パケットの受信間隔を記憶する。その後、パケット内の時間情報に含まれている送信間隔と、受信装置で記憶された受信間隔との差分が算出される。算出された複数の差分の値の変化傾向から、使用可能帯域が特定される。特定された使用可能帯域は、送信装置に対して通知される。送信装置は、使用可能帯域を取得できる。なお本発明における使用可能帯域の計測方法は、上述した方法に限定されない。

通信装置１１〜１３は、他の通信装置との間で所望のデータ通信を行う場合に送受信されるパケット（以下「通信パケット」という。）を、使用可能帯域の計測（以下「帯域計測」という。）のためのパケットとして使用することができる。例えば送信装置は、通信パケットを所定のデータサイズに設定する。設定されたパケットに時間情報が格納される。送信装置は、送信間隔を徐々に変えながら、通信パケットを連続して送信する。受信装置は、通信パケットを受信することで、所望のデータを取得できる。また受信装置は、受信された通信パケットに含まれている時間情報に基づいて、送信装置との間の通信路の使用可能帯域を特定することができる。特定された使用可能帯域は、送信装置に対して通知される。これによって通信装置は、所望のデータ通信を行うと同時に、通信路の使用可能帯域を取得できる。データ通信と同時に帯域計測を行うか否かは、データ通信毎にユーザによって設定される。

送受信される通信パケットのサイズ及び送信間隔は、帯域計測を伴わない場合、データ通信によって相手方の通信装置に送信されるデータの総量、通信を制御するアプリケーション、通信ドライバの設定等によって決定される。従って例えば、送信するデータ量が非常に大きい場合には、パケットのサイズが大きくなる可能性がある。また、送信するデータがランダムに発生する場合、パケットの送信間隔がランダムに変化するので、一時的に送信周期が連続して短くなる可能性がある。

例えば図１において、通信装置１１と通信装置１２との間で実行されるデータ通信（矢印５）、及び、通信装置１１と通信装置１３との間で実行されるデータ通信（矢印６）では、同時に帯域計測が実行されている。従ってこれらの通信時に送受信される通信パケットのサイズ及び送信間隔は、帯域計測が可能なように制御されている。一方、通信装置１２と通信装置１３との間で行われるデータ通信（矢印７）では、データ通信と同時に帯域計測は実行されていない。従って通信状況に応じて、サイズの大きな通信パケットが送信される場合や、一時的に送信周期が連続して短くなる場合が発生し得る。

図２を参照し、通信装置１２から送信された通信パケット３５のデータが、中継装置２（図１参照）の受信バッファ３１に格納された後、通信装置１３に転送される様子について説明する。受信バッファ３１は、ＦＩＦＯ（First In, First Out）形式でデータを記憶する。中継装置２が受信した通信パケット３５のデータは、受信バッファ３１の最上位アドレスの位置に格納され、時間経過に伴い下位アドレスの位置に移動し、最終的に受信バッファ３１の最下位アドレスの位置から取り出され、ネットワーク４（図１参照）を介して通信装置１３に転送されるものとする。

通信装置１２から送信された通信パケット３５のサイズが大きい場合を想定する。図２に示すように、通信パケット３５のデータが中継装置２の受信バッファ３１に格納された場合、受信バッファ３１の多くの領域がデータで埋まってしまって空き容量が不足する。受信バッファ３１の使用中容量の経時変化を表すグラブ３２にて示されるように、大きなサイズの通信パケットが繰り返し受信された場合、受信バッファ３１の使用中容量の変動幅が大きくなり、受信バッファ３１の空き容量は不安定となる。受信バッファ３１の空き容量が少ない状態では、新たに通信パケットを受信することができないので、中継装置２は、通信パケットを安定的に転送することができない。

さらに中継装置２は、受信バッファ３１の空き容量が不足すると、通信装置１２と通信装置１３との間のデータ通信に伴う通信パケットばかりでなく、通信装置１１と通信装置１３との間、及び、通信装置１１と通信装置１２との間のデータ通信に伴う通信パケットも安定的に転送できなくなる。通信装置１１と通信装置１３との間、及び、通信装置１１と通信装置１２との間では、データ通信と同時に帯域計測が行われているので、中継器２において安定的に通信パケットが転送できなくなると、帯域計測の精度が悪化する。特に中継装置２は、通信装置１１〜１３間で送受信される通信パケットが集中するので、中継装置２において安定的に通信パケットを転送できなくなった場合、帯域計測に与える悪影響は大きい。

なお図示されていないが、通信装置１２から送信される通信パケットの送信周期が連続して短くなった場合も、通信パケットのサイズが大きくなった場合（図２参照）と同様、受信バッファ３１の多くの領域が埋まってしまって空き容量が不足する状態が発生し得る。受信バッファ３１の空き容量が不足した場合、通信装置１１と通信装置１３との間、及び、通信装置１１と通信装置１２との間で計測される使用可能帯域の精度が悪化する。

これに対し本実施形態では、帯域計測を伴わないデータ通信（例えば、図１における矢印７のデータ通信）に使用される通信パケットの送信条件は、下記のいずれかに決定される。
（１）通信パケットのサイズを小さくする。
（２）通信パケットのサイズをランダムに設定する。
（３）通信パケットの送信周期を一定にする。
（４）通信パケットの送信周期をランダムに設定する。
（５）伝送速度が一定となるように、通信パケットのサイズと送信周期とが決定される。

例えば、通信パケットの送信条件が（１）に決定された場合、図３に示すように、通信装置１２から送信される通信パケット３６のサイズが小さいので、通信パケット３６のデータが中継装置２の受信バッファ３１に格納された場合でも、受信バッファ３１の多くの領域が一度に埋まってしまって空き容量が不足することはない。受信バッファ３１の使用中容量の経時変化を表すグラブ３４にて示されるように、小さなサイズの通信パケット３６が繰り返し受信されても、受信バッファ３１の使用中容量の変動幅は小さいので、受信バッファ３１の空き容量は安定化する。中継装置２は、安定的に通信パケットを受信し転送できる。従って、通信装置１１と通信装置１３との間、及び、通信装置１１と通信装置１２との間のデータ通信は遅滞なく実行され、データ通信と同時に実行される帯域計測によって、使用可能帯域は正確に計測される。

通信パケットのサイズは、イーサネット（登録商標）規格に基づき、最小６４バイトに設定可能である。しかしながら通信パケットのサイズは、中継装置２の受信バッファ３１の総容量、通信パケットの送信間隔、中継装置２を経由する通信経路の数等に基づいて最適値が算出され、決定されてもよい。例えば、受信バッファ３１の総容量が大きい場合は、通信パケットのサイズを６４バイトよりも大きくしてもよい。また、中継装置２を経由する通信経路の数が少ない場合は、通信パケットのサイズを６４バイトよりも大きくしてもよい。

また例えば、以下のように通信パケットのサイズを設定してもよい。はじめに、通信パケットのサイズが制御されない状態で、通信パケットのサイズの分布が計測される。なお、通信パケットのサイズの分布は、通信装置１１〜１３間で送受信される通信パケットを対象として計測されてもよいし、ネットワーク４を流れている全ての通信パケットを対象として計測されてもよい。そして、分布のピークを示すサイズが、全ての通信パケットのサイズとして暫定的に特定される。なお、特定された通信パケットのサイズが１２８バイトを超える場合には、通信パケットのサイズは１２８バイトに調整される。

通信パケットのサイズを小さく設定した場合、通信パケットの分割及び再構成を通信装置にて行う必要がある。従って、通信装置の処理負荷が大きくなるという問題がある。しかしながら上述の方法で通信パケットのサイズを定めた場合、通信パケットのサイズがピークのサイズより元々小さい場合は、通信パケットのサイズは調整されずそのまま送信される。これによって、通信パケットの分割及び再構成を行う必要がなくなるので、通信装置の処理負荷を軽減できる。なお、通信パケットのサイズは最大１２８バイトに調整されるので、受信バッファ３１の変動を抑えることができる。

例えば、送信条件が（２）に決定された場合、サイズの大きい通信パケットのデータが連続して受信バッファ３１に格納されることがないので、受信バッファ３１の多くの領域が長時間埋まった状態になってしまうことがない。受信バッファ３１の空き容量が長時間連続して不足しないので、通信装置１１と通信装置１３との間、及び、通信装置１１と通信装置１２との間のデータ通信は遅滞なく実行される。従って、データ通信と同時に計測される帯域計測によって、使用可能帯域は正確に計測される。また、送信条件が（１）の場合と比較して、データ通信時におけるデータ量を大きくできる。

通信パケットのサイズは、周知の乱択アルゴリズムに基づいて定められる。通信パケットのサイズは、所定のサイズ範囲内で等確率となるように定められる。通信パケットのサイズは、イーサネット（登録商標）規格において使用可能なパケットサイズ（６４〜１５１８バイト）のうちいずれかに決定される。なお通信パケットのサイズは、所定時間内に送信される通信パケットのサイズが平均化されるように定められてもよい。

例えば、送信条件が（３）に決定された場合、通信パケットのデータが短時間に集中して受信バッファ３１に格納されることがないので、受信バッファ３１の空き容量は常に一定量確保された状態となる。これによって、通信装置１１と通信装置１３との間、及び、通信装置１１と通信装置１２との間のデータ通信は遅滞なく実行され、データ通信と同時に計測される帯域計測の精度は良好となる。

通信パケットの送信周期は、受信バッファ３１に常に一定量の空き容量が確保されるよう調整される。通信パケットの送信周期は、データ通信時のデータ総量に基づいて定められてもよい。例えば送信周期は２０ｍｓに調整されてもよい。

例えば、送信条件が（４）に決定された場合、短い周期で連続して通信パケットのデータが受信バッファ３１に格納されることがないので、受信バッファ３１の多くの領域が長時間埋まった状態になってしまうことがない。受信バッファ３１の空き容量が長時間連続して不足しないので、通信装置１１と通信装置１３との間、及び、通信装置１１と通信装置１２との間のデータ通信は遅滞なく実行される。従って、データ通信と同時に計測される帯域計測の精度は良好となる。また、送信条件が（３）の場合と比較して、データ通信時におけるデータ量が変化した場合であっても、決定される送信周期を調整することで対応できる。なお通信パケットの送信周期は、周知の乱択アルゴリズムに基づいて定められる。

例えば、送信条件が（５）に決定された場合、中継装置２が一定時間内に受信する通信パケットのデータ量が一定となるので、受信バッファ３１の使用中容量の変動は小さくなり、受信バッファ３１の使用中容量は安定化する。従って、通信装置１１と通信装置１３との間、及び、通信装置１１と通信装置１２との間のデータ通信は遅滞なく実行されるので、データ通信と同時に計測される帯域計測の精度はさらに良好となる。

伝送速度は、「通信パケットのサイズ×送信間隔」によって定まるので、伝送速度を一定とするために、通信パケットのサイズ及び送信間隔が調整される。例えば、データ通信時におけるデータ量に基づいて通信パケットのサイズを決定し、次いで、伝送速度が一定となるように送信間隔が決定されてもよい。

以上のように、通信装置１１〜１３は、通信パケットの送信条件を調整することで、中継装置２、３の受信バッファ３１に対する負荷を軽減できる。これによって、帯域計測を伴わないデータ通信が、帯域計測の妨げとなってしまうことを防止できる。従って通信装置１１〜１３は、帯域計測によって使用可能帯域を正確に計測できる。

図４を参照し、ＨＤＤ２４に記憶される管理テーブルの一例である、管理テーブル２４１について説明する。管理テーブル２４１は、他の通信装置との接続状態や通信状態を管理するために使用されるテーブルである。管理テーブル２４１には、通信システム１内の他の通信装置のＩＤ、及び、この通信装置との間の通信路の通信状態が格納されている。図４では、通信状態に「接続中」「データ通信中」及び「計測中」が対応付けられている。そして、「接続中」「データ通信中」「計測中」の其々に対応するフラグが、通信装置のＩＤに対応付けられて格納されている。「データ通信中」及び「計測中」のフラグは、自身から他の通信装置側に向かってデータが流れる通信路（往路）、及び、他の通信から自身に向かってデータが流れる通信路（復路）の其々の通信路毎に格納されている。

「接続中」のフラグが「１」である場合、対応する通信装置と接続中（データ通信が可能な状態）であることを示している。「接続中」のフラグが「０」である場合、対応する通信装置と非接続中であることを示している。「データ通信中」のフラグが「１」である場合、対応する通信装置とのデータ通信が実行中であることを示している。「データ通信中」のフラグが「０」である場合、対応する通信装置とのデータ通信は実行中でないことを示している。「計測中」のフラグが「１」である場合、対応する通信装置との間で、データ通信と同時に帯域計測が実行されていることを示している。「計測中」のフラグが「０」である場合、対応する通信装置との間で帯域計測が実行されていないことを示している。

例えば管理テーブル２４１では、通信装置１１とはデータ通信が可能な状態となっており（接続中：１）、往路／復路の両方でデータ通信が実行中であり（データ通信中：１）、且つ、往路／復路の両方で帯域計測が実行中である（計測中：１）状態が示されている。

図５〜図８を参照し、通信装置１２のＣＰＵ２１において実行される各種処理について説明する。各処理は、ＣＰＵ２１の電源が投入された場合において、ＣＰＵ２１において起動され実行される。各処理は、ＯＳによって適宜スイッチングされる。これによって、其々の処理は独立に且つ並列に実行される。

図５を参照し、メイン処理について説明する。他の通信装置との間のデータ通信を開始する指示であって、他の通信装置に対して発呼する指示がユーザによって入力されたかが判断される（Ｓ１１）。発呼する指示が入力された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、データ通信の相手方の通信装置に対して、自身との接続を要求する接続要求パケットが送信される（Ｓ１３）。接続要求パケットの送信後、接続要求パケットを受信した相手方の通信装置から返信される接続応答パケットを受信したかが判断される（Ｓ１５）。接続応答パケットを受信していない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、処理はＳ１５に戻る。接続応答パケットを受信した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、相手方の通信装置とのデータ通信が可能な状態となっているので、管理テーブル２４１（図４参照）が更新される（Ｓ１７）。相手方の通信装置のＩＤが格納される。通信状態の初期値として、「接続中：１」「データ通信中（往／復）：１」「計測中（往／復）：１」の其々の情報が格納される。なお管理テーブル２４１は、後述する更新処理によって周期的に更新される。処理はＳ２５に進む。

他の通信装置に対して発呼する指示がユーザによって入力されていない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、他の通信装置から送信された接続要求パケットを受信したかが判断される（Ｓ１９）。接続要求パケットを受信した場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）、接続要求パケットを送信した他の通信装置に対して、接続応答パケットが送信される（Ｓ２１）。接続要求パケットを送信した他の通信装置とのデータ通信が可能な状態となっているので、管理テーブル２４１（図４参照）が更新される（Ｓ１７）。接続要求パケットを送信した通信装置のＩＤが格納される。通信状態の初期値として、「接続中：１」「データ通信中（往／復）：１」「計測中（往／復）：１」の其々の情報が格納される。処理はＳ２５に進む。以下、管理テーブル２４１に格納されたＩＤの通信装置を「相手装置」という。他の通信装置に対して発呼する指示が入力されておらず（Ｓ１１：ＮＯ）。且つ、他の通信装置から接続要求パケットが受信されていない場合（Ｓ１９：ＮＯ）、処理はＳ２５に進む。

自身側から相手装置側に向かう方向（以下「往路方向」という。）のデータ通信が継続して行われているが判断される（Ｓ２５）。管理テーブル２４１の「データ通信中」に対応するフラグのうち、「往路」に対応するフラグがすべて「０」である場合、往路方向のデータ通信が継続して行われていない（Ｓ２５：ＮＯ）ので、処理はＳ３５に進む。

管理テーブル２４１のうち「データ通信中−往路」に対応するフラグとして「１」が格納されている場合、往路方向のデータ通信を継続して行っている相手装置が存在している（Ｓ２５：ＹＥＳ）。次に、往路方向のデータ通信と同時に帯域計測が実行されておらず、且つ、他の一以上の通信路でデータ通信と同時に計測通信が実行されているか判断される（Ｓ２９）。管理テーブル２４１のうち、「計測中−往路」に対応するフラグとして「１」が格納されている場合、往路方向のデータ通信と同時に帯域計測が実行されている（Ｓ２９：ＹＥＳ）。また、「計測中−往路」に対応するフラグとして「０」が格納されている場合であっても、他の通信路の「計測中」に対応するフラグとして「１」が格納されていない場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、処理はＳ３５に進む。

管理テーブル２４１のうち、データ通信が継続して実行されている相手装置との通信状態「計測中−往路」に対応するフラグとして「０」が格納されている場合であり、且つ、他の一以上の通信路の「計測中」に対応するフラグとして「１」が格納されている場合、往路方向の帯域計測は実行されておらず、且つ、他の一以上の通信路でデータ通信と同時に計測通信が実行されていることになる（Ｓ２９：ＮＯ）。この場合、往路方向のデータ通信時に送信される通信パケットの送信条件を変更する処理（変更処理、図６参照）が実行される（Ｓ３３）。

図６を参照し、変更処理について説明する。はじめに、往路方向で実行中の、計測通信を伴わないデータ通信における相手装置のうち一つが選択される。選択された相手装置に対して送信される通信パケットの送信条件が、上述した（１）〜（５）のうちいずれか一に決定される（Ｓ５３）。データ通信時のデータ総量等に応じて、（１）〜（５）のうち最適な送信条件が適宜決定されてもよい。決定された送信条件に基づいて、相手装置に対して通信パケットが送信される（Ｓ５５）。これによって、往路方向のデータ通信が実行される。

往路方向で実行中の、計測通信を伴わないデータ通信における相手装置のうち、送信条件を変更していない相手装置が他に存在するかが判断される（Ｓ５７）。送信条件を変更していない相手装置が残存する場合（Ｓ５７：ＹＥＳ）、処理はＳ５３に戻る。全ての相手装置に対応する送信条件が変更された場合（Ｓ５７：ＮＯ）、変更処理は終了し、処理はメイン処理（図５参照）に戻る。図５に示すように、メイン処理では、変更処理（Ｓ３３）の終了後、処理はＳ３５に進む。

相手装置との接続状態が全て解消されたかが判断される（Ｓ３５）。管理テーブル２４１のうち、「接続中」に対応する全てのフラグが「０」となっている場合、接続中の相手装置は存在しない（Ｓ３５：ＹＥＳ）ので、メイン処理は終了する。管理テーブル２４１のうち「接続中」に対応するフラグに「１」が格納されている場合、接続中の相手装置が存在する（Ｓ３５：ＮＯ）ので、処理はＳ１１に戻る。

図７を参照し、更新処理について説明する。更新処理では、管理テーブル２４１（図４参照）を更新する処理が実行される。管理テーブル２４１に記憶された相手装置に対して、復路方向の通信状態を要求する状態要求パケットが送信される（Ｓ６１）。状態要求パケットに応じ、相手装置から返信される応答パケットの受信が監視される（Ｓ６３）。応答パケットが受信されていない場合（Ｓ６３：ＮＯ）、処理はＳ６３に戻る。応答パケットを受信した場合（Ｓ６３：ＹＥＳ）、受信した応答パケットの内容に応じて、管理テーブル２４１のフラグのうち復路に対応付けられているフラグ（接続中、データ通信中、及び計測中）が更新される（Ｓ６５）。

相手装置との往路方向の通信状態が取得される。取得された通信状態に基づき、管理テーブル２４１のフラグのうち往路に対応付けられているフラグ（接続中、データ通信中、及び計測中）が更新される（Ｓ６７）。管理テーブル２４１の更新後、所定時間が経過したかが判断される（Ｓ６９）。所定時間が経過していない場合（Ｓ６９：ＮＯ）、処理はＳ６９に戻る。所定時間が経過した場合（Ｓ６９：ＹＥＳ）、処理はＳ６１に戻る。これによって、所定時間周期で管理テーブル２４１は更新される。

図８を参照し、応答処理について説明する。相手装置から状態要求パケットを受信したかが判断される（Ｓ７１）。状態要求パケットが受信されていない場合（Ｓ７１：ＮＯ）、処理はＳ７１に戻る。状態要求パケットを受信した場合（Ｓ７１：ＹＥＳ）、状態要求パケットを送信した相手装置との通信路のうち往路方向の通信路の通信状態（接続中であるか否か、データ通信中であるか否か、及び、帯域計測中であるか否か）が取得される（Ｓ７３）。取得された通信状態は、応答パケットに格納される。通信状態が格納された応答パケットは、状態要求パケットを送信した通信装置に対して送信される（Ｓ７５）。処理はＳ７１に戻る。

例えば図９に示すように、通信装置１１と通信装置１２との間（往路／復路）、通信装置１１と通信装置１３との間（往路／復路）、及び、通信装置１３→１２の其々の通信路で、データ通信と同時に帯域計測が実行されているとする（順番に、矢印５、矢印６、及び矢印７１）。通信装置１２→１３の通信路で、データ通信のみ実行されているとする（矢印７２）。上述の処理によって、矢印７２にて示されるデータ通信時に通信装置１２から送信される通信パケットの送信条件は変更される。これによって、中継装置２の受信バッファ３１（図２参照）の空き容量は常に安定的に確保されるので、矢印５、６、及び７１のデータ通信時に実行される帯域計測の精度は良好となる。

このように通信装置１１〜１３は、通信パケットの送信条件を調整することで、中継装置２、３に生じる通信負荷を軽減できる。これによって、通信パケットによる通信が帯域計測の妨げとなってしまうことを防止できる。従って通信装置１１〜１３は、使用可能帯域を正確に計測できる。

例えば図１０に示すように、通信装置４１〜４４がネットワーク４に接続する通信システム４０を想定する。通信装置４１、４２は、中継装置４５を介してネットワーク４に接続している。通信装置４３、４４は、中継装置４６を介してネットワーク４に接続している。通信装置４３はＭＣＵ（Multi-point Control Unit）であり、他の通信装置４１、４２、４４は、通信装置４３を介してのみ互いに通信が可能であるとする。通信装置４１→４３の通信路（矢印６１）、及び通信装置４３→４２の通信路（矢印６３）を介したデータ通信は、帯域計測を伴っていないので、通信パケットの送信条件が変更される。これによって、通信装置４３と直接接続する中継装置４６や、通信装置４１、４２と接続する中継装置４５への通信負荷の集中を緩和できるので、受信バッファ３１（図２参照）の使用容量を安定化できる。これによって、通信装置４３→４１（６２）、通信装置４２→４３（６４）、通信装置４３→４４（６５）、及び通信装置４４→４３（６６）の各通信路において、データ通信と同時に実行される帯域計測の精度を高めることができる。

通常、ＭＣＵを含む通信システムでは、ＭＣＵに通信パケットが集中するので、ＭＣＵと直接接続する中継装置（図１０における中継装置４６）の通信負荷は増大し易い傾向にある。ここで本実施形態では、通信システム内にある全ての通信装置が通信パケットの送信条件を独自に変更できるので、中継装置の通信負荷を抑えつつ、データ通信を行うことができる。これによって、同時に実行されている帯域計測の精度を良好に維持できるので、通信装置は、取得された使用可能帯域に基づいて最適な通信方法を選択し、ＭＣＵとデータ通信を実行できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。上述では、往路方向のデータ通信時における通信パケットの送信条件が変更されているが、本発明はこれに限定されない。通信装置は、相手装置から自身に向かう方向（以下「復路方向」という。）のデータ通信時に相手装置から通信パケットが送信される場合の送信条件を、相手装置に変更させてもよい。以下、本実施形態の変形例について説明する。

図５を参照し、変形例におけるメイン処理について説明する。上述した実施形態と異なる部分を説明し、同一部分の説明は省略する。Ｓ２５において、復路方向のデータ通信が継続して行われているかが判断される（Ｓ２５）。管理テーブル２４１の「データ通信中」に対応するフラグのうち、「復路」に対応するフラグが全て「０」である場合、復路方向のデータ通信が継続して行われていない（Ｓ２５：ＮＯ）ので、処理はＳ３５に進む。

管理テーブル２４１のうち「データ通信中−復路」に対応するフラグとして「１」が格納されている場合、復路方向のデータ通信を継続して行っている相手装置が存在している（Ｓ２５：ＹＥＳ）。次に、復路方向のデータ通信と同時に帯域計測が実行されておらず、且つ、他の一以上の通信路でデータ通信と同時に計測通信が実行されているか判断される（Ｓ２９）。管理テーブル２４１のうち、「計測中−復路」に対応するフラグとして「０」が格納されている場合であり、且つ、他の一以上の通信路の「計測中」に対応するフラグとして「１」が格納されている場合、復路方向帯域計測は実行されておらず、且つ、他の一以上の通信路でデータ通信と同時に計測通信が実行されていることになる（Ｓ２９：ＮＯ）。この場合、復路方向のデータ通信時に相手装置から送信される通信パケットの送信条件を変更させる処理（変更処理、図１１参照）が実行される（Ｓ３３）。

図１１を参照し、変形例における変更処理について説明する。はじめに、復路方向のデータ通信が実行されている相手装置のうち一つが選択される。選択された相手装置に対する往路方向のデータ通信が実行されており、且つ、同時に使用可能帯域の計測が実行されているかが、管理テーブル２４１を参照することで判断される。（Ｓ８１）。往路方向で、データ通信と同時に帯域計測が実行されている場合（Ｓ８１：ＹＥＳ）、復路方向のデータ通信が、往路方向における帯域計測に影響を及ぼす可能性がある。往路／復路方向の通信パケットは、同一の中継装置を経由する可能性が高いので、復路方向のデータ通信によって、帯域計測時に経由する中継装置に通信負荷がかかってしまうためである。従って、復路方向のデータ通信時に相手装置から送信される通信パケットの送信条件を変更させるために、変更要求パケットが相手装置に対して送信される（Ｓ８５）。処理はＳ８７に進む。

一方、往路方向で、データ通信と同時に帯域計測が実行されていない場合（Ｓ８１：ＮＯ）、他の相手装置との間で、往路方向及び復路方向とも、データ通信と同時に帯域計測が実行されているかが判断される（Ｓ８３）。他の相手装置との間で、往路方向及び復路方向とも、データ通信と同時に帯域計測が実行されている場合（Ｓ８３：ＹＥＳ）、帯域計測を伴わない復路方向のデータ通信が、往路／復路両方の帯域計測の精度を悪化させてしまう可能性がある。この場合、帯域計測を伴わない復路方向のデータ通信時に相手装置から送信される通信パケットの送信条件を変更させるために、変更要求パケットが相手装置に対して送信される（Ｓ８５）。処理はＳ８７に進む。他方、他の相手装置との間で、データ通信と同時に帯域計測が実行されていない場合（Ｓ８３：ＮＯ）、処理はＳ８７に進む。

Ｓ８７では、送信条件の変更が検討されていない相手装置が他に存在するかが判断される（Ｓ８７）。送信条件の変更が検討されていない相手装置が残存する場合（Ｓ８７：ＹＥＳ）、処理はＳ８１に戻る。全ての相手装置に対して、送信条件の変更の検討がされた場合（Ｓ８７：ＮＯ）、変更処理は終了し、処理はメイン処理（図５参照）に戻る。

図１２を参照し、受信処理について説明する。他の通信装置から変更要求パケットを受信したかが判断される（Ｓ９１）。変更要求パケットが受信されていない場合（Ｓ９１：ＮＯ）。処理はＳ９１に戻る。変更要求パケットが受信された場合（Ｓ９１：ＹＥＳ）、変更要求パケットの送信元の通信装置（以下「送信元端末」という。）に対して、帯域計測を伴わない通信パケットを送信している最中であり、且つ、他の一以上の通信路でデータ通信と同時に計測通信が実行されているかが、管理テーブル２４１（図４参照）を参照することで判断される（Ｓ９２）。送信元端末に対するデータ通信が帯域計測を伴っている場合や、且つ、他の一以上の通信路でデータ通信と同時に計測通信が実行されていない場合（Ｓ９２：ＹＥＳ）、通信パケットの送信条件を変更することはできないので、処理はＳ９１に戻る。

送信元端末に対して、帯域計測を伴わない通信パケットを送信している最中であり、且つ、他の一以上の通信路でデータ通信と同時に計測通信が実行されている場合（Ｓ９２：ＮＯ）、通信パケットの送信条件が（１）〜（５）のうちいずれか一に決定される（Ｓ９３）。決定された送信条件に基づいて、送信元端末に対して通信パケットが送信される（Ｓ９５）。これによってデータ通信が実行される。処理はＳ９１に戻る。このように通信装置は、送信元装置からの要求があった場合に、通信パケットの送信条件を変更できるので、効率的に通信パケットの送信条件を変更できる。

例えば図９に示す通信システム１を想定する。通信装置１３は、通信装置１２→１３の通信路のデータ通信（矢印７２）が帯域計測を伴うものでない場合（Ｓ２９：ＮＯ、図５参照）、通信装置１３→１２のデータ通信（矢印７１）が帯域計測を伴うものであるので（Ｓ８１：ＹＥＳ）、通信装置１２に対して変更要求パケットを送信する（Ｓ８５、図１１参照）。なお仮に、通信装置１３→１２のデータ通信（矢印７１）が帯域計測を伴わない場合であっても（Ｓ８１：ＮＯ、図１１参照）、通信装置１３と通信装置１１との間のデータ通信（矢印６）が、往路／復路の両方向とも帯域計測を伴うものであるので（Ｓ８３：ＹＥＳ、図１１参照）、通信装置１２に対して変更要求パケットを送信する（Ｓ８５、図１１参照）。これによって、中継装置３にかかる通信負荷を抑制することができるので、データ通信（矢印６、７１）と同時に実行される帯域計測の精度を良好にできる。このように通信装置１３は、帯域計測に影響を及ぼす可能性のあるデータ通信を限定し、通信パケットの送信条件を変更できるので、送信条件の変更を最小限に抑えることができる。

上述の実施形態及び変形例では、データ通信時の通信パケットを使用して、帯域計測が実行されていたが、本発明はこれに限定されない。帯域計測は、データ通信と別々に実行されてもよい。即ち、帯域計測用の計測パケットが送受信されることによって、使用可能帯域が測定されてもよい。通信装置１１〜１３は、データ通信が帯域計測と同時に実行されていない場合に、データ通信に使用される通信パケットの送信条件を変更してもよい。

上述で例示した通信システムの構成は一例であり、他のシステム構成（リング型、スター型、ライン型、メッシュ型等）であっても適用可能である。中継装置２，３は、例えばプロキシサーバやファイヤーウォールであってもよい。中継装置２，３の受信バッファは、ＬＩＦＯ（Last In, First Out）形式でデータを記憶してもよい。

なお、図５のＳ２９の処理を行うＣＰＵ２１が本発明の「特定手段」「第二特定手段」に相当する。図１２のＳ９２の処理を行うＣＰＵ２１が本発明の「第一特定手段」に相当する。図６のＳ５３、図１２のＳ９３の処理を行うＣＰＵ２１が本発明の「決定手段」に相当する。図６のＳ５５、図１２のＳ９５の処理を行うＣＰＵ２１が本発明の「送信手段」「第一送信手段」に相当する。図１２のＳ９１の処理を行うＣＰＵ２１が本発明の「受信手段」に相当する。図１１のＳ８５の処理を行うＣＰＵ２１が本発明の「第二送信手段」に相当する。図５のＳ２９の処理が本発明の「特定ステップ」に相当する。図６のＳ５３、図１２のＳ９３の処理が本発明の「決定ステップ」に相当する。図６のＳ５５、図１２のＳ９５の処理が本発明の「送信ステップ」に相当する。

１、４０ 通信システム
２、３ 中継装置
１１、１２，１３ 通信装置
２１ ＣＰＵ
３１ 受信バッファ
４１、４２、４３、４４ 通信装置
４５、４６ 中継装置

Claims (8)

1. 通信網に接続する他の通信装置である相手装置と所定の送信条件に基づいてデータ通信を行う通信装置であって、
   前記通信装置間の通信路における使用可能な帯域である使用可能帯域を計測する帯域計測が、複数の通信路のうち一以上の前記通信路で実行されている状態で、前記相手装置との間の通信路のうち前記帯域計測が実行中でない前記通信路を特定する特定手段と、
   前記特定手段によって特定された前記通信路を介して、前記相手装置と前記データ通信を行うための通信パケットの送信条件を、前記所定の送信条件とは異なる送信条件に決定する決定手段と、
   前記決定手段によって決定された前記送信条件に基づいて、前記相手装置に対して前記通信パケットを送信する送信手段と
   を備えたことを特徴とする通信装置。
2. 前記決定手段は、
   前記所定の送信条件にて規定される前記通信パケットのサイズとは異なるサイズとなるように、前記送信条件を決定することを特徴する請求項１に記載の通信装置。
3. 前記決定手段は、
   前記所定の送信条件にて規定される前記通信パケットの送信周期とは異なる送信周期となるように、前記送信条件を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記決定手段は、
   前記通信パケットが送信される場合の伝送速度が一定となるように、前記通信パケットのサイズ及び送信周期を決定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
5. 前記相手装置から送信され、前記送信条件の変更を要求する要求パケットを受信する受信手段を備え、
   前記決定手段は、
   前記受信手段によって受信された前記要求パケットの送信元の前記相手装置との間の前記通信路が、前記特定手段によって特定された前記通信路と一致する場合に、前記通信パケットの送信条件を決定することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の通信装置。
6. 通信網に接続する一の通信装置である第一装置と、他の通信装置である第二装置との間で、所定の送信条件に基づいてデータ通信が行われる通信システムであって、
   前記第一装置は、
   前記通信装置間の通信路における使用可能な帯域である使用可能帯域を計測する帯域計測が、複数の通信路のうち一以上の前記通信路で実行されている状態で、前記第二装置との間の通信路のうち前記帯域計測が実行中でない通信路を特定する第一特定手段と、
   前記第二装置と前記データ通信を行うための通信パケットを前記第二装置に対して送信する場合の送信条件の変更を要求する要求パケットを、前記第二装置から受信する受信手段と、
   前記受信手段によって受信された前記要求パケットの送信元の前記第二端末との間の前記通信路が、前記第一特定手段によって特定された前記通信路と一致する場合に、前記通信パケットの送信条件を、前記所定の送信条件とは異なる送信条件に決定する決定手段と、
   前記決定手段によって決定された前記送信条件に基づいて、前記第二装置に対して前記通信パケットを送信する第一送信手段と
   を備え、
   前記第二装置は、
   複数の通信路のうち一以上の前記通信路で前記帯域計測が実行されている状態で、前記第一装置との間の前記通信路のうち前記帯域計測が実行中でない通信路を特定する第二特定手段と、
   前記第二特定手段によって特定された前記通信路を介して、前記第一装置に対して前記要求パケットを送信する第二送信手段と
   を備えたことを特徴とする通信システム。
7. 通信網に接続する他の通信装置である相手装置と所定の送信条件に基づいてデータ通信を行う通信装置において実行される通信方法であって、
   前記通信装置間の通信路における使用可能な帯域である使用可能帯域を計測する帯域計測が、複数の通信路のうち一以上の前記通信路で実行されている状態で、前記相手装置との間の通信路のうち前記帯域計測が実行中でない前記通信路を特定する特定ステップと、
   前記特定ステップによって特定された前記通信路を介して、前記相手装置と前記データ通信を行うための通信パケットの送信条件を、前記所定の送信条件とは異なる送信条件に決定する決定ステップと、
   前記決定ステップによって決定された前記送信条件に基づいて、前記相手装置に対して前記通信パケットを送信する送信ステップと
   を備えたことを特徴とする通信方法。
8. 通信網に接続する他の通信装置である相手装置と所定の送信条件に基づいてデータ通信を行う通信プログラムであって、
   前記通信装置間の通信路における使用可能な帯域である使用可能帯域を計測する帯域計測が、複数の通信路のうち一以上の前記通信路で実行されている状態で、前記相手装置との間の通信路のうち前記帯域計測が実行中でない前記通信路を特定する特定ステップと、
   前記特定ステップによって特定された前記通信路を介して、前記相手装置と前記データ通信を行うための通信パケットの送信条件を、前記所定の送信条件とは異なる送信条件に決定する決定ステップと、
   前記決定ステップによって決定された前記送信条件に基づいて、前記相手装置に対して前記通信パケットを送信する送信ステップと
   をコンピュータに実行させるための通信プログラム。

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