JP5163462B2 - ネットワーク装置、エッジルータ及びパケット通信システム - Google Patents

Description

本技術は、通信制御技術に関し、より詳しくはネットワーク装置（例えば中継ルータ等）の省電力化を図るための技術に関する。

近年、情報通信ネットワークを流れるトラフィック量が大きく増加しており、それに伴いネットワーク全体の消費電力も増加している。特にルータの消費電力が著しく増加している。なお、ルータにおけるパケットバッファリング及びルーティングテーブル検索処理による消費電力が全体の３割以上を占めている。

ところで、従来から、例えばＴＤＭ（Time Division Multiplexing）やＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）といった、ネットワークの利用効率を向上させるための技術が存在している。例えばＴＤＭでは、時間軸上でデータを多重化し、データトラフィックをバッファレスに伝送できるが、経路を決定するための制御トラフィックについては、各ルータでバッファリングとルーティング処理を行う必要があり、ルータ全体としての省電力化はあまり見込めない。また、ＭＰＬＳでは、ルータ間で定義したラベルを用いてパケットを転送するため、ルーティング処理の負荷を軽減できるが、パケット衝突を回避することはできず、バッファリングが必要となる。そのため、やはりルータの省電力化はあまり見込めない。
特開２００３−２５８８５５号公報

以上のように、従来技術では、例えばルータなどのネットワーク装置がバッファリング及びルーティング処理を行わなければならず、ネットワーク装置の消費電力を削減することはできない。

従って、本技術の目的は、例えばルータなどのネットワーク装置の省電力化を図ることである。

本技術の第１の態様に係るネットワーク装置は、ネットワークにおけるエッジルータ間で通信されるパケットを中継するネットワーク装置であって、特定の送信元から特定の送信先へのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる入力インタフェース及び出力インタフェースの識別子とを含むレコードを格納するスロットテーブルと、特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを受信した場合、スロットテーブルから特定のタイムスロットに対応する入力インタフェース及び出力インタフェースを特定し、特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを受信するまでの間、特定された入力インタフェースからのパケットを、特定された出力インタフェースへ送出する手段とを有する。

本技術の第２の態様に係るエッジルータは、パケットの送信先アドレスと、当該送信先アドレスに対応する送信先エッジルータの識別子とを格納するエッジルータテーブルと、送信先エッジルータ毎のキューと、特定の送信先エッジルータへのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる出力インタフェースの識別子と、特定の送信先エッジルータに対応するキューの識別子とを含むレコードを格納するスロット予約テーブルと、外部ネットワークからパケットを受信するパケット受信手段と、エッジルータテーブルから、受信したパケットの送信先アドレスに対応する送信先エッジルータを特定し、特定された送信先エッジルータに対応するキューに、受信したパケットを格納するパケット分類手段と、特定のタイムスロットへの切り替わりを検出した場合、スロット予約テーブルから特定のタイムスロットに対応する出力インタフェース及びキューを特定し、特定された出力インタフェースを介して、特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを送信し、第１の制御パケットを送信した後に、特定されたキューから読み出されるパケットを順次送信し、特定のタイムスロットにおける最後のパケットとして特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを送信するスケジュール手段とを有する。

ネットワーク装置の省電力化を図ることができる。

［本技術の実施の形態の概要］
まず、図１乃至図７を用いて、本技術の実施の形態に係るパケット通信システムの概要を説明する。本技術の実施の形態に係るパケット通信システムは、例えば図１に示すように、エッジルータ１（図１では、１ａ乃至１ｄ）と、中継ルータ３（図１では、３ａ及び３ｂ）と、管理サーバ５とを有する。なお、エッジルータ１は、図示しない外部ネットワークと接続されている。また、図１において、中継ルータ３ａは、リンクＬ１を介してエッジルータ１ａと接続され、リンクＬ２を介してエッジルータ１ｃと接続され、リンクＬ３を介して中継ルータ３ｂと接続されている。さらに、中継ルータ３ｂは、リンクＬ４を介してエッジルータ１ｂと接続され、リンクＬ５を介してエッジルータ１ｄと接続されている。なお、図１では、エッジルータ１の数は４台、中継ルータ３の数は２台となっているが、エッジルータ１及び中継ルータ３の数はこれに限定されない。また、本技術の実施の形態では、以下のような事項を前提とする。すなわち、リンクＬ１乃至リンクＬ５の各々における伝送速度はすべて等しいものとする。また、エッジルータ１間の伝播遅延は大きくとも数百ｍｓ程度であるものとする。さらに、管理サーバ５は、例えばＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）などのプロトコルを利用して、ネットワークの構成を把握可能とする。

図２乃至図４を用いて、本パケット通信システムの動作原理を説明する。例えば図２に示すように、１つのフレームには、ｎ個のタイムスロット（スロット＃１、スロット＃２、・・・、スロット＃ｎ）が含まれる。なお、タイムスロットをスロットと略称する場合もある。ここで、例えば、あるパケット通信について例えばスロット＃１を割り当て、各フレーム内のスロット＃１を用いて当該パケット通信を行うようにする。この場合、スロット＃１では、他のパケット通信が行われることはなく、他のパケットとパケット衝突は生じない。また、図３に示すような制御パケットを流し、スロット＃１の開始及び終了のタイミングを中継ルータ３に知らせるようにする。スロット＃１で行われるパケット通信の通信経路は一定であり、データパケットを、通信経路に対応する出力インタフェースに転送し続ければよくなり、データパケット毎にルーティング処理を行う必要がなくなる。このように、本パケット通信システムでは、あるパケット通信について、他のパケットとパケット衝突が生じることのないタイムスロットを割り当て、割り当てられたタイムスロットを用いて当該パケット通信を行うようにする。

図４に、１つのフレームに含まれるタイムスロットの数が３個の場合の例を示す。図４において、スロット＃１（図４の時間軸では、ｔ０〜ｔ１、ｔ３〜ｔ４、・・・）では、エッジルータ１ａとエッジルータ１ｃ間のパケット通信と、エッジルータ１ｂとエッジルータ１ｄ間のパケット通信とを行うようになっている。また、スロット＃２（図４の時間軸上では、ｔ１〜ｔ２、ｔ４〜ｔ５、・・・）では、エッジルータ１ａとエッジルータ１ｂ間のパケット通信を行うようになっている。さらに、スロット＃３（図４の時間軸上では、ｔ２〜ｔ３、ｔ５〜ｔ６、・・・）では、エッジルータ１ａとエッジルータ１ｄ間のパケット通信を行うようになっている。なお、図４の例では、他のパケット通信（例えばエッジルータ１ｃとエッジルータ１ｄ間のパケット通信など）を行わない場面を想定しており、他のパケット通信を行う場合には、４以上のスロット数を予め用意しておくようにする。

次に、図１に示したパケット通信システムの処理概要を説明する。まず、管理サーバ５は、起動後、スロット定義情報を各エッジルータ１に配信する（図１：ステップ（１））。なお、スロット定義情報には、１フレームに含まれるタイムスロット（以下、スロットと略称する場合もある）の数や、後で説明する伝送時間などが含まれる。さらに、管理サーバ５は、定期的に同期時刻情報を各エッジルータ１に配信する。なお、各エッジルータ１では、スロット定義情報及び同期時刻情報に従ってタイムスロットの同期を取るようになっている。

そして、例えばエッジルータ１ａが外部ネットワークからパケットを受信し（ステップ（２））、受信したパケットをキューに格納する。ここでは、エッジルータ１ｄを介して外部ネットワークへ送出されるパケットを受信したものとする。そして、エッジルータ１ａは、当該パケットを送信するためのタイムスロットが既に割り当てられているか判断し、未だ割り当てられていなければ、スロット割当要求を管理サーバ５に送信する（ステップ（３））。なお、スロット割当要求には、送信元エッジルータの識別子及び送信先エッジルータの識別子が含まれる。

図５の説明に移行して、管理サーバ５は、スロット割当要求に応じて、パケット衝突が生じることのないタイムスロットの割り当てを行う。ここでは、スロット＃ｉが割り当てられたものとする。そして、エッジルータ１ａ、中継ルータ３ａ、中継ルータ３ｂ及びエッジルータ１ｄにおいて、スロット＃ｉを予約するための処理を実施する（図５：ステップ（４））。なお、タイムスロットの割り当て処理及びタイムスロットを予約するための処理については、後で詳細に説明する。

図６の説明に移行して、エッジルータ１ａは、スロット＃ｉへの切り替わりを検出すると、タイムスロットのＩＤと制御種別「開始」とを含む制御パケットを送出し、当該制御パケットを送出した後、キューからパケット（以下、データパケットと呼ぶ場合もある）を読み出して送出する（ステップ（５））。また、エッジルータ１ａは、当該タイムスロットの最後のパケットとして、タイムスロットのＩＤと制御種別「終了」とを含む制御パケットを送出する。

そして、エッジルータ１ｄは、中継ルータ３ａ及び中継ルータ３ｂを介してエッジルータ１ａからの制御パケット及びデータパケットを受信し、データパケットを送信先となる外部ネットワークへ送出する。

そして、以降のフレームにおけるスロット＃ｉにおいては、上記ステップ（５）の処理を繰り返す。

図７の説明に移行して、エッジルータ１ａは、例えばパケットをキューに格納した後にタイマをスタートし、一定時間経過するまでに次のパケットを受信した場合にはタイマをリスタートする。すなわち、一定時間経過するまでに次のパケットを受信しない場合、エッジルータ１ａは、タイマのタイムアウトを検出する（図７：ステップ（６））。そして、エッジルータ１ａは、スロット解放要求を管理サーバ５に送信する（ステップ（７））。なお、スロット解放要求には、送信元エッジルータの識別子及び送信先エッジルータの識別子が含まれる。

そして、管理サーバ５は、スロット解放要求に応じて、解放すべきタイムスロットを特定する。ここでは、スロット＃ｊが解放すべきタイムスロットとして特定されたものとする。そして、管理サーバ５、エッジルータ１ａ、中継ルータ３ａ、中継ルータ３ｂ及びエッジルータ１ｄにおいて、スロット＃ｊを解放するための処理を実施する（ステップ（８））。なお、タイムスロットを解放するための処理については、後で詳細に説明する。

［実施の形態１］
図８乃至図３５を用いて、本技術の第１の実施の形態を説明する。第１の実施の形態に係るパケット通信システムは、図１に示したようにエッジルータ１と、中継ルータ３と、管理サーバ５とを有する。

図８に、第１の実施の形態におけるエッジルータ１の機能ブロック図を示す。第１の実施の形態におけるエッジルータ１は、パケット受信部１０１と、エッジルータテーブル格納部１０３と、パス管理テーブル格納部１０５と、パケット分類部１０７と、スロット生成部１０９と、スロット予約部１１１と、スロット予約テーブル格納部１１３と、スケジュール部１１５と、スロット解放部１１７とを有する。なお、エッジルータテーブル格納部１０３には、後で説明するエッジルータテーブルが格納されている。パス管理テーブル１０５には、後で説明するパス管理テーブルが格納されている。スロット予約テーブル格納部１１３には、後で説明するスロット予約テーブルが格納されている。

パケット受信部１０１は、外部ネットワークからのパケットを受信し、パケット分類部１０７へ出力する。パケット分類部１０７は、必要に応じて、送信先エッジルータに対応するキュー１０７１（図８では、１０７１ａ、１０７１ｂ、１０７１ｃ、・・・）を生成したり、削除したりする。また、パケット分類部１０７は、エッジルータテーブル格納部１０３及びパス管理テーブル格納部１０５に格納されているデータに基づき、パケット受信部１０１により受信したパケットをいずれかのキュー１０７１に格納したり、タイムスロットの割り当てが必要な場合には、スロット予約部１１１にその旨を通知したりする。スロット生成部１０９は、管理サーバ５から、１フレームに含まれるタイムスロットの数とスロット時間と伝送時間とを含むスロット定義情報を受信し、スケジュール部１１５に出力する。スロット予約部１１１は、パケット分類部１０７からの指示に応じて、スロット割当要求を管理サーバ５に送信し、管理サーバ５からタイムスロットの割り当てを受けた場合には、スロット予約テーブル格納部１１３に格納されているスロット予約テーブルに登録する。スケジュール部１１５は、スロット生成部１０９により受信したスロット定義情報と、管理サーバ５からの同期時刻情報と、スロット予約テーブル格納部１１３に格納されているスロット予約テーブルとに基づき、現時点のタイムスロットにおいて送出すべきデータパケットをパケット分類部１０７内のキュー１０７１から読み出して送出するなどの処理を実施する。スロット解放部１１７は、エッジルータテーブル格納部１０３及びスロット予約テーブル格納部１１３に格納されているデータに基づき、タイムスロットを解放するための処理を実施し、解放されたタイムスロットに対応していたキュー１０７１を削除する旨の指示をパケット分類部１０７に出力する。

図９に、第１の実施の形態における中継ルータ３の機能ブロック図を示す。第１の実施の形態における中継ルータ３は、複数のラインカード３０１（図９では、３０１ａ及び３０１ｂ）と、インタフェース（ＩＦ）テーブル格納部３０３と、スロットテーブル格納部３０５と、フォワーディングエンジン３０７とを有する。なお、ＩＦテーブル格納部３０３には、隣接するエッジルータ１又は他の中継ルータ３の情報と、当該ネットワーク装置に接続されるＩＦの情報とを含むＩＦテーブルが格納されている。スロットテーブル格納部３０５には、後で説明するスロットテーブルが格納されている。

ラインカード３０１は、伝送路を介して隣接するエッジルータ１又は他の中継ルータ３に接続される。フォワーディングエンジン３０７は、エッジルータ１からの通信経路の情報とＩＦテーブル格納部３０３に格納されているデータとを用いて、新たなレコードをスロットテーブル格納部３０５に登録したり、スロットテーブル格納部３０５に格納されているスロットテーブルに基づき、パケットを転送する。

図１０に、第１の実施の形態における管理サーバ５の機能ブロック図を示す。第１の実施の形態における管理サーバ５は、制御部５０１と、入力部５０３と、スロット予約処理部５０５と、スロット解放処理部５０７と、出力部５０９と、経路ＩＤテーブル格納部５１１と、経路／リンク管理テーブル格納部５１３と、スロット割当テーブル格納部５１５と、リンク利用状況テーブル格納部５１７とを有する。なお、経路ＩＤテーブル格納部５１１には、後で説明する経路ＩＤテーブルが格納されている。経路／リンク管理テーブル格納部５１３には、後で説明する経路／リンク管理テーブルが格納されている。スロット割当テーブル格納部５１５には、後で説明するスロット割当テーブルが格納されている。リンク利用状況テーブル格納部５１７には、後で説明するリンク利用状況テーブルが格納されている。

制御部５０１は、管理サーバ５の起動後、後で説明するガードタイムと伝送時間とスロット時間とを算出し、エッジルータ１に送信する。入力部５０３は、エッジルータ１からのスロット割当要求及びスロット解放要求を受信し、スロット予約処理部５０５又はスロット解放処理部５０７に出力する。スロット予約処理部５０５は、入力部５０３により受信したスロット割当要求に含まれるデータに基づき、後で説明するスロット予約処理を実施する。スロット解放処理部５０７は、入力部５０３により受信したスロット解放要求に含まれるデータに基づき、後で説明するスロット解放処理を実施する。出力部５０９は、スロット予約処理部５０５によるスロット予約処理の結果及びスロット解放処理部５０７によるスロット解放処理の結果を出力する。

図１１に、エッジルータテーブル格納部１０３に格納されるエッジルータテーブルの一例を示す。図１１の例では、エッジルータテーブルには、送信先アドレス（Ｄｓｔ）の列と、ネットマスク（Ｍａｓｋ）の列と、デフォルト・ゲートウェイ（ＧＷ）の列と、出力インタフェース（ＩＦ）の列と、送信先エッジルータの列とが含まれる。なお、送信先アドレスとネットマスクとデフォルト・ゲートウェイと出力インタフェースとは、従来のルーティングテーブルに格納されているデータと同じものである。また、送信先エッジルータの列には、エッジルータのうち当該レコードの設定に従って送信されるパケットを外部ネットワークへ出力するエッジルータ（送信先エッジルータと呼ぶ）の識別子が予め設定される。

図１２に、パス管理テーブル格納部１０５に格納されるパス管理テーブルの一例を示す。図１２の例では、パス管理テーブルには、キューＩＤの列と、送信先エッジルータの列とが含まれる。なお、パス管理テーブルは、送信先エッジルータに対応するキュー１０７１を特定するために用いられる。

図１３に、スロット予約テーブル１１３に格納されるスロット予約テーブルの一例を示す。図１３の例では、スロット予約テーブルには、出力インタフェース（ＩＦ）の列と、スロットＩＤの列と、キューＩＤの列と、予約フラグ（０：未予約／１：予約済み）の列と、解放フラグ（０：解放しない／１：解放する）の列とが含まれる。出力インタフェースの列には、当該レコードに係るタイムスロットにおけるパケット通信で用いられる出力インタフェースの識別子が設定される。キューＩＤの列には、当該レコードに係るタイムスロットにおいて送信すべきパケットを格納しているキュー１０７１のＩＤが設定される。予約フラグ及び解放フラグの詳細については後で説明する。

図１４に、スロットテーブル格納部３０５に格納されるスロットテーブルの一例を示す。図１４の例では、スロットテーブルには、入力（ＩＮ）の列と、出力インタフェース（ＯＵＴ（ＩＦ））の列とが含まれる。また、入力の列は、入力インタフェース（ＩＦ）の列と、スロットＩＤの列とに分かれている。入力インタフェースの列と、出力インタフェースの列とには、当該レコードに係るタイムスロットにおけるパケット通信で用いられる入力インタフェースの識別子及び出力インタフェースの識別子がそれぞれ設定される。

図１５に、経路ＩＤテーブル格納部５１１に格納される経路ＩＤテーブルの一例を示す。図１５の例では、経路ＩＤテーブルにおける各列は、送信先エッジルータ（Ｄ−ＥＲ：Destination-Edge Router）の識別子毎に分かれており、さらに各行は、送信元エッジルータ（Ｓ−ＥＲ：Source-Edge Router）の識別子毎に分かれている。そして、経路ＩＤテーブルは、送信元エッジルータと送信先エッジルータとの組み合わせ毎に、当該組み合わせに対応する経路ＩＤを格納するようになっている。

図１６に、経路／リンク管理テーブル格納部５１３に格納される経路／リンク管理テーブルの一例を示す。図１６の例では、経路／リンク管理テーブルには、経路ＩＤの列と、リンクＩＤ毎の列（図１６では、Ｌ１の列、Ｌ２の列、Ｌ３の列、Ｌ４の列及びＬ５の列）とが含まれる。経路／リンク管理テーブルにおいて、当該レコードに係る経路において使用されるリンクについては「１」が設定される。例えば、図１６では、経路ＩＤ「Ｋ１」の経路として、Ｌ１とＬ３とＬ４とが使用されることを示している。

図１７に、スロット割当テーブル格納部５１５に格納されるスロット割当テーブルの一例を示す。図１７の例では、スロット割当テーブルにおける各列は、送信先エッジルータ（Ｄ−ＥＲ）の識別子毎に分かれており、さらに各行は、送信元エッジルータ（Ｓ−ＥＲ）の識別子毎に分かれている。さらに、図１７の例では、スロット割当テーブルをスロットＩＤ（図１７では、スロット＃１、スロット＃２、スロット＃３、・・・）毎に保持するようになっている。なお、スロット割当テーブルにおける「○」は、その送信元エッジルータと送信先エッジルータとの組み合わせに対してタイムスロットが割り当てられていることを意味する。

図１８に、リンク利用状況テーブル格納部５１７に格納されるリンク利用状況テーブルの一例を示す。図１８の例では、リンク利用状況テーブルには、スロットＩＤの列と、リンクＩＤ毎の列（図１８では、Ｌ１の列、Ｌ２の列、Ｌ３の列、Ｌ４の列及びＬ５の列）とが含まれる。リンク利用状況テーブルにおいて、当該レコードに係るタイムスロットにおいて使用中であるリンクについては「１」が設定される。例えば、図１８では、スロット＃１において、Ｌ１とＬ２とＬ４とＬ５とが使用中であることを示している。

次に、第１の実施の形態におけるエッジルータ１、中継ルータ３及び管理サーバ５の各々の具体的な処理フローを説明する前に、図１９乃至図２２を用いて、タイムスロットを予約及び解放する際のパケット通信システム全体の処理の流れを説明する。図１９に、タイムスロットを予約する際のパケット通信システム全体の処理の流れを示す。なお、図１９は、図５に示した処理の詳細を示す。

図１９において、管理サーバ５は、エッジルータ１ａからのスロット割当要求を受信すると、パケット衝突が生じることのないタイムスロットを割り当て、スロット割当テーブル及びリンク利用状況テーブルを更新する（図１９：ステップ（１１））。そして、管理サーバ５は、割り当てたタイムスロットのＩＤと通信経路情報とをエッジルータ１ａに送信する（ステップ（１２））。なお、通信経路情報には、パケットが送信先エッジルータに到達するまでに経由する中継ルータ３のＩＰアドレスなどが含まれる。

そして、エッジルータ１ａは、管理サーバ５からタイムスロットＩＤと通信経路情報とを受信すると、これらのデータを基に新たなレコードを生成してスロット予約テーブルに追加する。その後、エッジルータ１ａは、割り当てられたタイムスロットへの切り替わりを検出すると、そのスロット内で、タイムスロットＩＤと制御種別「予約」と通信経路情報とを含む制御パケットをエッジルータ１ｄ宛に送信する（ステップ（１３））。なお、上記制御パケットは、中継ルータ３ａ及び中継ルータ３ｂを経由してエッジルータ１ｄに到達する。この際、中継ルータ３ａ及び中継ルータ３ｂの各々は、制御パケットに含まれるデータを基に新たなレコードを生成し、スロットテーブルに追加する。

その後、エッジルータ１ａは、このタイムスロットへの切り替わりを検出すると、タイムスロットＩＤと制御種別「開始」とを含む制御パケットと、キュー１０７１から読み出されるデータパケットと、タイムスロットＩＤと制御種別「終了」とを含む制御パケットとを送出する。

例えばスロット＃２が割り当てられた場合の例を図２０に示す。図２０の例では、時刻ｔ１１の時点でタイムスロットの割り当てを受けており、フレーム＃ｋ内のタイムスロット（スロット＃２）が、割り当てから最初のタイムスロットとなる。すなわち、フレーム＃ｋ内のタイムスロット（スロット＃２）では、制御パケット（制御種別：予約）のみが送信される。そして、フレーム＃（ｋ＋１）以降の各フレーム内のタイムスロット（スロット＃２）では、制御パケット（制御種別：開始）と、１又は複数のデータパケットと、制御パケット（制御種別：終了）とが送信される。

図２１に、タイムスロットを解放する際のパケット通信システム全体の処理の流れを示す。なお、図２１は、図７に示した処理の詳細を示す。例えばエッジルータ１ａは、タイマのタイムアウトを検出すると、スロット解放要求を管理サーバ５に送信する。そして、管理サーバ５は、エッジルータ１ａからのスロット解放要求を受信すると、スロット解放要求に係るタイムスロットを解放し、スロット割当テーブル及びリンク利用状況テーブルを更新する（図２１：ステップ（２１））。そして、管理サーバ５は、解放したタイムスロットのＩＤを含むスロット解放完了通知をエッジルータ１ａに送信する（ステップ（２２））。

そして、エッジルータ１ａは、管理サーバ５からスロット解放完了通知を受信した後、解放されたタイムスロットへの切り替わりを検出すると、そのスロット内で、タイムスロットＩＤと制御種別「解放」とを含む制御パケットをエッジルータ１ｄ宛に送信する（ステップ（２３））。なお、当該制御パケットは、中継ルータ３ａ及び中継ルータ３ｂを経由してエッジルータ１ｄに到達する。この際、中継ルータ３ａ及び中継ルータ３ｂの各々は、制御パケットに含まれるタイムスロットＩＤに係るレコードをスロットテーブルから削除する。また、エッジルータ１ａも、当該タイムスロットＩＤに係るレコードをスロット予約テーブルから削除する。

例えばスロット＃２が解放された場合の例を図２２に示す。図２２の例では、時刻ｔ１２の時点でスロット解放完了通知を受信しており、フレーム＃（ｋ＋ｍ）内のタイムスロット（スロット＃２）が、解放されてから最初のタイムスロットとなる。すなわち、フレーム＃（ｋ＋ｍ）内のタイムスロット（スロット＃２）では、制御パケット（制御種別：解放）が送信される。

以上のように、第１の実施の形態では、送信元エッジルータが、制御種別として「予約」又は「解放」を含む制御パケットを送信先エッジルータ宛に送信することにより、タイムスロットの予約又は解放を行う。

次に、図２３乃至図３５を用いて、エッジルータ１、中継ルータ３及び管理サーバ５の各々の具体的な処理フローを説明する。なお、説明の便宜上、管理サーバ５の処理フローから説明する。

図２３に、管理サーバ５の起動時の処理フローを示す。管理サーバ５の起動後、制御部５０１が、例えばＳＮＭＰコマンドを発行し、ネットワーク構成に関する情報を収集する。そして、制御部５０１は、予め設定されているリンク速度とノード内遅延とノード間距離とを取得する（図２３：ステップＳ１）。そして、制御部５０１は、リンク速度とノード内遅延とノード間距離とを用いて、エッジルータ間の伝播遅延及びノード内遅延とをエッジルータの組み合わせ毎に算出し、記憶装置に格納する（ステップＳ３）。そして、制御部５０１は、エッジルータ間の伝播遅延の最大値と、エッジルータ間のノード内遅延の最大値とを特定する（ステップＳ５）。そして、制御部５０１は、これらの遅延の偏差（例えば１０％）を算出し、エッジルータ間の伝播遅延の最大値と、エッジルータ間のノード内遅延と、遅延偏差とからガードタイムを算出し、記憶装置に格納する（ステップＳ７）。図２４を用いてガードタイムについて説明する。図２４に示すように、送信元エッジルータから送信されたパケットは、物理的な遅延（伝播遅延など）が生ずるため、送信時刻から遅れて送信先エッジルータに到達する。そのため、本実施の形態では、スロット時間内にガードタイムを設け、パケットがスロット時間内に送信先エッジルータまで届くことを保証するようになっている。なお、ガードタイムは、例えば以下の式により算出できる。
ガードタイム ＝ エッジルータ間の伝播遅延の最大値 ＋
エッジルータ間のノード内遅延の最大値 ＋ 遅延偏差

そして、制御部５０１は、算出されたガードタイムと予め設定されているネットワーク利用率（目標値）と伝送遅延とを用いて、伝送時間を算出する（ステップＳ９）。ここで、ネットワーク利用率が、以下の式で定義されているものとする。すなわち、算出されたガードタイムと予め設定されているネットワーク利用率（目標値）と伝送遅延とを（１）式に適用することにより、伝送時間を算出することができる。なお、図２４に示したように、スロット時間は伝送時間＋ガードタイムとなるが、ネットワーク利用率を上げるためには、伝送時間を長くし、いくつかのパケットをまとめて送信する必要がある。
ネットワーク利用率 ＝ 伝送遅延 ／（伝送時間＋ガードタイム） （１）

そして、制御部５０１は、ステップＳ９において算出した伝送時間と、ステップＳ７において算出したガードタイムとからスロット時間を算出し、スロット数を決定する（ステップＳ１１）。なお、スロット時間＝伝送時間＋ガードタイムとなる。図２５に、スロット時間の算出例を示す。

そして、制御部５０１は、スロット時間とスロット数と伝送時間とを含むスロット定義情報と、同期時刻情報とを各エッジルータ１に送信する（ステップＳ１３）。そして、本処理を終了する。

以上のような処理を実施することにより、タイムスロットの同期に必要なデータが各エッジルータ１に配信される。

次に、図２６及び図２７を用いて、タイムスロットを予約する際の管理サーバ５の処理フローを説明する。なお、管理サーバ５は、エッジルータ１からスロット割当要求を受信する毎に、図２６に示すような処理を実施する。まず、入力部５０３が、エッジルータ１から、送信元エッジルータ及び送信先エッジルータの識別子を含むスロット割当要求を受信し、一旦記憶装置に格納する（図２６：ステップＳ２１）。そして、入力部５０３は、スロット割当要求を受信した旨をスロット予約処理部５０５に通知する。

そして、スロット予約処理部５０５は、入力部５０３からの通知を受信すると、経路ＩＤテーブルと経路／リンク管理テーブルとスロット割当テーブルとリンク利用状況テーブルとを用いて、スロット予約処理を実施する（ステップＳ２３）。スロット予約処理については、図２７を用いて説明する。

まず、スロット予約処理部５０５は、記憶装置に格納されたスロット割当要求に含まれる送信元エッジルータ及び送信先エッジルータの識別子を基に経路ＩＤテーブルを検索し、スロット割当要求に係るエッジルータ間の経路を特定する（図２７：ステップＳ３１）。そして、スロット予約処理部５０５は、特定経路のＩＤを基に経路／リンク管理テーブルを検索し、当該経路に属するリンクを特定する（ステップＳ３３）。

そして、スロット予約処理部５０５は、特定リンクのＩＤを基にリンク利用状況テーブルを検索し、特定リンクが未使用となっているスロットを特定する（ステップＳ３５）。なお、ステップＳ３３において複数のリンクが特定された場合には、複数のリンクが全て未使用となっているスロットを特定する。そして、スロット予約処理部５０５は、特定スロットに対応するスロット割当テーブルにおいて、スロット割当要求に係るエッジルータ間のパケット通信に対して当該特定スロットを割り当てたことを表す情報（図１７に示した「○」）を設定する（ステップＳ３７）。また、スロット予約処理部５０５は、リンク利用状況テーブルにおいて、特定スロットのレコードにおける特定リンクの列に、使用中であることを表す情報（図１８では「１」）を設定する（ステップＳ３９）。その後、スロット予約処理を終了し、元の処理に戻る。

図２６の説明に戻って、スロット予約処理を実施した後、スロット予約処理部５０５は、割り当てたスロットのＩＤと通信経路情報とを出力部５０９に通知する。そして、出力部５０９は、スロット予約処理部５０５からの通知を受けると、割り当てたスロットのＩＤと通信経路の情報とをスロット割当要求の送信元に送信する（ステップＳ２５）。そして、本処理を終了する。

以上のような処理を実施することにより、管理サーバ５は、通信経路に属するリンクが全て未使用となっているタイムスロットを割り当てるので、当該タイムスロットにおいてパケット通信を行ったとしても他のパケットとパケット衝突が生じることはない。

次に、図２８及び図２９を用いて、タイムスロットを解放する際の管理サーバ５の処理フローを説明する。なお、管理サーバ５は、エッジルータ１からスロット解放要求を受信する毎に、図２８に示すような処理を実施する。まず、入力部５０３が、エッジルータ１から、送信元エッジルータ及び送信先エッジルータの識別子を含むスロット解放要求を受信し、一旦記憶装置に格納する（図２８：ステップＳ４１）。そして、入力部５０３は、スロット解放要求を受信した旨をスロット解放処理部５０７に通知する。

そして、スロット解放処理部５０７は、入力部５０３からの通知を受信すると、経路ＩＤテーブルと経路／リンク管理テーブルとスロット割当テーブルとリンク利用状況テーブルとを用いて、スロット解放処理を実施する（ステップＳ４３）。スロット解放処理については、図２９を用いて説明する。

まず、スロット解放処理部５０７は、記憶装置に格納されたスロット解放要求に含まれる送信元エッジルータ及び送信先エッジルータの識別子を基に経路ＩＤテーブルを検索し、スロット解放要求に係るエッジルータ間の経路を特定する（図２９：ステップＳ５１）。そして、スロット解放処理部５０７は、特定経路のＩＤを基に経路／リンク管理テーブルを検索し、当該経路に属するリンクを特定する（ステップＳ５３）。

そして、スロット解放処理部５０７は、記憶装置に格納されたスロット解放要求に含まれる送信元エッジルータ及び送信先エッジルータの識別子を基にスロット割当テーブルを検索し、スロット解放要求に係るエッジルータ間のパケット通信に対して割り当てられているスロットを特定する（ステップＳ５５）。そして、スロット解放処理部５０７は、特定スロットに対応するスロット割当テーブルから、スロット解放要求に係るエッジルータ間のパケット通信に対して当該特定スロットを割り当てたことを表す情報（図１７に示した「○」）を削除する（ステップＳ５７）。また、スロット解放処理部５０７は、リンク利用状況テーブルにおいて、特定スロットのレコードにおける特定リンクの列から、使用中であることを表す情報（図１８では「１」）を削除する（ステップＳ５９）。その後、スロット解放処理を終了し、元の処理に戻る。

図２８の説明に戻って、スロット解放処理を実施した後、スロット解放処理部５０７は、解放したスロットのＩＤを出力部５０９に通知する。そして、出力部５０９は、スロット解放処理部５０７からの通知を受けると、解放したスロットのＩＤを含むスロット解放完了通知をスロット解放要求の送信元に送信する（ステップＳ４５）。そして、本処理を終了する。

以上のような処理を実施することにより、タイムスロットの解放に応じて、スロット割当テーブル及びリンク利用状況テーブルが適切に更新されるので、当該タイムスロットを別のパケット通信に割り当てることができるようになる。

次に、図３０乃至図３３を用いて、エッジルータ１の処理フローを説明する。図３０に、新たにタイムスロットの割り当てを受ける場合の処理フローを示す。まず、パケット受信部１０１は、外部ネットワークからのパケットを受信し（図３０：ステップＳ６１）、パケット分類部１０７に出力する。そして、パケット分類部１０７は、パケット受信部１０１からパケットを受信すると、当該パケットに係る送信先アドレスを基にエッジルータテーブルを検索し、送信先エッジルータを特定する（ステップＳ６３）。

そして、パケット分類部１０７は、特定送信先エッジルータの識別子を含むレコードがパス管理テーブルに登録されているか判断する（ステップＳ６５）。特定送信先エッジルータの識別子を含むレコードがパス管理テーブルに登録されていないと判断された場合（ステップＳ６５：Ｎｏルート）、パケット分類部１０７は、特定送信先エッジルータに対応するキュー１０７１を生成し、当該キュー１０７１にパケットを格納する（ステップＳ６７）。そして、パケット分類部１０７は、当該キュー１０７１に対応するタイマを起動する（ステップＳ６９）。そして、パケット分類部１０７は、キューＩＤと特定送信先エッジルータの識別子とを含むレコード生成し、パス管理テーブルに追加する（ステップＳ７１）。そして、パケット分類部１０７は、タイムスロットの割り当てが必要であると判断し、その旨をスロット予約部１１１に通知する。

そして、スロット予約部１１１は、パケット分類部１０７からの通知を受けると、自エッジルータの識別子と特定送信先エッジルータの識別子とを含むスロット割当要求を管理サーバ５に送信する（ステップＳ７３）。

その後、スロット予約部１１１は、管理サーバ５からスロットＩＤと通信経路情報とをスロット割当要求の応答として受信し、一旦記憶装置に格納する（ステップＳ７５）。そして、スロット予約部１１１は、通信経路情報に従ってエッジルータテーブルからインタフェースを特定し、パス管理テーブルからキューＩＤを特定する。そして、スロット予約部１１１は、インタフェースの識別子とスロットＩＤとキューＩＤとを含むレコードを生成し、スロット予約テーブルに追加する（ステップＳ７７）。その後、処理を終了する。

一方、ステップＳ６５において特定送信先エッジルータの識別子を含むレコードがパス管理テーブルに登録されていると判断された場合（ステップＳ６５：Ｙｅｓルート）、パケット分類部１０７は、特定送信先エッジルータに対応するキュー１０７１にパケットを格納する（ステップＳ７９）。そして、パケット分類部１０７は、当該キュー１０７１に対応するタイマをリスタートする（ステップＳ８１）。

以上のような処理を実施することにより、必要に応じてスロット割当要求を管理サーバ５に送信し、タイムスロットの割り当てを受けることができる。

次に、図３１及び図３２を用いて、タイムスロットが切り替わった際のエッジルータ１の処理フローを説明する。なお、エッジルータ１は、タイムスロットが切り替わる毎に、図３１及び図３２に示すような処理を実施する。例えば、スケジュール部１１５は、スロット定義情報から特定されるタイムスロットの一連の流れにおいて、同期時刻情報に基づきタイムスロットの切り替わりを検出するようになっている。なお、各エッジルータ１が、同期時刻情報に従ってタイムスロットを切り替えることにより、タイムスロットの同期が取られる。そして、タイムスロットの切り替わりを検出した場合、スケジュール部１１５は、切り替え後のスロットを特定する（図３１：ステップＳ９１）。

そして、スケジュール部１１５は、特定スロットのＩＤを含むレコードがスロット予約テーブルに登録されているか判断する（ステップＳ９３）。特定スロットのＩＤを含むレコードがスロット予約テーブルに登録されていないと判断された場合（ステップＳ９３：Ｎｏルート）、端子Ａを介して処理を終了する。

一方、特定スロットのＩＤを含むレコードがスロット予約テーブルに登録されていると判断された場合（ステップＳ９３：Ｙｅｓルート）、スケジュール部１１５は、スロット予約テーブルから特定スロットに対応する出力インタフェースを特定する（ステップＳ９５）。

そして、スケジュール部１１５は、スロット予約テーブルにおいて、特定スロットのＩＤを含むレコードの予約フラグが０（未予約）であるか判断する（ステップＳ９７）。スロット予約テーブルにおいて、特定スロットのＩＤを含むレコードの予約フラグが１（予約済み）であると判断された場合（ステップＳ９７：Ｎｏルート）、端子Ｂを介してステップＳ１０３（図３２）の処理に移行する。

一方、スロット予約テーブルにおいて、特定スロットのＩＤを含むレコードの予約フラグが０（未予約）であると判断された場合（ステップＳ９７：Ｙｅｓルート）、スケジュール部１１５は、特定スロットのＩＤと制御種別「予約」と通信経路情報とを含む制御パケットを生成し、特定出力インタフェースを介して送信先エッジルータ宛に送信する（ステップＳ９９）。そして、スケジュール部１１５は、スロット予約テーブルにおいて、特定スロットのＩＤを含むレコードの予約フラグを１（予約済み）に設定する（ステップＳ１０１）。その後、端子Ａを介して処理を終了する。なお、ステップＳ９９及びステップＳ１０１の処理は、割り当てを受けてから最初のタイムスロットに係る処理である。

図３２の説明に移行して、端子Ｂの後、スケジュール部１１５は、スロット予約テーブルにおいて、特定スロットのＩＤを含むレコードの解放フラグが０（解放しない）であるか判断する（図３２：ステップＳ１０３）。スロット予約テーブルにおいて、特定スロットのＩＤを含むレコードの解放フラグが０（解放しない）であると判断された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓルート）、スケジュール部１１５は、スロット予約テーブルから、特定スロットに対応するキュー１０７１を特定する（ステップＳ１０５）。そして、スケジュール部１１５は、特定スロットのＩＤと制御種別「開始」とを含む制御パケットを生成し、特定出力インタフェースを介して送信先エッジルータ宛に送信する（ステップＳ１０７）。そして、スケジュール部１１５は、特定したキュー１０７１からデータパケットを順次読み出し、特定出力インタフェースを介して送信先エッジルータ宛に送信する（ステップＳ１０９）。なお、伝送時間から、タイムスロットにおいて送信できるパケット数の上限が決まる。そして、スケジュール部１１５は、特定スロットのＩＤと制御種別「終了」とを含む制御パケットを生成し、特定出力インタフェースを介して送信先エッジルータ宛に送信する（ステップＳ１１１）。そして、処理を終了する。なお、ステップＳ１０５乃至ステップＳ１１１の処理は、割り当てを受けてから、２回目以降のタイムスロットに係る処理である。

一方、スロット予約テーブルにおいて、特定スロットのＩＤを含むレコードの解放フラグが１（解放する）であると判断された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏルート）、スケジュール部１１５は、特定スロットのＩＤと制御種別「解放」とを含む制御パケットを生成し、特定出力インタフェースを介して送信先エッジルータ宛に送信する（ステップＳ１１３）。そして、スケジュール部１１５は、スロット予約テーブルから、特定スロットのＩＤを含むレコードを削除する（ステップＳ１１５）。そして、処理を終了する。

以上のような処理を実施することにより、管理サーバ５からの割り当てに従ってパケットを送出するので、パケット衝突を生じさせずにエッジルータ間の通信を行うことができるようになる。

次に、図３３を用いて、タイマのタイムアウトを検出した際のエッジルータ１の処理フローを説明する。上で説明したように、パケット分類部１０７は、キュー１０７１にパケットを格納する際、タイマを起動又はリスタートしており、新たなパケットが一定時間以上格納されないと、タイムアウトが発生する。以下、いずれかのキュー１０７１に対応するタイマがタイムアウトしたものとして説明する。

まず、スロット解放部１１７は、いずれかのキュー１０７１に対応するタイマのタイムアウトを検出する（図３３：ステップＳ１２１）。そして、スロット解放部１１７は、タイムアウトが発生したタイマに対応するキュー１０７１を特定する（ステップＳ１２３）。そして、スロット解放部１１７は、パス管理テーブルから、特定したキュー１０７１に対応する送信先エッジルータを特定する（ステップＳ１２５）。そして、スロット解放部１１７は、自エッジルータの識別子と特定送信先エッジルータの識別子とを含むスロット解放要求を管理サーバ５に送信する（ステップＳ１２７）。

その後、スロット解放部１１７は、管理サーバ５から、解放されたスロットのＩＤを含むスロット解放完了通知を受信し、一旦記憶装置に格納する（ステップＳ１２９）。そして、スロット解放部１１７は、特定したキュー１０７１を削除する旨の指示をパケット分類部１０７に出力する。そして、パケット分類部１０７は、スロット解放部１１７からの指示に応じて、キュー１０７１を削除する（ステップＳ１３１）。

そして、スロット解放部１１７は、パス管理テーブルから、削除したキュー１０７１のＩＤを含むレコードを削除する（ステップＳ１３３）。また、スロット解放部１１７は、スロット予約テーブルにおいて、削除したキュー１０７１のＩＤを含むレコードの解放フラグを１（解放する）に設定する（ステップＳ１３５）。そして、処理を終了する。

以上のような処理を実施することにより、一定時間以上パケットを受信しない場合には、タイムスロットが解放され、当該タイムスロットを別のパケット通信に割り当てることができるようになる。

次に、図３４及び図３５を用いて、中継ルータ３の処理フローを説明する。まず、フォワーディングエンジン３０７は、ラインカード３０１を介して、隣接するエッジルータ１又は他の中継ルータ３からパケットを受信する（図３４：ステップＳ１４１）。そして、フォワーディングエンジン３０７は、受信したパケットが制御パケットであるか判断する（ステップＳ１４３）。受信したパケットが制御パケットでないと判断された場合（ステップＳ１４３：Ｎｏルート）、端子Ｅを介してステップＳ１７１（図３５）の処理に移行する。

一方、受信したパケットが制御パケットであると判断された場合（ステップＳ１４３：Ｙｅｓルート）、フォワーディングエンジン３０７は、受信したパケットから制御種別を抽出する（ステップＳ１４５）。そして、フォワーディングエンジン３０７は、抽出した制御種別が「予約」であるか判断する（ステップＳ１４７）。抽出した制御種別が「予約」であると判断された場合（ステップＳ１４７：Ｙｅｓルート）、フォワーディングエンジン３０７は、受信したパケットからスロットＩＤと通信経路情報とを抽出する（ステップＳ１４９）。なお、例えば図２０に示したように、制御種別が「予約」である制御パケットには通信経路情報が含まれる。

そして、フォワーディングエンジン３０７は、抽出した通信経路情報から特定されるインタフェースの識別子と、抽出したスロットＩＤとを含むレコードを生成し、スロットテーブルに追加する（ステップＳ１５０）。例えば、パケットが次に経由する中継ルータ３を通信経路情報から特定し、当該中継ルータ３と接続されるインタフェースをＩＦテーブルから特定する。そして、端子Ｄを介してステップＳ１６９（図３５）の処理に移行する。

一方、抽出した制御種別が「予約」でないと判断された場合（ステップＳ１４７：Ｎｏルート）、フォワーディングエンジン３０７は、抽出した制御種別が「開始」であるか判断する（ステップＳ１５１）。抽出した制御種別が「開始」であると判断された場合（ステップＳ１５１：Ｙｅｓルート）、フォワーディングエンジン３０７は、受信したパケットからスロットＩＤを抽出する（ステップＳ１５３）。そして、フォワーディングエンジン３０７は、スロットテーブルを検索し、抽出したスロットＩＤに対応する出力インタフェースを特定し（ステップＳ１５５）、特定した出力インタフェースへの送出を開始する（ステップＳ１５７）。すなわち、フォワーディングエンジン３０７は、制御パケット（制御種別：終了）を受信するまでの間、入力インタフェースからのパケットを、ルーティングテーブルを検索することなく、特定の出力インタフェースへ送出する。そして、端子Ｄを介してステップＳ１６９（図３５）の処理に移行する。

一方、抽出した制御種別が「開始」でないと判断された場合（ステップＳ１５１：Ｎｏルート）、端子Ｃを介してステップＳ１５９（図３５）の処理に移行する。

図３５の説明に移行して、端子Ｃの後、フォワーディングエンジン３０７は、抽出した制御種別が「終了」であるか判断する（図３５：ステップＳ１５９）。抽出した制御種別が「終了」であると判断された場合（ステップＳ１５９：Ｙｅｓルート）、フォワーディングエンジン３０７は、受信したパケット（制御パケット）を、特定の出力インタフェースを介して、隣接するエッジルータ１又は他の中継ルータ３に送出する（ステップＳ１６０）。そして、フォワーディングエンジン３０７は、特定の出力インタフェースへの送出を終了する（ステップＳ１６１）。そして、処理を終了する。

一方、抽出した制御種別が「終了」でないと判断された場合（ステップＳ１５９：Ｎｏルート）、フォワーディングエンジン３０７は、抽出した制御種別が「解放」であるか判断する（ステップＳ１６３）。抽出した制御種別が「解放」であると判断された場合（ステップＳ１６３：Ｙｅｓルート）、フォワーディングエンジン３０７は、受信したパケットからスロットＩＤを抽出する（ステップＳ１６５）。そして、フォワーディングエンジン３０７は、スロットテーブルから、抽出したスロットＩＤを含むレコードを削除する（ステップＳ１６７）。そして、ステップＳ１６９の処理に移行する。

一方、抽出した制御種別が「解放」でないと判断された場合（ステップＳ１６３：Ｎｏルート）、処理を終了する。

また、端子Ｄの後又はステップＳ１６７の処理の後、フォワーディングエンジン３０７は、受信したパケット（制御パケット）を、隣接するエッジルータ１又は他の中継ルータ３に送出し（ステップＳ１６９）、処理を終了する。

また、端子Ｅの後、フォワーディングエンジン３０７は、受信したパケット（データパケット）を、特定の出力インタフェースへ送出し（ステップＳ１７１）、処理を終了する。

以上のような処理を実施することにより、中継ルータ３は、ルーティング処理を行わなくとも、データパケットを適切に中継できる。また、上で説明したように、パケット衝突が生ずることのないようにタイムスロットが割り当てられているので、中継ルータ３においてパケットバッファリングを行わずに済む。すなわち、パケットバッファリング及びルーティング処理で消費していた電力を削減でき、中継ルータ３の省電力化が図れる。

例えば、従来のネットワーク全体の消費電力を１とした場合、本パケット通信システムにおける消費電力は、以下のように見積もられる。なお、エッジルータ１の数と中継ルータ３の数との比率は、（エッジルータ１の数）：（中継ルータ３の数）＝１：２とする。また、中継ルータ３のパケットバッファリング及びルーティング処理による消費電力の割合が、中継ルータ３の全体の３７％であるものとする。なお、この値（３７％）は、例えば非特許文献「J. Baliga, R. Ayre, K. Hinton and R. S. Tucker, "Photonic Switch and the Energy Bottleneck", Proc. IEEE Photonics in Switching, Aug. 2007」の記載に基づく値であり、Forwarding engineの３３．５％とBuffersの３．５％の合計である。また、エッジルータ１の消費電力は、従来と変わらないものとする。さらに、多数のエッジルータ１及び中継ルータ３の全消費電力に比べ、管理サーバ５の消費電力は微々たるものであり、無視できるものとする。
本パケット通信システムにおける消費電力 ＝
１×（１／３）＋（１−０．３７）×（２／３）≒０．７５
このように、本パケット通信システムによれば、、従来と比べ、ネットワーク全体で２５％の省電力化が図れる。

［実施の形態２］
次に、図３６乃至図４７を用いて本技術の第２の実施の形態を説明する。上で説明した第１の実施の形態では、送信元エッジルータが制御パケット（制御種別：予約、解放）を送信することにより、タイムスロットの予約又は解放を行っていたが、第２の実施の形態では、管理サーバ５が制御メッセージをエッジルータ１及び中継ルータ３の各々に送信することにより、タイムスロットの予約又は解放を行う。

図３６に、第２の実施の形態における管理サーバ５の機能ブロック図を示す。第２の実施の形態における管理サーバ５は、制御部５０１と、入力部５０３と、スロット予約処理部５０５と、スロット解放処理部５０７と、スロット予約メッセージ送信部５１９と、スロット解放メッセージ送信部５２１と、経路ＩＤテーブル格納部５１１と、経路／リンク管理テーブル格納部５１３と、スロット割当テーブル格納部５１５と、リンク利用状況テーブル格納部５１７とを有する。なお、制御部５０１と、入力部５０３と、スロット予約処理部５０５と、スロット解放処理部５０７と、経路ＩＤテーブル格納部５１１と、経路／リンク管理テーブル格納部５１３と、スロット割当テーブル格納部５１５と、リンク利用状況テーブル格納部５１７とは、基本的には第１の実施の形態と同じものである。

なお、スロット予約メッセージ送信部５１９は、後で説明するスロット予約メッセージ送信処理を行う。スロット解放メッセージ送信部５２１は、後で説明するスロット解放メッセージ送信処理を実施する。

また、エッジルータ１及び中継ルータ３の機能ブロック図は、基本的には図８及び図９に示したものと同じであるが、第２の実施の形態では、エッジルータ１におけるスロット予約テーブル格納部１１３には、図３７に示すようなスロット予約テーブルが格納される。図３７の例では、スロット予約テーブルには、出力インタフェース（ＩＦ）の列と、スロットＩＤの列と、キューＩＤの列とが含まれる。すなわち、第１の実施の形態におけるスロット予約テーブル（図１３）から予約フラグの列と解放フラグの列とを除いたものである。

次に、図３８及び図３９を用いて、タイムスロットを予約する際のパケット通信システム全体の処理の流れを説明する。なお、第２の実施の形態では、図３８に示すように、エッジルータ１及び中継ルータ３の各々と管理サーバ５との間に、制御トラフィック用の管理ネットワーク（ＮＷ）が構築されているものとする。

図３８において、管理サーバ５は、エッジルータ１ａからのスロット割当要求を受信すると、パケット衝突が生じることのないタイムスロットを割り当て、スロット割当テーブル及びリンク利用状況テーブルを更新する（図３８：ステップ（３１））。そして、管理サーバ５は、エッジルータ１ａ、中継ルータ３ａ、中継ルータ３ｂ及びエッジルータ１ｄの各々に、割り当てたタイムスロットのＩＤと通信経路情報とを含むスロット予約メッセージを送信する（ステップ（３２））。

そして、エッジルータ１ａ、中継ルータ３ａ、中継ルータ３ｂ及びエッジルータ１ｄの各々は、管理サーバ５からのスロット予約メッセージを受信すると、スロット予約メッセージに含まれるデータを基に新たなレコードを生成してスロット予約テーブル又はスロットテーブルに追加する。

その後、エッジルータ１ａは、このタイムスロットへの切り替わりを検出すると、タイムスロットＩＤと制御種別「開始」とを含む制御パケットと、キュー１０７１から読み出されるデータパケットと、タイムスロットＩＤと制御種別「終了」とを含む制御パケットとを送出する。

例えばスロット＃２が割り当てられた場合の例を図３９に示す。図３９の例では、時刻ｔ２１の時点でスロット予約メッセージを受信しており、フレーム＃ｋ内のタイムスロット（スロット＃２）が、割り当てから最初のタイムスロットとなる。なお、第２の実施の形態では、制御パケット（制御種別：予約）を送信する必要がないため、最初のタイムスロットにおいても、制御パケット（制御種別：開始）と、１又は複数のデータパケットと、制御パケット（制御種別：終了）とが送信される。

図４０に、タイムスロットを解放する際のパケット通信システム全体の処理の流れを示す。例えばエッジルータ１ａは、タイマのタイムアウトを検出すると、スロット解放要求を管理サーバ５に送信する。そして、管理サーバ５は、エッジルータ１ａからのスロット解放要求を受信すると、スロット解放要求に係るタイムスロットを解放し、スロット割当テーブル及びリンク利用状況テーブルを更新する（図４０：ステップ（４１））。そして、管理サーバ５は、エッジルータ１ａ、中継ルータ３ａ、中継ルータ３ｂ及びエッジルータ１ｄの各々に、解放したタイムスロットのＩＤを含むスロット解放メッセージを送信する（ステップ（４２））。

そして、エッジルータ１ａ、中継ルータ３ａ、中継ルータ３ｂ及びエッジルータ１ｄの各々は、管理サーバ５からのスロット解放メッセージを受信すると、解放されたタイムスロットのＩＤを含むレコードをスロット予約テーブル又はスロットテーブルから削除する。

次に、第２の実施の形態における管理サーバ５の処理フローを説明する。なお、基本的には第１の実施の形態で説明した処理フローと同じであるが、第２の実施の形態では、ステップＳ２５の処理の代わりに図４１に示すような処理（スロット予約メッセージ送信処理）を実施する。さらに、ステップＳ４５の処理の代わりに図４２に示すような処理（スロット解放メッセージ送信処理）を実施する。なお、第２の実施の形態では、ステップＳ２３の処理の後、スロット予約処理部５０５が、割り当てたスロットのＩＤと通信経路情報とをスロット予約メッセージ送信部５１９に通知するものとする。また、ステップＳ４３の処理の後、スロット解放処理部５０７が、解放したスロットのＩＤをスロット解放メッセージ送信部５２１に通知するものとする。以下、各処理について説明する。

まず、図４１を用いてスロット予約メッセージ送信処理を説明する。なお、スロット予約メッセージ送信処理は、スロット予約メッセージ送信部５１９により実施される。スロット予約メッセージ送信部５１９は、スロット予約処理部５０５から、割り当てたスロットのＩＤと通信経路情報と受信すると、通信経路情報から送信元エッジルータ、送信先エッジルータ及び中継ルータ３を抽出する（図４１：ステップＳ１８１）。ここでは、パケットが送信先エッジルータに到達するまでに経由する中継ルータ３が抽出される。そして、スロット予約メッセージ送信部５１９は、抽出した送信元エッジルータ、送信先エッジルータ及び中継ルータ３の各々に、割り当てたスロットのＩＤと通信経路情報とを含むスロット予約メッセージを送信する（ステップＳ１８３）。そして、スロット予約メッセージ送信処理を終了し、元の処理に戻る。

次に、図４２を用いてスロット解放メッセージ送信処理を説明する。なお、スロット解放メッセージ送信処理は、スロット解放メッセージ送信部５２１により実施される。スロット解放メッセージ送信部５２１は、スロット解放処理部５０７から、解放したスロットのＩＤを受信すると、通信経路情報から送信元エッジルータ、送信先エッジルータ及び中継ルータ３を抽出する（図４２：ステップＳ１９１）。ここでは、パケットが送信先エッジルータに到達するまでに経由する中継ルータ３が抽出される。そして、スロット解放メッセージ送信処理部５２１は、抽出した送信元エッジルータ、送信先エッジルータ及び中継ルータ３の各々に、解放したスロットのＩＤを含むスロット解放メッセージを送信する（ステップＳ１９３）。そして、スロット解放メッセージ送信処理を終了し、元の処理に戻る。

次に、第２の実施の形態におけるエッジルータ１の処理フローを説明する。なお、基本的には第１の実施の形態で説明した処理フローと同じであるが、第２の実施の形態では、ステップＳ７５及びステップＳ７７の処理の代わりに図４３に示すような処理（スロット予約メッセージ受信処理）を実施する。さらに、ステップＳ１２９乃至ステップＳ１３５の処理の代わりに図４４に示すような処理（スロット解放メッセージ受信処理）を実施する。また、図３１に示した処理の代わりに図４５に示すような処理を実施する。以下、各処理について説明する。

まず、図４３を用いてスロット予約メッセージ受信処理を説明する。なお、スロット予約メッセージ受信処理は、スロット予約部１１１により実施される。スロット予約部１１１は、管理サーバ５からスロット予約メッセージを受信し、記憶装置に格納する（図４３：ステップＳ２０１）。そして、スロット予約部１１１は、スロット予約メッセージからスロットＩＤを抽出する（ステップＳ２０３）。そして、スロット予約部１１１は、通信経路情報に従ってエッジルータテーブルからインタフェースを特定し、パス管理テーブルからキューＩＤを特定する。そして、スロット予約部１１１は、抽出したスロットＩＤとインタフェースの識別子とキューＩＤとを含むレコードを生成し、スロット予約テーブルに追加する（ステップＳ２０５）。そして、スロット予約メッセージ受信処理を終了し、元の処理に戻る。

次に、図４４を用いてスロット解放メッセージ受信処理を説明する。なお、スロット解放メッセージ受信処理は、スロット解放部１１７により実施される。スロット解放部１１７は、管理サーバ５からスロット解放メッセージを受信し、記憶装置に格納する（図４４：ステップＳ２１１）。そして、スロット解放部１１７は、スロット解放メッセージからスロットＩＤを抽出する（ステップＳ２１３）。そして、スロット解放部１１７は、スロット予約テーブルから、抽出したスロットＩＤに対応するキュー１０７１を特定する（ステップＳ２１５）。そして、スロット解放部１１７は、特定したキュー１０７１を削除する旨の指示をパケット分類部１０７に出力する。そして、パケット分類部１０７は、スロット解放部１１７からの指示に応じて、キュー１０７１を削除する（ステップＳ２１７）。

そして、スロット解放部１１７は、削除したキューのＩＤを含むレコードをパス管理テーブルから削除する（ステップＳ２１９）。また、スロット解放部１１７は、抽出したスロットＩＤを含むレコードをスロット予約テーブルから削除する（ステップＳ２２１）。そして、スロット解放メッセージ受信処理を終了し、元の処理に戻る。

次に、図４５を用いて、タイムスロットが切り替わった際のエッジルータ１の処理フローを説明する。タイムスロットの切り替わりを検出した場合、スケジュール部１１５は、切り替え後のスロットを特定する（図４５：ステップＳ２３１）。

そして、スケジュール部１１５は、特定スロットのＩＤを含むレコードがスロット予約テーブルに登録されているか判断する（ステップＳ２３３）。特定スロットのＩＤを含むレコードがスロット予約テーブルに登録されていないと判断された場合（ステップＳ２３３：Ｎｏルート）、処理を終了する。

一方、特定スロットのＩＤを含むレコードがスロット予約テーブルに登録されていると判断された場合（ステップＳ２３３：Ｙｅｓルート）、スケジュール部１１５は、スロット予約テーブルから特定スロットに対応する出力インタフェースを特定する（ステップＳ２３５）。また、スケジュール部１１５は、スロット予約テーブルから、特定スロットに対応するキュー１０７１を特定する（ステップＳ２３７）。そして、スケジュール部１１５は、特定スロットのＩＤと制御種別「開始」とを含む制御パケットを生成し、特定出力インタフェースを介して送信先エッジルータ宛に送信する（ステップＳ２３９）。そして、スケジュール部１１５は、特定したキュー１０７１からデータパケットを順次読み出し、特定出力インタフェースを介して送信先エッジルータ宛に送信する（ステップＳ２４１）。そして、スケジュール部１１５は、特定スロットのＩＤと制御種別「終了」とを含む制御パケットを生成し、特定出力インタフェースを介して送信先エッジルータ宛に送信する（ステップＳ２４３）。そして、処理を終了する。

次に、第２の実施の形態における中継ルータ３の処理フロー説明する。なお、基本的には第１の実施の形態で説明した処理フローと同じであるが、第２の実施の形態では、制御パケット（制御種別：予約、解放）を使用しないため、ステップＳ１４５の処理の後、ステップＳ１４７の処理をスキップし、ステップＳ１５１に移行する。また、ステップＳ１５９において制御種別が「終了」でないと判断された場合（ステップＳ１５９：Ｎｏルート）には、処理を終了する。従って、第２の実施の形態では、ステップＳ１４９、ステップＳ１５０、ステップＳ１６５及びステップＳ１６７の処理を実施する必要はない。

さらに、第２の実施の形態では、中継ルータ３は、スロット予約メッセージを受信した場合には図４６に示すような処理を実施し、スロット解放メッセージを受信した場合には図４７に示すような処理を実施する。以下、各処理について説明する。

まず、図４６を用いてスロット予約メッセージを受信した場合の処理フローを説明する。フォワーディングエンジン３０７は、管理サーバ５からスロット予約メッセージを受信し、記憶装置に格納する（図４６：ステップＳ２５１）。そして、フォワーディングエンジン３０７は、スロット予約メッセージからスロットＩＤと通信経路情報とを抽出する（ステップＳ２５３）。そして、フォワーディングエンジン３０７は、抽出した通信経路情報から特定されるインタフェースの情報と、抽出したスロットＩＤとを含むレコードを生成し、スロットテーブルに追加する（ステップＳ２５５）。そして、処理を終了する。

次に、図４７を用いてスロット解放メッセージを受信した場合の処理フローを説明する。フォワーディングエンジン３０７は、管理サーバ５からスロット解放メッセージを受信し、記憶装置に格納する（図４７：ステップＳ２６１）。そして、フォワーディングエンジン３０７は、スロット解放メッセージからスロットＩＤを抽出する（ステップＳ２６３）。そして、フォワーディングエンジン３０７は、抽出したスロットＩＤを含むレコードをスロットテーブルから削除する（ステップＳ２６５）。そして、処理を終了する。

以上のような処理を実施することにより、スロット予約メッセージ及びスロット解放メッセージを用いてタイムスロットの予約及び解放を行うようにしても、第１の実施の形態と同様に、中継ルータ３の省電力化が図れる。

［実施の形態３］
次に、図４８乃至図５３を用いて本技術の第３の実施の形態を説明する。上で説明した第１及び第２の実施の形態では、管理サーバ５が、リンク利用状況テーブルに基づき、割り当てるタイムスロットを決定していたが、第３の実施の形態では、通信経路同士の衝突関係を格納する衝突管理テーブルに基づき、割り当てるタイムスロットを決定する。

図４８に、第３の実施の形態における管理サーバ５の機能ブロック図を示す。第３の実施の形態における管理サーバ５は、制御部５０１と、入力部５０３と、スロット予約処理部５０５と、スロット解放処理部５０７と、出力部５０９と、衝突管理テーブル生成部５２３と、経路ＩＤテーブル格納部５１１と、スロット割当テーブル格納部５１５と、衝突管理テーブル格納部５２５とを有する。なお、制御部５０１と、入力部５０３と、スロット予約処理部５０５と、スロット解放処理部５０７と、出力部５０９と、経路ＩＤテーブル格納部５１１と、スロット割当テーブル格納部５１５とは、基本的には第１の実施の形態と同じものである。

なお、エッジルータ１及び中継ルータ３の機能ブロック図は、基本的には図８及び図９に示したものと同じである

衝突管理テーブル格納部５２５には、後で説明する衝突管理テーブルが格納されている。衝突管理テーブル生成部５２３は、図５１に示すような処理を実施し、衝突管理テーブルを生成する。図５１の処理については後で説明する。

図４９に、衝突管理テーブル格納部５２５に格納される衝突管理テーブルの一例を示す。図４９の例では、列及び行が経路ＩＤ毎に分かれており、衝突管理テーブルは、経路ＩＤの組み合わせ毎に、当該組み合わせにおいてパケット衝突が生じるか否か（×：パケット衝突発生／空欄：パケット衝突なし）が設定される。なお、衝突管理テーブルは、例えば図５０に示すようなパケット衝突検査を行い、検査結果に従って設定される。すなわち、テストパケットを２つの経路（図５０では、１ａと１ｂ間の経路と、１ｃと１ｄ間の経路）に同時に流して、テストパケットが衝突するか否かを検査する。なお、以下のような判断方法によりパケット衝突が発生したか否かを判断する。例えばパケット衝突時に中継ルータ３が送信待ちを行う場合には、送信時のタイムスロットと同じタイムスロットで送信先エッジルータにテストパケットが到達すれば、パケット衝突なしと判断する。また、パケット衝突時に中継ルータ３がパケットを破棄する場合には、送信先エッジルータにテストパケットが到達すれば、パケット衝突なしと判断する。さらに、パケット衝突時に中継ルータ３が衝突信号を送信元エッジルータに出力する場合には、送信元エッジルータにて当該衝突信号を検出しなければ、パケット衝突なしと判断する。なお、他の判断方法で判断するようにしてもよい。そして、このような検査を経路の組み合わせ毎に行うことで、衝突管理テーブルを生成することができる。

次に、図５１乃至図５３を用いて、第３の実施の形態における管理サーバ５の処理フローを説明する。なお、基本的には第１の実施の形態で説明した処理フローと同じであるが、第３の実施の形態では、衝突管理テーブルを生成するため、図５１に示すような処理を実施する。また、第３の実施の形態では、ステップＳ２３の処理の代わりに図５２に示すような処理（スロット予約処理２）を実施する。さらに、ステップＳ４３の処理の代わりに図５３に示すような処理（スロット解放処理２）を実施する。以下、各処理について説明する。

まず、図５１を用いて衝突管理テーブルを生成する処理を説明する。なお、管理サーバ５の衝突管理テーブル生成部５２３が、任意のタイミングで図５１に示すような処理を実施する。まず、衝突管理テーブル生成部５２３は、ネットワーク構成に関する情報に従って、２つの経路の組み合わせのうち未処理の組み合わせを特定する（図５１：ステップＳ２７１）。そして、衝突管理テーブル生成部５２３は、特定の組み合わせに係るエッジルータの各々に、検査指示を送信する（ステップＳ２７３）。なお、検査指示には、テストパケットの送信タイミングや、送信元エッジルータ、送信先エッジルータなどの情報が含まれる。そして、検査指示を受信したエッジルータ１は、検査指示に従って図５０に示したような検査を実施する。

その後、衝突管理テーブル生成部５２３は、エッジルータ１から検査結果を受信し（ステップＳ２７５）、テストパケットの衝突が発生したか判断する（ステップＳ２７７）。テストパケットの衝突が発生したと判断された場合（ステップＳ２７７：Ｙｅｓルート）、衝突管理テーブル生成部５２３は、特定の組み合わせにおいてパケット衝突が発生することを表す情報（図４９では「×」）を衝突管理テーブルに設定する（ステップＳ２７９）。その後、ステップＳ２８１の処理に移行する。

一方、テストパケットの衝突が発生していないと判断された場合（ステップＳ２７７：Ｎｏルート）、ステップＳ２７９の処理をスキップし、ステップＳ２８１の処理に移行する。

そして、衝突管理テーブル生成部５２３は、全ての組み合わせについて処理が完了したか判断する（ステップＳ２８１）。全ての組み合わせについて処理が完了してなければ（ステップＳ２８１：Ｎｏルート）、ステップＳ２７１の処理に戻り、ステップＳ２７１乃至ステップＳ２８１の処理を繰り返す。一方、全ての組み合わせについて処理が完了した場合（ステップＳ２８１：Ｙｅｓルート）、処理を終了する。

次に、図５２を用いてスロット予約処理２を説明する。まず、スロット予約処理部５０５は、スロット割当要求に含まれる送信元エッジルータ及び送信先エッジルータの識別子を基に経路ＩＤテーブルを検索し、スロット割当要求に係るエッジルータ間の経路を特定する（図５２：ステップＳ２９１）。

そして、スロット予約処理部５０５は、衝突管理テーブルにおいて、特定経路と衝突する経路（以下、衝突経路と呼ぶ）を特定する（ステップＳ２９３）。そして、スロット予約処理部５０５は、経路ＩＤテーブルを検索し、衝突経路に係る送信元エッジルータ及び送信先エッジルータを特定する（ステップＳ２９５）。

そして、スロット予約処理部５０５は、スロット割当テーブルを検索し、衝突経路に係るエッジルータ間のパケット通信に対して割り当てられているスロット以外のスロットを特定する（ステップＳ２９７）。そして、スロット予約処理部５０５は、特定スロットに対応するスロット割当テーブルにおいて、スロット割当要求に係るエッジルータ間のパケット通信に対して当該特定スロットを割り当てたことを表す情報を設定する（ステップＳ２９９）。そして、スロット予約処理２を終了し、元の処理に戻る。

次に、図５３を用いてスロット解放処理２を説明する。まず、スロット解放処理部５０７は、スロット解放要求に含まれる送信元エッジルータ及び送信先エッジルータの識別子を基にスロット割当テーブルを検索し、スロット解放要求に係るエッジルータ間のパケット通信に対して割り当てられているスロットを特定する（図５３：ステップＳ３０１）。そして、スロット解放処理部５０７は、特定スロットに対応するスロット割当テーブルから、スロット解放要求に係るエッジルータ間のパケット通信に対して当該特定スロットを割り当てたことを表す情報（図１７に示した「○」）を削除する（ステップＳ３０３）。そして、スロット解放処理２を終了し、元の処理に戻る。

以上のような処理を実施することにより、衝突管理テーブルを用いるようにしても、第１の実施の形態と同様に、中継ルータ３の省電力化が図れる。

以上本技術の実施の形態を説明したが、本技術はこれに限定されるものではない。例えば、上で説明したエッジルータ１、中継ルータ３及び管理サーバ５の機能ブロック図は必ずしも実際のプログラムモジュール構成に対応するものではない。

また、上で説明した各テーブルの構成は一例であって、必ずしも上記のような構成でなければならないわけではない。さらに、処理フローにおいても、処理結果が変わらなければ処理の順番を入れ替えることも可能である。さらに、並列に実行させるようにしても良い。

また、上では、例えばエッジルータ１ａからエッジルータ１ｄへのパケット通信と、エッジルータ１ｄからエッジルータ１ａへのパケット通信とを区別せず、１つの経路ＩＤで管理するようになっていたが、別々の経路ＩＤで管理するようにしてもよい。この場合、別々のタイムスロットが割り当てられることとなる。

以上述べた本技術の実施の形態をまとめると以下のとおりになる。

第１の態様に係るネットワーク装置は、ネットワークにおけるエッジルータ間で通信されるパケットを中継するネットワーク装置であって、特定の送信元から特定の送信先へのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる入力インタフェース及び出力インタフェースの識別子とを含むレコードを格納するスロットテーブルと、特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを受信した場合、スロットテーブルから特定のタイムスロットに対応する入力インタフェース及び出力インタフェースを特定し、特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを受信するまでの間、特定された入力インタフェースからのパケットを、特定された出力インタフェースへ送出する手段とを有する。

このようにすれば、第１の制御パケットを受信してから第２の制御パケットを受信するまでの間は、ルーティング処理を行わなくとも、エッジルータ間で通信されるパケットを適切に中継できるようになる。また、例えばタイムスロットを適切に割り当てておくことで、パケット衝突を回避することができるようになり、ネットワーク装置においてパケットバッファリングを行わずに済むようになる。すなわち、パケットバッファリング及びルーティング処理で消費していた電力を削減でき、ネットワーク装置の省電力化が図れる。

また、タイムスロットの識別子及び通信経路の情報を含むスロット予約指示を受信した場合、スロット予約指示に含まれるタイムスロットの識別子と、スロット予約指示に含まれる通信経路の情報から特定される入力インタフェース及び出力インタフェースの識別子とを含むレコードをスロットテーブルに格納する手段をさらに有するようにしてもよい。このようにすれば、新たな割り当てがなされた場合についても対処できるようになる。

さらに、タイムスロットの識別子を含むスロット解放指示を受信した場合、スロットテーブルから、スロット解放指示に含まれるタイムスロットの識別子を含むレコードを削除する手段をさらに含むようにしてもよい。このようにすれば、いずれかの割り当てが不要になった場合についても対処できるようになる。

第２の態様に係るエッジルータは、パケットの送信先アドレスと、当該送信先アドレスに対応する送信先エッジルータの識別子とを格納するエッジルータテーブルと、送信先エッジルータ毎のキューと、特定の送信先エッジルータへのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる出力インタフェースの識別子と、特定の送信先エッジルータに対応するキューの識別子とを含むレコードを格納するスロット予約テーブルと、外部ネットワークからパケットを受信するパケット受信手段と、エッジルータテーブルから、受信したパケットの送信先アドレスに対応する送信先エッジルータを特定し、特定された送信先エッジルータに対応するキューに、受信したパケットを格納するパケット分類手段と、特定のタイムスロットへの切り替わりを検出した場合、スロット予約テーブルから特定のタイムスロットに対応する出力インタフェース及びキューを特定し、特定された出力インタフェースを介して、特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを送信し、第１の制御パケットを送信した後に、特定されたキューから読み出されるパケットを順次送信し、特定のタイムスロットにおける最後のパケットとして特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを送信するスケジュール手段とを有する。

このようにすれば、あるタイムスロットにおいては、当該タイムスロットに割り当てられているパケット通信のみが行われるので、例えばタイムスロットを適切に割り当てておくことで、パケット衝突を生じさせずにエッジルータ間の通信を行うことができるようになる。また、第１の制御パケット及び第２の制御パケットを送信することにより、タイムスロットの開始及び終了のタイミングを、例えば送信先エッジルータまでの通信経路上のネットワーク装置（ルータなど）に知らせることができる。すなわち、ネットワーク装置では、タイムスロットの同期を取らなくてもよくなる。

また、上で述べたパケット分類手段により特定された送信先エッジルータへのパケット送信に対してタイムスロットの割り当てがなされているか判断し、当該パケット送信に対してタイムスロットの割り当てがなされていないと判断された場合、スロット割当要求を、タイムスロットを管理する管理サーバに送信する手段と、管理サーバから、タイムスロットの識別子及び通信経路の情報を含むスロット割当通知を受信した場合、スロット割当通知に含まれるタイムスロットの識別子と、スロット割当通知に含まれる通信経路の情報から特定される出力インタフェースの識別子と、上で述べたパケット分類手段により特定された送信先エッジルータに対応するキューの識別子とを含むレコードをスロット予約テーブルに登録するスロット予約手段とをさらに有するようにしてもよい。さらに、上で述べたスケジュール手段が、新たなタイムスロットの割り当てがなされた場合、新たなタイムスロットの識別子を含み且つ当該新たなタイムスロットの予約を表す第３の制御パケットを送信する手段を有する場合もある。このようにすれば、タイムスロットが割り当てられていない新たなパケット通信が発生した場合にも対処できるようになる。

また、パケットをキューに格納してから一定期間経過するまでの間に当該キューに格納すべき次のパケットを受信しない場合、スロット解放要求を管理サーバに送信する手段と、管理サーバから、解放されたタイムスロットの識別子を含むスロット解放完了通知を受信した場合、スロット予約テーブルから、スロット解放完了通知に含まれるタイムスロットの識別子を含むレコードを削除する手段とをさらに有するようにしてもよい。さらに、上で述べたスケジュール手段が、いずれかのタイムスロットの解放がなされた場合、解放されたタイムスロットの識別子を含み且つ当該タイムスロットの解放を示す第４の制御パケットを送信する手段を有する場合もある。このようにすれば、一定期間以上パケットを受信しない場合には、割り当て済みのタイムスロットは解放され、当該タイムスロットを別のパケット通信に割り当てることができるようになる。すなわち、限られたタイムスロットを有効に利用することができるようになる。

第３の態様に係るパケット通信システムは、タイムスロットの定義情報及び同期時刻情報を用いてタイムスロットの同期を取り、パケット送信を行うエッジルータと、エッジルータ間で通信されるパケットを中継するネットワーク装置と、タイムスロットの定義情報及び同期時刻情報を各エッジルータに配信する管理サーバとを有する。そして、上で述べたエッジルータは、パケットの送信先アドレスと、当該送信先アドレスに対応する送信先エッジルータの識別子とを格納するエッジルータテーブルと、送信先エッジルータ毎のキューと、特定の送信先エッジルータへのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる第１出力インタフェースの識別子と、特定の送信先エッジルータに対応するキューの識別子とを格納するスロット予約テーブルと、外部ネットワークからパケットを受信する手段と、エッジルータテーブルから、受信したパケットの送信先アドレスに対応する送信先エッジルータを特定し、特定された送信先エッジルータに対応するキューに、受信したパケットを格納する手段と、タイムスロットの定義情報に従って定められる、タイムスロットの一連の流れにおいて、特定のタイムスロットへの切り替わりを検出した場合、スロット予約テーブルから特定のタイムスロットに対応する第１出力インタフェース及びキューを特定し、特定された第１出力インタフェースを介して、特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを送信し、第１の制御パケットを送信した後に、特定されたキューから読み出されるパケットを順次送信し、特定のタイムスロットにおける最後のパケットとして特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを送信する手段とを有する。また、上で述べたネットワーク装置は、タイムスロットの識別子と、当該タイムスロットにおけるパケット送信に用いられる入力インタフェース及び第２出力インタフェースの識別子とを格納するスロットテーブルと、第１の制御パケットを受信した場合、スロットテーブルから、受信した第１の制御パケットに含まれる特定のタイムスロットの識別子に対応する入力インタフェース及び第２出力インタフェースを特定し、第２の制御パケットを受信するまでの間、特定された入力インタフェースからのパケットを、特定された第２出力インタフェースへ送出する手段とを有する。

なお、上記エッジルータ１、中継ルータ３及び管理サーバ５をハードウェアと共に実現するためのプログラムを作成することができ、当該プログラムは、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶媒体又は記憶装置に格納される。尚、中間的な処理結果はメインメモリ等の記憶装置に一時保管される。

なお、管理サーバ５は、図５４に示すように、メモリ２５０１（記憶部）とＣＰＵ２５０３（処理部）とハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）２５０５と表示装置２５０９に接続される表示制御部２５０７とリムーバブル・ディスク２５１１用のドライブ装置２５１３と入力装置２５１５とネットワークに接続するための通信制御部２５１７とがバス２５１９で接続されている。ＯＳ及びＷｅｂブラウザを含むアプリケーション・プログラムは、ＨＤＤ２５０５に格納されており、ＣＰＵ２５０３により実行される際にはＨＤＤ２５０５からメモリ２５０１に読み出される。必要に応じてＣＰＵ２５０３は、表示制御部２５０７、通信制御部２５１７、ドライブ装置２５１３を制御して、必要な動作を行わせる。また、処理途中のデータについては、メモリ２５０１に格納され、必要があればＨＤＤ２５０５に格納される。このようなコンピュータは、上で述べたＣＰＵ２５０３、メモリ２５０１などのハードウエアとＯＳ及び必要なアプリケーション・プログラムとが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。

以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）
ネットワークにおけるエッジルータ間で通信されるパケットを中継するネットワーク装置であって、
特定の送信元から特定の送信先へのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる入力インタフェース及び出力インタフェースの識別子とを含むレコードを格納するスロットテーブルと、
特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを受信した場合、前記スロットテーブルから前記特定のタイムスロットに対応する前記入力インタフェース及び前記出力インタフェースを特定し、前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを受信するまでの間、特定された前記入力インタフェースからのパケットを、特定された前記出力インタフェースへ送出する手段と、
を有するネットワーク装置。

（付記２）
パケットの送信先アドレスと、当該送信先アドレスに対応する送信先エッジルータの識別子とを格納するエッジルータテーブルと、
前記送信先エッジルータ毎のキューと、
特定の送信先エッジルータへのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる出力インタフェースの識別子と、前記特定の送信先エッジルータに対応する前記キューの識別子とを含むレコードを格納するスロット予約テーブルと、
外部ネットワークから前記パケットを受信するパケット受信手段と、
前記エッジルータテーブルから、受信した前記パケットの送信先アドレスに対応する前記送信先エッジルータを特定し、特定された前記送信先エッジルータに対応する前記キューに、受信した前記パケットを格納するパケット分類手段と、
特定のタイムスロットへの切り替わりを検出した場合、前記スロット予約テーブルから前記特定のタイムスロットに対応する前記出力インタフェース及び前記キューを特定し、特定された前記出力インタフェースを介して、前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを送信し、前記第１の制御パケットを送信した後に、特定された前記キューから読み出される前記パケットを順次送信し、前記特定のタイムスロットにおける最後のパケットとして前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを送信するスケジュール手段と、
を有するエッジルータ。

（付記３）
タイムスロットの定義情報及び同期時刻情報を用いて前記タイムスロットの同期を取り、パケット送信を行うエッジルータと、
前記エッジルータ間で通信されるパケットを中継するネットワーク装置と、
前記タイムスロットの定義情報及び同期時刻情報を各前記エッジルータに配信する管理サーバと、
を有し、
前記エッジルータは、
パケットの送信先アドレスと、当該送信先アドレスに対応する送信先エッジルータの識別子とを格納するエッジルータテーブルと、
前記送信先エッジルータ毎のキューと、
特定の送信先エッジルータへのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる第１出力インタフェースの識別子と、前記特定の送信先エッジルータに対応する前記キューの識別子とを格納するスロット予約テーブルと、
外部ネットワークから前記パケットを受信する手段と、
前記エッジルータテーブルから、受信した前記パケットの送信先アドレスに対応する前記送信先エッジルータを特定し、特定された前記送信先エッジルータに対応する前記キューに、受信した前記パケットを格納する手段と、
前記タイムスロットの定義情報に従って定められる、前記タイムスロットの一連の流れにおいて、特定のタイムスロットへの切り替わりを検出した場合、前記スロット予約テーブルから前記特定のタイムスロットに対応する前記第１出力インタフェース及び前記キューを特定し、特定された前記第１出力インタフェースを介して、前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを送信し、前記第１の制御パケットを送信した後に、特定された前記キューから読み出される前記パケットを順次送信し、前記特定のタイムスロットにおける最後のパケットとして前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを送信する手段と、
を有し、
前記ネットワーク装置は、
前記タイムスロットの識別子と、当該タイムスロットにおけるパケット送信に用いられる入力インタフェース及び第２出力インタフェースの識別子とを格納するスロットテーブルと、
前記第１の制御パケットを受信した場合、前記スロットテーブルから、受信した前記第１の制御パケットに含まれる前記特定のタイムスロットの識別子に対応する前記入力インタフェース及び前記第２出力インタフェースを特定し、前記第２の制御パケットを受信するまでの間、特定された前記入力インタフェースからのパケットを、特定された前記第２出力インタフェースへ送出する手段と、
を有するパケット通信システム。

（付記４）
前記タイムスロットの識別子及び通信経路の情報を含むスロット予約指示を受信した場合、前記スロット予約指示に含まれる前記タイムスロットの識別子と、前記スロット予約指示に含まれる前記通信経路の情報から特定される前記入力インタフェース及び前記出力インタフェースの識別子とを含む前記レコードを前記スロットテーブルに格納する手段
をさらに有する付記１記載のネットワーク装置。

（付記５）
前記タイムスロットの識別子を含むスロット解放指示を受信した場合、前記スロットテーブルから、前記スロット解放指示に含まれる前記タイムスロットの識別子を含む前記レコードを削除する手段
をさらに有する付記１又は４記載のネットワーク装置。

（付記６）
前記パケット分類手段により特定された前記送信先エッジルータへのパケット送信に対して前記タイムスロットの割り当てがなされているか判断し、当該パケット送信に対して前記タイムスロットの割り当てがなされていないと判断された場合、スロット割当要求を、前記タイムスロットを管理する管理サーバに送信する手段と、
前記管理サーバから、前記タイムスロットの識別子及び通信経路の情報を含むスロット割当通知を受信した場合、前記スロット割当通知に含まれる前記タイムスロットの識別子と、前記スロット割当通知に含まれる前記通信経路の情報から特定される前記出力インタフェースの識別子と、前記パケット分類手段により特定された前記送信先エッジルータに対応する前記キューの識別子とを含む前記レコードを前記スロット予約テーブルに登録するスロット予約手段と、
をさらに有する付記２記載のエッジルータ。

（付記７）
前記スケジュール手段が、
新たなタイムスロットの割り当てがなされた場合、前記新たなタイムスロットの識別子を含み且つ当該新たなタイムスロットの予約を表す第３の制御パケットを送信する手段
を有する付記６記載のエッジルータ。

（付記８）
前記パケットを前記キューに格納してから一定期間経過するまでの間に当該キューに格納すべき次のパケットを受信しない場合、スロット解放要求を前記管理サーバに送信する手段と、
前記管理サーバから、解放された前記タイムスロットの識別子を含むスロット解放完了通知を受信した場合、前記スロット予約テーブルから、前記スロット解放完了通知に含まれる前記タイムスロットの識別子を含む前記レコードを削除する手段と、
をさらに有する付記２、６及び７のいずれか１つ記載のエッジルータ。

（付記９）
前記スケジュール手段が、
いずれかの前記タイムスロットの解放がなされた場合、解放された前記タイムスロットの識別子を含み且つ当該タイムスロットの解放を示す第４の制御パケットを送信する手段
を有する付記８記載のエッジルータ。

（付記１０）
ネットワークにおけるエッジルータ間で通信されるパケットを中継するネットワーク装置に、
特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを受信した場合、特定の送信元から特定の送信先へのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる入力インタフェース及び出力インタフェースの識別子とを含むレコードを格納するスロットテーブルから、前記特定のタイムスロットに対応する前記入力インタフェース及び前記出力インタフェースを特定するステップと、
前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを受信するまでの間、特定された前記入力インタフェースからのパケットを、特定された前記出力インタフェースへ送出するステップと、
を実行させるプログラム。

（付記１１）
外部ネットワークからパケットを受信するステップと、
送信先アドレスと当該送信先アドレスに対応する送信先エッジルータの識別子とを格納するエッジルータテーブルから、受信した前記パケットの送信先アドレスに対応する前記送信先エッジルータを特定し、特定された前記送信先エッジルータに対応するキューに、受信した前記パケットを格納するステップと、
特定のタイムスロットへの切り替わりを検出した場合、特定の送信先エッジルータへのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる出力インタフェースの識別子と、前記特定の送信先エッジルータに対応する前記キューの識別子とを含むレコードを格納するスロット予約テーブルから、前記特定のタイムスロットに対応する前記出力インタフェース及び前記キューを特定し、特定された前記出力インタフェースを介して、前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを送信し、前記第１の制御パケットを送信した後に、特定された前記キューから読み出される前記パケットを順次送信し、前記特定のタイムスロットにおける最後のパケットとして前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを送信するステップと、
をエッジルータに実行させるプログラム。

本パケット通信システムの概要を説明するための図である。 フレーム及びタイムスロットを示す図である。 制御パケットを説明するための図である。 本パケット通信システムの動作原理を説明するための図である。 本パケット通信システムの概要を説明するための図である。 本パケット通信システムの概要を説明するための図である。 本パケット通信システムの概要を説明するための図である。 第１の実施の形態におけるエッジルータの機能ブロック図である。 第１の実施の形態における中継ルータの機能ブロック図である。 第１の実施の形態における管理サーバの機能ブロック図である。 エッジルータテーブルのテーブル例を示す図である。 パス管理テーブルのテーブル例を示す図である。 スロット予約テーブルのテーブル例を示す図である。 スロットテーブルのテーブル例を示す図である。 経路ＩＤテーブルのテーブル例を示す図である。 経路／リンク管理テーブルのテーブル例を示す図である。 スロット割当テーブルのテーブル例を示す図である。 リンク利用状況テーブルのテーブル例を示す図である。 第１の実施の形態におけるタイムスロット予約時のシステム全体の処理の流れを示す図である。 タイムスロットにおいて送出されるパケットを説明するための図である。 第１の実施の形態におけるタイムスロット解放時のシステム全体の処理の流れを示す図である。 タイムスロットにおいて送出されるパケットを説明するための図である。 管理サーバの起動時の処理フローを示す図である。 ガードタイムを説明するための図である。 スロット時間の算出例を示す図である。 タイムスロットを予約する際の管理サーバの処理フローを示す図である。 スロット予約処理の処理フローを示す図である。 タイムスロットを解放する際の管理サーバの処理フローを示す図である。 スロット解放処理の処理フローを示す図である。 タイムスロットの割り当てを受ける場合のエッジルータの処理フローを示す図である。 第１の実施の形態におけるタイムスロット切り替え時のエッジルータの処理フロー（第１の部分）を示す図である。 第１の実施の形態におけるタイムスロット切り替え時のエッジルータの処理フロー（第２の部分）を示す図である。 タイマのタイムアウトが発生した際のエッジルータの処理フローを示す図である。 中継ルータの処理フロー（第１の部分）を示す図である。 中継ルータの処理フロー（第２の部分）を示す図である。 第２の実施の形態における管理サーバの機能ブロック図である。 スロット予約テーブルのテーブル例を示す図である。 第２の実施の形態におけるタイムスロット予約時のシステム全体の処理の流れを示す図である。 タイムスロットにおいて送出されるパケットを説明するための図である。 第２の実施の形態におけるタイムスロット解放時のシステム全体の処理の流れを示す図である。 スロット予約メッセージ送信処理の処理フローを示す図である。 スロット解放メッセージ送信処理の処理フローを示す図である。 スロット予約メッセージ受信処理の処理フローを示す図である。 スロット解放メッセージ受信処理の処理フローを示す図である。 第２の実施の形態におけるタイムスロット切り替え時のエッジルータの処理フローを示す図である。 スロット予約メッセージ受信時の中継ルータの処理フローを示す図である。 スロット解放メッセージ受信時の中継ルータの処理フローを示す図である。 第３の実施の形態における管理サーバの機能ブロック図である。 衝突管理テーブルのテーブル例を示す図である。 衝突管理テーブルを生成するために行う検査を説明するための図である。 衝突管理テーブル生成時の処理フローを示す図である。 スロット予約処理２の処理フローを示す図である。 スロット解放処理２の処理フローを示す図である。 コンピュータの機能ブロック図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ エッジルータ
３ａ，３ｂ 中継ルータ ５ 管理サーバ
１０１ パケット受信部 １０３ エッジルータテーブル格納部
１０５ パス管理テーブル格納部 １０７ パケット分類部
１０９ スロット生成部 １１１ スロット予約部
１１３ スロット予約テーブル格納部 １１５ スケジュール部
１１７ スロット解放部
１０７１ａ，１０７１ｂ，１０７１ｃ キュー
３０１ａ，３０１ｂ ラインカード ３０３ ＩＦテーブル格納部
３０５ スロットテーブル格納部 ３０７ フォワーディングエンジン
５０１ 制御部 ５０３ 入力部
５０５ スロット予約処理部 ５０７ スロット解放処理部
５０９ 出力部 ５１１ 経路ＩＤテーブル格納部
５１３ 経路／リンク管理テーブル格納部 ５１５ スロット割当テーブル格納部
５１７ リンク利用状況テーブル格納部 ５１９ スロット予約メッセージ送信部
５２１ スロット解放メッセージ送信部 ５２３ 衝突管理テーブル生成部
５２５ 衝突管理テーブル格納部

Claims (7)

1. ネットワークにおけるエッジルータ間で通信されるパケットを中継するネットワーク装置であって、
   特定の送信元から特定の送信先へのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる入力インタフェース及び出力インタフェースの識別子とを含むレコードを格納するスロットテーブルと、
   特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを受信した場合、前記スロットテーブルから前記特定のタイムスロットに対応する前記入力インタフェース及び前記出力インタフェースを特定し、前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを受信するまでの間、特定された前記入力インタフェースからのパケットを、特定された前記出力インタフェースへ送出する手段と、
   を有するネットワーク装置。
2. パケットの送信先アドレスと、当該送信先アドレスに対応する送信先エッジルータの識別子とを格納するエッジルータテーブルと、
   前記送信先エッジルータ毎のキューと、
   特定の送信先エッジルータへのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる出力インタフェースの識別子と、前記特定の送信先エッジルータに対応する前記キューの識別子とを含むレコードを格納するスロット予約テーブルと、
   外部ネットワークから前記パケットを受信するパケット受信手段と、
   前記エッジルータテーブルから、受信した前記パケットの送信先アドレスに対応する前記送信先エッジルータを特定し、特定された前記送信先エッジルータに対応する前記キューに、受信した前記パケットを格納するパケット分類手段と、
   特定のタイムスロットへの切り替わりを検出した場合、前記スロット予約テーブルから前記特定のタイムスロットに対応する前記出力インタフェース及び前記キューを特定し、特定された前記出力インタフェースを介して、前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを送信し、前記第１の制御パケットを送信した後に、特定された前記キューから読み出される前記パケットを順次送信し、前記特定のタイムスロットにおける最後のパケットとして前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを送信するスケジュール手段と、
   を有するエッジルータ。
3. タイムスロットの定義情報及び同期時刻情報を用いて前記タイムスロットの同期を取り、パケット送信を行うエッジルータと、
   前記エッジルータ間で通信されるパケットを中継するネットワーク装置と、
   前記タイムスロットの定義情報及び同期時刻情報を各前記エッジルータに配信する管理サーバと、
   を有し、
   前記エッジルータは、
   パケットの送信先アドレスと、当該送信先アドレスに対応する送信先エッジルータの識別子とを格納するエッジルータテーブルと、
   前記送信先エッジルータ毎のキューと、
   特定の送信先エッジルータへのパケット送信に対して割り当てられているタイムスロットの識別子と、当該パケット送信に用いられる第１出力インタフェースの識別子と、前記特定の送信先エッジルータに対応する前記キューの識別子とを格納するスロット予約テーブルと、
   外部ネットワークから前記パケットを受信する手段と、
   前記エッジルータテーブルから、受信した前記パケットの送信先アドレスに対応する前記送信先エッジルータを特定し、特定された前記送信先エッジルータに対応する前記キューに、受信した前記パケットを格納する手段と、
   前記タイムスロットの定義情報に従って定められる、前記タイムスロットの一連の流れにおいて、特定のタイムスロットへの切り替わりを検出した場合、前記スロット予約テーブルから前記特定のタイムスロットに対応する前記第１出力インタフェース及び前記キューを特定し、特定された前記第１出力インタフェースを介して、前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの開始を示す第１の制御パケットを送信し、前記第１の制御パケットを送信した後に、特定された前記キューから読み出される前記パケットを順次送信し、前記特定のタイムスロットにおける最後のパケットとして前記特定のタイムスロットの識別子を含み且つ当該特定のタイムスロットの終了を示す第２の制御パケットを送信する手段と、
   を有し、
   前記ネットワーク装置は、
   前記タイムスロットの識別子と、当該タイムスロットにおけるパケット送信に用いられる入力インタフェース及び第２出力インタフェースの識別子とを格納するスロットテーブルと、
   前記第１の制御パケットを受信した場合、前記スロットテーブルから、受信した前記第１の制御パケットに含まれる前記特定のタイムスロットの識別子に対応する前記入力インタフェース及び前記第２出力インタフェースを特定し、前記第２の制御パケットを受信するまでの間、特定された前記入力インタフェースからのパケットを、特定された前記第２出力インタフェースへ送出する手段と、
   を有するパケット通信システム。
4. 前記タイムスロットの識別子及び通信経路の情報を含むスロット予約指示を受信した場合、前記スロット予約指示に含まれる前記タイムスロットの識別子と、前記スロット予約指示に含まれる前記通信経路の情報から特定される前記入力インタフェース及び前記出力インタフェースの識別子とを含む前記レコードを前記スロットテーブルに格納する手段
   をさらに有する請求項１記載のネットワーク装置。
5. 前記タイムスロットの識別子を含むスロット解放指示を受信した場合、前記スロットテーブルから、前記スロット解放指示に含まれる前記タイムスロットの識別子を含む前記レコードを削除する手段
   をさらに有する請求項１又は４記載のネットワーク装置。
6. 前記パケット分類手段により特定された前記送信先エッジルータへのパケット送信に対して前記タイムスロットの割り当てがなされているか判断し、当該パケット送信に対して前記タイムスロットの割り当てがなされていないと判断された場合、スロット割当要求を、前記タイムスロットを管理する管理サーバに送信する手段と、
   前記管理サーバから、前記タイムスロットの識別子及び通信経路の情報を含むスロット割当通知を受信した場合、前記スロット割当通知に含まれる前記タイムスロットの識別子と、前記スロット割当通知に含まれる前記通信経路の情報から特定される前記出力インタフェースの識別子と、前記パケット分類手段により特定された前記送信先エッジルータに対応する前記キューの識別子とを含む前記レコードを前記スロット予約テーブルに登録するスロット予約手段と、
   をさらに有する請求項２記載のエッジルータ。
7. 前記パケットを前記キューに格納してから一定期間経過するまでの間に当該キューに格納すべき次のパケットを受信しない場合、スロット解放要求を前記管理サーバに送信する手段と、
   前記管理サーバから、解放された前記タイムスロットの識別子を含むスロット解放完了通知を受信した場合、前記スロット予約テーブルから、前記スロット解放完了通知に含まれる前記タイムスロットの識別子を含む前記レコードを削除する手段と、
   をさらに有する請求項６記載のエッジルータ。

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