JP5441167B2 - ルータ装置、転送制御方法および転送制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ルータ装置、転送制御方法および転送制御プログラムに関し、特にネットワーク上の通信速度の低下を抑制して快適な通信サービスを提供することを可能とするルータ装置、転送制御方法および転送制御プログラムに関する。

インターネット、その中でも特にＷＷＷ（World Wide Web）サービスは、既に巨大な社会的インフラとなっている。既に正確な統計を取ることさえ困難になっているが、全世界には数百億ページ以上のウェブページが存在しており、その数は現在も増え続けていると言われている。

その中で特定のウェブサーバに対してリクエスト（接続要求）が集中すると、そのウェブサーバやそこに至るまでの回線上のネットワーク機器などの処理能力を超えてしまい、ウェブページが閲覧不可能になったり、最悪の場合そのウェブサーバ自体が使用不能になったりするなどのような事態が生じることがある。ウェブサーバやネットワーク機器（ルータ装置など）の処理能力が有限である以上、それらの機器が無用な処理を行う回数をなるべく抑制して、当該ウェブサーバに接続可能な全てのコンピュータ装置に対して快適な接続環境を提供することが望ましい。

図１４は、ＬＡＮ（Local Area Network、構内通信網）とインターネットとの間のデータの転送をルータ装置によって制御している典型的なネットワークの構成を示す説明図である。５台のローカルコンピュータ９０１ａ〜ｅが、６台のルータ装置９１０ａ〜ｆを介して、ピラミッド状の関係で接続されている。２台のローカルコンピュータ９０１ａおよび９０１ｂが、ルータ装置９１０ａに接続されている。ローカルコンピュータ９０１ｃは１台のみ、ルータ装置９１０ｂに接続されている。２台のローカルコンピュータ９０１ｄおよび９０１ｅが、ルータ装置９１０ｃに接続されている。

ルータ装置９１０ａおよび９１０ｂは、ルータ装置９１０ｄに接続されている。ルータ装置９１０ｃは１台のみ、ルータ装置９１０ｅに接続されている。そして、ルータ装置９１０ｄおよび９１０ｅと同一階層にあるウェブサーバ９２０の各々が、ルータ装置９１０ｆを介して上位ネットワークに接続されている。この構成のネットワークで、ローカルコンピュータ９０１ａ〜ｅの各々がウェブサーバ９２０に接続しようとしているものとする。

各装置を接続する回線の中に描かれる丸数字は、その回線を通ってウェブサーバ９２０に対して送信されるリクエストの数である。ウェブサーバ９２０は、それらのリクエストに対して、同じ数のレスポンス（応答）を返す必要がある。この構成では、５台のローカルコンピュータ９０１ａ〜ｅから発せられる５つのリクエストの全てに対して、ウェブサーバ９２０は５回のレスポンスを返す必要がある。即ち、同内容のウェブページを表示するためのデータを５回返すことになる。

このような環境では、ルータ装置９１０ａ〜ｆがキャッシュ機能を持ったプロキシサーバとして動作する構成を持つことが多い。これによって、ウェブサーバ９２０に向けてのリクエストを送信する回数を抑制し、ウェブサーバ９２０がそのリクエストに対するレスポンスを返す処理にかかる負担、およびそのデータの転送で各ルータ装置にかかる負担を抑制するというものである。

これに関連して、次の各々の技術文献がある。その中でも特許文献１には、インターネットに接続するための複数の経路のうちいずれを使用するかを、ネット上の帯域幅を計測することによって決定するというルータなどが記載されている。特許文献２には、頻繁にアクセスされるデータをサーバからルータに転送させてキャッシュして、ネットワークにかかる負荷を軽減するというルータ装置などが記載されている。

特許文献３には、累積パケット長を閾値と比較して過大フローを検出するという過大フロー検出装置などが記載されている。非特許文献１には、プロキシサーバとそのキャッシュ機能についての従来技術について記載されている。

特開２０００−２０９２７８号公報 特開平１１−１１２５４１号公報 特開２００９−０２７４００号公報

「プロキシサーバとは（ＩＴ用語辞典e-wordsより）」、［online］、平成１３年１１月、株式会社インセプト、［平成２２年２月２４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://e-words.jp/w/E38397E383ADE382ADE382B7E382B5E383BCE38390.html＞

非特許文献１にも記載されているように、ルータ装置がキャッシュ機能を持つことによって、ウェブサーバに対してリクエストを送信する回数を抑制することは公知である。しかしながら、このキャッシュ機能は必ずしも、ウェブサーバおよび該ウェブサーバとの間のネットワークの状況（通信速度）に応じて機能するものではない。

特定のウェブサーバとの間での通信速度は、たとえばｐｉｎｇ（Packet INternet Groper）コマンドを該ウェブサーバに対して送信し、そのウェブサーバからの返信にかかる時間を測定するなどの方法で求めることはできる。しかしながら、特に該ウェブサーバとの間のネットワークが混雑して通信速度の低下が発生している状況で、その通信速度を測定するためだけに新たなパケットを送信するのは、混雑している状況をさらに悪化させることになるので、好ましいことではない。

前述の特許文献１は、インターネットに接続するための複数の経路を切り替えるという発明であって、ウェブサーバに対してリクエストを送信する回数を抑制するものではない。特許文献２は、頻繁にアクセスされるデータをルータに転送してキャッシュするという技術は記載されているが、その「頻繁にアクセスされるデータ」がいかなるものであるかが具体的に記載されていない。特許文献３は「過大フローを検出する」技術であり、無用なパケットを送信することを抑制する技術ではない。即ち、前述の各々の特許文献および非特許文献には、上記の問題を具体的に解決しうる技術は記載されていない。

本発明の目的は、インターネット上のウェブサーバに対して無用なパケットを送信することを抑制しつつ、ウェブサーバやネットワーク機器にかかる負荷を抑制することを可能とするルータ装置、転送制御方法および転送制御プログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るルータ装置は、構内通信網上の単数または複数台のローカルコンピュータからインターネット上のウェブサーバへの接続要求を仲介するルータ装置であって、構内通信網を介してローカルコンピュータとデータ通信を行うＬＡＮインタフェースと、インターネットを介してウェブサーバとデータ通信を行うＷＡＮインタフェースと、ローカルコンピュータからウェブサーバ宛に送信される第一のリクエストパケットとその容量および送信時刻を、また第一のリクエストパケットに反応してウェブサーバからローカルコンピュータ宛に返信されるレスポンスパケットとその容量および受信時刻を、それぞれ予め備えられたキャッシュテーブルに記憶制御するキャッシュ制御部と、キャッシュテーブルに記憶された第一のリクエストパケットの容量および送信時刻とレスポンスパケットの容量および受信時刻からウェブサーバとの間の通信速度を算出する速度計測部と、第一のリクエストパケットと同一のウェブサーバ宛の第二のリクエストパケットをＬＡＮインタフェースが受信した場合に速度計測部が算出した通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する転送送信判断部とを備え、この転送送信判断部が、通信速度が閾値以上である場合に第二のリクエストパケットをＷＡＮインタフェースを介してウェブサーバに送信させ、通信速度が閾値以上でない場合にキャッシュテーブルに記憶されたレスポンスパケットをＬＡＮインタフェースを介してローカルコンピュータに返信させる機能を有することを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る転送制御方法は、構内通信網上の単数または複数台のローカルコンピュータからインターネット上のウェブサーバへの間の接続要求を仲介するルータ装置にあって、構内通信網を介してローカルコンピュータからウェブサーバ宛に送信される第一のリクエストパケットをＬＡＮインタフェースが受信し、第一のリクエストパケットとその容量および送信時刻を予め備えられたキャッシュテーブルにキャッシュ制御部が記憶し、第一のリクエストパケットをウェブサーバ宛にＷＡＮインタフェースが送信し、第一のリクエストパケットに対応するウェブサーバからのレスポンスパケットをＷＡＮインタフェースが受信し、レスポンスパケットとその容量および受信時刻をキャッシュテーブルにキャッシュ制御部が記憶し、キャッシュテーブルに記憶されたリクエストパケットの容量および送信時刻とレスポンスパケットの容量および受信時刻からウェブサーバとの間の通信速度を速度計測部が算出し、構内通信網を介して別のローカルコンピュータからウェブサーバ宛に送信される第二のリクエストパケットをＬＡＮインタフェースが受信し、算出された通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを転送送信判断部が判断し、通信速度が予め与えられた閾値以上である場合、第二のリクエストパケットを転送送信判断部がＷＡＮインタフェースを介してウェブサーバに送信させ、通信速度が予め与えられた閾値以上でない場合、キャッシュテーブルに記憶されたレスポンスパケットを転送送信判断部がＬＡＮインタフェースを介してローカルコンピュータに返信させることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る転送制御プログラムは、構内通信網上の単数または複数台のローカルコンピュータからインターネット上のウェブサーバへの間の接続要求を仲介するルータ装置にあって、ルータ装置が備えるコンピュータに、構内通信網を介してローカルコンピュータからウェブサーバ宛に送信される第一のリクエストパケットを受信する手順と、第一のリクエストパケットとその容量および送信時刻を予め備えられたキャッシュテーブルに記憶する手順と、第一のリクエストパケットをウェブサーバ宛に送信する手順と、第一のリクエストパケットに対応するウェブサーバからのレスポンスパケットを受信する手順と、レスポンスパケットとその容量および受信時刻をキャッシュテーブルに記憶する手順と、キャッシュテーブルに記憶されたリクエストパケットの容量および送信時刻とレスポンスパケットの容量および受信時刻からウェブサーバとの間の通信速度を算出する手順と、構内通信網を介して別のローカルコンピュータからウェブサーバ宛に送信される第二のリクエストパケットを受信する手順と、算出された通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する手順と、通信速度が予め与えられた閾値以上である場合、第二のリクエストパケットをウェブサーバに送信させる手順と、通信速度が予め与えられた閾値以上でない場合、キャッシュテーブルに記憶されたレスポンスパケットをＬＡＮインタフェースを介してローカルコンピュータに返信させる手順とを実行させることを特徴とする。

本発明は、上述したように第一のリクエストパケットとそれに対するレスポンスパケットの容量および受信時刻を記録して通信速度を算出するように構成したので、この通信速度に基づいて同一サーバ宛の第二のリクエストパケットをウェブサーバに送信するか、それともキャッシュされたレスポンスパケットを返信するかを決定することができる。これによって、インターネット上のウェブサーバに対して無用なパケットを送信することを抑制しつつ、ウェブサーバやネットワーク機器にかかる負荷を抑制することが可能であるという優れた特徴を持つルータ装置、転送制御方法および転送制御プログラムを提供することができる。

図２に示したルータ装置のより詳しい構成を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るルータ装置を含むネットワークの構成を示す説明図である。 図１に示したネットワークで、ローカルコンピュータが同一のウェブサーバに接続する際の動作を示すシーケンス図である。 図１に示したキャッシュテーブルのデータ構成を示す説明図である。 図１に示した転送送信判断部が行う、データの送信方向の判断の動作について示すフローチャートである。 図３のステップＳ１１３および図５のステップＳ２０５として示した、キャッシュ制御部および速度計測部による通信速度計測の処理を示すフローチャートである。 図５のステップＳ２０４として示した、転送送信判断部から通信速度についての照会を受けた速度計測部の動作を示すフローチャートである。 図１に示したルータ装置を含むネットワークの別の構成例を示す説明図である。 図８に示したネットワークで、各装置がウェブサーバに向けて送信するリクエスト（接続要求）の数を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係るルータ装置の構成を示す説明図である。 図１０に示したルータ装置を含むネットワークの構成を示す説明図である。 図１０に示したルータ装置がローカルコンピュータからウェブサーバへのリクエストを受信した際にアクセス可否判断部が行う動作を示すフローチャートである。 図１０に示したアクセス可否データの構成例を示す説明図である。 ＬＡＮとインターネットとの間のデータの転送をルータ装置によって制御している典型的なネットワークの構成を示す説明図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の構成について添付図１に基づいて説明する。
最初に、本実施形態の基本的な内容について説明し、その後でより具体的な内容について説明する。
本実施形態に係るルータ装置１０は、構内通信網上の単数または複数台のローカルコンピュータからインターネット上のウェブサーバへの接続要求を仲介するルータ装置である。このルータ装置１０は、構内通信網を介してローカルコンピュータとデータ通信を行うＬＡＮインタフェース１１と、インターネットを介してウェブサーバとデータ通信を行うＷＡＮインタフェース１２と、ローカルコンピュータからウェブサーバ宛に送信される第一のリクエストパケットとその容量および送信時刻を、また第一のリクエストパケットに反応してウェブサーバからローカルコンピュータ宛に返信されるレスポンスパケットとその容量および受信時刻を、それぞれ予め備えられたキャッシュテーブル２３に記憶制御するキャッシュ制御部３４と、キャッシュテーブルに記憶された第一のリクエストパケットの容量および送信時刻とレスポンスパケットの容量および受信時刻とからウェブサーバとの間の通信速度を算出する速度計測部３３と、第一のリクエストパケットと同一のウェブサーバ宛の第二のリクエストパケットをＬＡＮインタフェースが受信した場合に速度計測部が算出した通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する転送送信判断部３５とを備える。そして、この転送送信判断部３５が、通信速度が閾値以上である場合に第二のリクエストパケットをＷＡＮインタフェースを介してウェブサーバに送信させ、通信速度が閾値以上でない場合にキャッシュテーブルに記憶されたレスポンスパケットをＬＡＮインタフェースを介してローカルコンピュータに返信させる機能を有する。

ここで、転送送信判断部３５が、キャッシュテーブルに記憶されたレスポンスパケットの受信時刻から予め与えられた有効期限が経過した後に第二のリクエストパケットを受信した場合、通信速度が閾値以上でなくてもこの第二のリクエストパケットをＷＡＮインタフェースを介してウェブサーバに送信させる。

さらに転送送信判断部３５が、第一および第二のリクエストパケットがそれぞれ異なる個人特定情報を伴っている場合に、それぞれ異なるウェブサーバ宛のものと判断する。

この構成を備えることにより、このルータ装置はウェブサーバに対して無用なパケットを送信することを抑制することが可能となる。
以下、これをより詳細に説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るルータ装置１０を含むネットワークの構成を示す説明図である。ルータ装置１０は、ローカル側のコンピュータとデータ通信を行うＬＡＮインタフェース１１と、インターネットに接続してウェブサーバなどとデータ通信を行うＷＡＮ（Wide Area Network）インタフェース１２、およびこれらのインタフェースを制御するマイクロコンピュータ１３とを備え、ＬＡＮインタフェース１１とＷＡＮインタフェース１２に接続されたコンピュータ装置が相互間でデータの交換を可能とするものである。

ルータ装置１０のＬＡＮインタフェース１１の側には、ＬＡＮ５２を介して、複数台のローカルコンピュータ５１ａ、５１ｂ、…が接続されている。一方のＷＡＮインタフェース１２の側には、インターネット６２を介して、ウェブサーバ６１ａ、６１ｂ、…が接続されている。

図１は、図２に示したルータ装置１０のより詳しい構成を示す説明図である。ルータ装置１０を制御するマイクロコンピュータ１３は、一般的なコンピュータとしての構成を備えている。即ち、コンピュータプログラムを実行する主体である主演算制御手段（ＣＰＵ: Central Processing Unit）２１と、データを記憶する記憶手段２２とを備える。

主演算制御手段２１では、ＬＡＮインタフェース１１を介して他のコンピュータとのデータ通信を行うＬＡＮ側送受信部３１と、ＷＡＮインタフェース１２を介して他のコンピュータとのデータ通信を行うＷＡＮ側送受信部３２と、ＷＡＮインタフェース１２側に接続されたネットワーク回線の通信速度を計算する速度計測部３３と、ＬＡＮおよびＷＡＮから受信した情報を記憶手段２２に一時的に記憶するキャッシュ制御部３４と、データの送信方向を判断する転送送信判断部３５とが、各々コンピュータプログラムとして動作する。

記憶手段２２には、キャッシュ制御部３４がデータを一時的に記憶するために使用する領域であるキャッシュテーブル２３が確保されている。また、転送送信判断部３５は、ＬＡＮ側送受信部３１で受信したパケットをＷＡＮ側送受信部３２へ転送するか、それともキャッシュテーブル２３に一時記憶されたデータをＬＡＮ側送受信部３１に送信するかを判断する。

（シーケンス図）
図３は、図１に示したネットワークで、ローカルコンピュータ５１ａおよび５１ｂが同一のウェブサーバ６１ａに接続する際の動作を示すシーケンス図である。まず、ローカルコンピュータ５１ａが、ウェブサーバ６１ａに対するリクエスト（接続要求）を送信した（ステップＳ１０１）。

このリクエストはルータ装置１０を経由するが、この時点ではまだウェブサーバ６１ａからのレスポンスは、キャッシュ制御部３４には記憶されていない。このため、ルータ装置１０は、キャッシュ制御部３４にそのリクエストをキャッシュテーブル２３に記憶させて（ステップＳ１０２）、そのままウェブサーバ６１ａに転送する（ステップＳ１０３）。

このリクエストに対して、ウェブサーバ６１ａからのレスポンス（返信）がローカルコンピュータ５１ａ宛に戻ってきたら（ステップＳ１０４〜１０５）、転送送信判断部３５は、キャッシュ制御部３４にそのレスポンスをキャッシュテーブル２３に記憶させて（ステップＳ１０６）、そのままローカルコンピュータ５１ａに転送し（ステップＳ１０７）、ローカルコンピュータ５１ａはこの内容を表示する（ステップＳ１０８）。

その後、別のローカルコンピュータ５１ｂが、同一のウェブサーバ６１ａに対して接続要求を送信した（ステップＳ１１１）。これを受信した転送送信判断部３５は、ウェブサーバ６１ａへのリクエストに対応するレスポンスがキャッシュテーブル２３に記憶されているか否かをチェックする（ステップＳ１１２）。

レスポンスはキャッシュテーブル２３に記憶されているので、これに引き続いて転送送信判断部３５は速度計測部３３にウェブサーバ６１ａへの通信速度を確認させて（ステップＳ１１３）、その通信速度が低いと判断されれば、転送送信判断部３５は記憶手段２２に記憶されているレスポンスをローカルコンピュータ５１ｂに返送する（ステップＳ１１４）。ローカルコンピュータ５１ｂはこれを表示する（ステップＳ１１５）。

なお、ステップＳ１１２でレスポンスがキャッシュテーブル２３に記憶されていない場合、およびステップＳ１１３でウェブサーバ６１ａへの通信速度が低くない場合の処理については後述する。

（キャッシュテーブル）
図４は、図１に示したキャッシュテーブル２３のデータ構成を示す説明図である。キャッシュテーブル２３は、ルータ装置１０がＬＡＮ５２側から受信したリクエスト２３ａと、それに対してインターネット６２側から返信されてきたレスポンス２３ｄとを一対一で対応させて記憶する。

キャッシュ制御部３４は、リクエスト２３ａおよびレスポンス２３ｄをキャッシュテーブル２３に記憶させる。そして速度計測部３３が、リクエスト２３ａをインターネット６２側に転送した時刻である転送時刻２３ｂと、リクエスト２３ａのデータ容量であるリクエスト容量２３ｃ、レスポンス２３ｄをインターネット６２側から受信した時刻である受信時刻２３ｅと、レスポンス２３ｄのデータ容量であるレスポンス容量２３ｆを、キャッシュテーブル２３に記憶させる。さらに速度計測部３３は、これらの値から（計算式は後述）通信速度２３ｇを算出する。

（フローチャート）
図５は、図１に示した転送送信判断部３５が行う、データの送信方向の判断の動作について示すフローチャートである。まず、ルータ装置１０のＬＡＮインタフェース１１に届いたローカルコンピュータ５１ａからウェブサーバ６１ａ宛のリクエスト（接続要求）であるパケットを、ＬＡＮ側送受信部３１が受信する（ステップＳ２０１）。するとキャッシュ制御部３４は、このパケットをリクエスト２３ａとしてキャッシュテーブル２３に記憶する（ステップＳ２０２）。

ＬＡＮ側送受信部３１は転送送信判断部３５に、このパケットの処理について判断させる。これに反応した転送送信判断部３５は、キャッシュテーブル２３に当該パケットの宛先と同一のウェブサーバ６１ａからの予め与えられた有効期限をレスポンス（応答）が存在するか否かを、キャッシュ制御部３４に照会する（ステップＳ２０３、図３のステップＳ１０２および１１２に対応）。

それが存在しない、または存在しても予め与えられた有効期限を経過していれば（ステップＳ２０３：ＮＯ）、転送送信判断部３５はこのパケットをＷＡＮ側送受信部３２にＷＡＮインタフェース１２を介してウェブサーバ６１ａ宛に送信させて（ステップＳ２０５、図３のステップＳ１０３および図６のステップＳ３０１以降に対応）、処理を終了する。

ここでいう有効期限とは、レスポンス２３ｄの受信時刻２３ｅからたとえば「６０秒」などのような所定の時間である。この期限を経過していれば、同一のウェブサーバからの応答であってもその内容が変更され、かつネットワークの状況も現在と異なっている可能性が多分にある。そのため、この有効期限を設定しないと、内容が変更される前にキャッシュされたレスポンス２３ｄをローカルコンピュータに返してしまう危険性や、現在の状況と異なる通信速度に基づいて間違った動作判断を行ってしまう危険性がある（以上の動作についても、以後説明する）。それらの危険性を抑制するために、本実施形態ではこの有効期限を設定している。

また、図５の処理では、同一のウェブサーバ（同一のＵＲＬ）に対するリクエストであっても、そのリクエストに伴う、ＩＤやパスワードなどのような各ユーザの個人を特定するクッキー（Cookie）情報が異なるものであれば、異なるウェブサーバに対するリクエストであるものとみなす。それは、ウェブサーバがその個人特定情報に応じて異なる内容の画面を表示する必要があるからである。ただし、そのような場合でも、画像など、各人に対して共通して表示される内容については同じリクエストとみなしてよい。

レスポンスが存在し、かつ有効期限を経過していなければ（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、転送送信判断部３５は次に、速度計測部３３にＷＡＮインタフェース１２側に接続されたネットワーク回線の通信速度を予め与えられた閾値と比較した結果を照会する（ステップＳ２０４、図３のステップＳ１１３および図７のステップＳ４０１〜４０２に対応）。

この通信速度が予め与えられた閾値より高ければ（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、インターネット６２の側の通信帯域に余裕があるということであるので、転送送信判断部３５はこのパケットをＷＡＮ側送受信部３２にＷＡＮインタフェース１２を介してウェブサーバ６１ａ宛に送信させて（ステップＳ２０５、図６のステップＳ３０１以降に対応）、処理を終了する。

通信速度が予め与えられた閾値より低ければ（ステップＳ２０４：ＮＯ）、インターネット６２の側の通信帯域に余裕がないということであるので、このままこのパケットをウェブサーバ６１ａ宛に送信すると問題がある。そこで転送送信判断部３５は、キャッシュテーブル２３に記憶されている当該パケットの宛先と同一のウェブサーバ６１ａからのレスポンス２３ｄを、リクエストの送信元であるローカルコンピュータ５１ａに返信して（ステップＳ２０６、図３のステップＳ１１４に対応）、処理を終了する。

図６は、図３のステップＳ１１３および図５のステップＳ２０５として示した、キャッシュ制御部３４および速度計測部３３による通信速度計測の処理を示すフローチャートである。キャッシュ制御部３４がＬＡＮ５２側から受信したリクエスト２３ａをキャッシュテーブル２３に記憶すると同時に、速度計測部３３がその転送時刻２３ｂおよびリクエスト容量２３ｃをキャッシュテーブル２３に記憶して（ステップＳ３０１）、ＷＡＮ側送受信部３２がそのリクエスト２３ａのパケットを、ＷＡＮインタフェース１２を介して送出する（ステップＳ３０２）。

ＷＡＮ側送受信部３２がＷＡＮインタフェース１２を介して、リクエスト２３ａに対応するレスポンスを受信したら（ステップＳ３０３）、キャッシュ制御部３４がそのレスポンス２３ｄをキャッシュテーブル２３に記憶すると同時に、速度計測部３３がその受信時刻２３ｅおよびレスポンス容量２３ｆをキャッシュテーブル２３に記憶する（ステップＳ３０４）。

そして速度計測部３３は、以下の数１によって通信速度２３ｇを算出する（ステップＳ３０５）。時刻ｔ１は転送時刻２３ｂ、時刻ｔ２は受信時刻２３ｅ、容量ｐ１はリクエスト容量２３ｃ、容量ｐ２はレスポンス容量２３ｆである。そして算出された速度Ｓを、速度計測部３３がキャッシュテーブル２３に通信速度２３ｇとして記憶する。

図７は、図５のステップＳ２０４として示した、転送送信判断部３５から通信速度についての照会を受けた速度計測部３３の動作を示すフローチャートである。照会を受けた速度計測部３３は、キャッシュテーブル２３に記録された、当該パケットの宛先と同一（かつ受信時刻２３ｅが有効期限内）のウェブサーバ６１ａとの通信速度２３ｇを予め与えられた閾値と比較し（ステップＳ４０１）、その結果を転送送信判断部３５に返す（ステップＳ４０２）。その結果に応じて、転送送信判断部３５は図５のステップＳ２０４で、ステップＳ２０５またはステップＳ２０６のいずれに進むかを決定する。

（リクエストの送信回数）
図８は、図１に示したルータ装置１０を含むネットワークの別の構成例を示す説明図である。図１４で示した構成と同じように、この図では、５台のローカルコンピュータ１０１ａ〜ｅが、前述のルータ装置１０と同一の構成を有する６台のルータ装置１１０ａ〜ｆを介して、ピラミッド状の関係で接続されている。この構成のネットワークで、ローカルコンピュータ１０１ａ〜ｅの各々がウェブサーバ１２０に接続しようとしている。

図９は、図８に示したネットワークで、各装置がウェブサーバ１２０に向けて送信するリクエスト（接続要求）の数を示す説明図である。図９では、図１４と同じく、コンピュータとルータの間を接続する回線の中に描かれた丸数字で、その回線を通ってウェブサーバ１２０に向けて送信されるリクエストの数を示す。このリクエストに対して返されるレスポンス（応答）の数も、当然ながらリクエストの数と同数となる。図１４に示した本実施形態に係るルータ装置を使用しない場合は、ウェブサーバ９２０宛にローカルコンピュータ９０１ａ〜ｅの各々から５つのリクエストが送信され、ウェブサーバ９２０はそれらの各々に対して５つのレスポンス、即ち同内容のウェブページを表示するためのデータを５回返す必要がある。

それに対して、図９に示した本実施形態に係るルータ装置１０を使用する場合には、ウェブサーバ１２０宛に送信されるリクエストの数は、最終的にはウェブサーバ１２０と同一階層にあるルータ装置１１０ｄおよび１１０ｅから直接発せられる２つのみである。当然、これらに反応してウェブサーバ１２０が返信するレスポンスも２つのみで済む。

ネットワークの構成、ローカルコンピュータの台数、各ネットワークにおけるトラフィック、およびローカルコンピュータがリクエストを発するタイミングの違いにより、このリクエストおよびレスポンスの数は異なるが、同内容のウェブページを表示するためのデータを返す手間が大きく節減され、ウェブサーバおよびネットワークにかかる負荷が大きく軽減されることがわかる。

（第１の実施形態の全体的な動作）
次に、上記の実施形態の全体的な動作について説明する。本実施形態に係る転送制御方法は、構内通信網上のローカルコンピュータとインターネット上のウェブサーバとの間の接続を仲介するルータ装置にあって、ＬＡＮを介してローカルコンピュータからウェブサーバ宛に送信される第一のリクエストパケットをＬＡＮインタフェースが受信し（図５・ステップＳ２０１）、第一のリクエストパケットとその容量および送信時刻を予め備えられたキャッシュテーブルにキャッシュ制御部が記憶し（図５・ステップＳ２０２）、第一のリクエストパケットをウェブサーバ宛にＷＡＮインタフェースが送信し（図６・ステップＳ３０２）、第一のリクエストパケットに対応するウェブサーバからのレスポンスパケットをＷＡＮインタフェースが受信し（図６・ステップＳ３０３）、レスポンスパケットとその容量および受信時刻をキャッシュテーブルにキャッシュ制御部が記憶し（図６・ステップＳ３０４）、キャッシュテーブルに記憶されたリクエストパケットの容量および送信時刻とレスポンスパケットの容量および受信時刻からウェブサーバとの間の通信速度を速度計測部が算出し（図６・ステップＳ３０５）、構内通信網を介して別のローカルコンピュータからウェブサーバ宛に送信される第二のリクエストパケットをＬＡＮインタフェースが受信し（図５・ステップＳ２０１）、算出された通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを転送送信判断部が判断し（図５・ステップＳ２０４）、通信速度が予め与えられた閾値以上である場合、第二のリクエストパケットを転送送信判断部がＷＡＮインタフェースを介してウェブサーバに送信させ（図５・ステップＳ２０５）、通信速度が予め与えられた閾値以上でない場合、キャッシュテーブルに記憶されたレスポンスパケットを転送送信判断部がＬＡＮインタフェースを介してローカルコンピュータに返信させる（図５・ステップＳ２０６）。

また、算出された通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する工程で、キャッシュテーブルに記憶されたレスポンスパケットの受信時刻から予め与えられた有効期限が経過した後に第二のリクエストパケットを受信した場合、第二のリクエストパケットを転送送信判断部がＷＡＮインタフェースを介してウェブサーバに送信させる（図５・ステップＳ２０３）。

ここで、上記各動作ステップについては、これをコンピュータで実行可能にプログラム化し、これらを前記各ステップを直接実行するコンピュータであるマイクロコンピュータ１３に実行させるようにしてもよい。
この構成および動作により、本実施形態は以下のような効果を奏する。

本実施形態によれば、同一のウェブサーバに対して同一のウェブページを表示させるリクエストパケットを送信する回数を抑制することができるので、それに対してウェブサーバがレスポンスパケットを返信する回数も抑制することができる。従って、特定のウェブサーバに対してリクエストが集中し過ぎることによって発生する不具合を抑制することができる。かつ、そのウェブサーバとの間の送信速度を測定するために新たなパケットを送信することもないので、ネットワークが混雑している状況をさらに悪化させることもない。

そして、ルータ装置のみが本実施形態の構成を備えていれば、ローカルコンピュータおよびウェブサーバは従来のものをそのまま利用することができる。かつ、ウェブサーバの性能を向上させてより多くのリクエストパケットを処理するということは考えなくてもよい。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るルータ装置５１０は、複数のローカルコンピュータのうち特定のものについてのみウェブサーバへのリクエストパケットの送信を可能とするアクセス可否判断部５３６を備えるように構成されている。

この構成によって、リクエストパケットを送信する回数をさらに抑制することができる。以下、これをより詳細に説明する。

図１０は、本発明の第２の実施形態に係るルータ装置５１０の構成を示す説明図である。ルータ装置５１０は、前述の第１の実施形態に係るルータ装置１０と、ハードウェア的には同一の構成を備える。ただ、主演算制御手段２１で動作するコンピュータプログラムが、第１の実施形態で説明した各々に加えて、アクセス可否判断部５３６が付加されている。そして、記憶手段２２には第１の実施形態で説明したキャッシュテーブル２３に加えて、アクセス可否データ５２４も記憶されている。その点のみが第１の実施形態との相違点である。従って、第１の実施形態と同一の要素については、同一の参照番号でいう。

図１１は、図１０に示したルータ装置５１０を含むネットワークの構成を示す説明図である。このネットワークの構成も、第１の実施形態に係るルータ装置１０をルータ装置５１０に置換する以外は、図２に示した第１の実施形態に係るネットワークの構成と全く同一である。

図１２は、図１０に示したルータ装置５１０がローカルコンピュータ５１ａ、５１ｂ、…からウェブサーバ６１ａ、６１ｂ、…へのリクエストを受信した際にアクセス可否判断部５３６が行う動作を示すフローチャートである。アクセス可否判断部５３６は、このリクエストを送信したローカルコンピュータが、ウェブサーバへのリクエストの送信が許可されているか否かを、アクセス可否データ５２４を参照しつつ判断する（ステップＳ６０１）。

図１３は、図１０に示したアクセス可否データ５２４の構成例を示す説明図である。アクセス可否データ５２４は、ウェブサーバへのリクエストの送信が許可されているローカルコンピュータを特定しうる情報、たとえばＭＡＣ（Media Access Control）アドレスやＩＰ（Internet Protocol）アドレスなどが記憶されている。またはウェブサーバへのリクエストの送信が許可されていないローカルコンピュータを特定しうる情報を記憶するようにしてもよい。

図１２に戻って、アクセス可否判断部５３６は、これに基づいて該ローカルコンピュータがウェブサーバへのリクエストの送信が許可されているか否かを判断し、許可されていれば図５の処理に進む（ステップＳ６０２）。許可されていなければその旨のエラーメッセージを送信元のローカルコンピュータに返して（ステップＳ６０３）処理を終了する。

これによって、アクセスを許可されていないローカルコンピュータからウェブサーバにリクエストが送信されることはないので、さらにリクエストパケットを送信する回数を抑制することができる。かつ、インターネットへの無用なアクセスを抑制することが可能であるので、ＬＡＮ全体のセキュリティの向上につなげることも可能となる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができる。

上述した各々の実施形態について、その新規な技術内容の要点をまとめると、以下のようになる。なお、上記実施形態の一部または全部は、新規な技術として以下のようにまとめられるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。

（付記１） 構内通信網上の単数または複数台のローカルコンピュータからインターネット上のウェブサーバへの接続要求を仲介するルータ装置であって、
前記構内通信網を介して前記ローカルコンピュータとデータ通信を行うＬＡＮインタフェースと、
前記インターネットを介して前記ウェブサーバとデータ通信を行うＷＡＮインタフェースと、
前記ローカルコンピュータから前記ウェブサーバ宛に送信される第一のリクエストパケットとその容量および送信時刻を、また前記第一のリクエストパケットに反応して前記ウェブサーバから前記ローカルコンピュータ宛に返信されるレスポンスパケットとその容量および受信時刻を、それぞれ予め備えられたキャッシュテーブルに記憶制御するキャッシュ制御部と、
前記キャッシュテーブルに記憶された前記第一のリクエストパケットの容量および送信時刻と前記レスポンスパケットの容量および受信時刻とから前記ウェブサーバとの間の通信速度を算出する速度計測部と、
前記第一のリクエストパケットと同一の前記ウェブサーバ宛の第二のリクエストパケットを前記ＬＡＮインタフェースが受信した場合に前記速度計測部が算出した通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する転送送信判断部とを備え、
この転送送信判断部が、前記通信速度が前記閾値以上である場合に前記第二のリクエストパケットを前記ＷＡＮインタフェースを介して前記ウェブサーバに送信させ、前記通信速度が前記閾値以上でない場合に前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットを前記ＬＡＮインタフェースを介して前記ローカルコンピュータに返信させる機能を有することを特徴とするルータ装置。

（付記２） 前記転送送信判断部が、前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットの受信時刻から予め与えられた有効期限が経過した後に前記第二のリクエストパケットを受信した場合、前記通信速度が前記閾値以上でなくてもこの第二のリクエストパケットを前記ＷＡＮインタフェースを介して前記ウェブサーバに送信させることを特徴とする、付記１に記載のルータ装置。

（付記３） 前記転送送信判断部が、前記第一および第二のリクエストパケットがそれぞれ異なる個人特定情報を伴っている場合に、それぞれ異なるウェブサーバ宛のものと判断することを特徴とする、付記１に記載のルータ装置。

（付記４） 複数の前記ローカルコンピュータのうち特定のものについてのみ前記ウェブサーバへの前記リクエストパケットの送信を可能とするアクセス可否判断部を備えることを特徴とする、付記１に記載のルータ装置。

（付記５） 構内通信網上の単数または複数台のローカルコンピュータからインターネット上のウェブサーバへの接続要求を仲介するルータ装置にあって、
前記構内通信網を介して前記ローカルコンピュータから前記ウェブサーバ宛に送信される第一のリクエストパケットをＬＡＮインタフェースが受信し、
前記第一のリクエストパケットとその容量および送信時刻を予め備えられたキャッシュテーブルにキャッシュ制御部が記憶し、
前記第一のリクエストパケットを前記ウェブサーバ宛にＷＡＮインタフェースが送信し、
前記第一のリクエストパケットに対応する前記ウェブサーバからのレスポンスパケットを前記ＷＡＮインタフェースが受信し、
前記レスポンスパケットとその容量および受信時刻を前記キャッシュテーブルに前記キャッシュ制御部が記憶し、
前記キャッシュテーブルに記憶された前記リクエストパケットの容量および送信時刻と前記レスポンスパケットの容量および受信時刻から前記ウェブサーバとの間の通信速度を速度計測部が算出し、
前記構内通信網を介して別のローカルコンピュータから前記ウェブサーバ宛に送信される第二のリクエストパケットをＬＡＮインタフェースが受信し、
算出された前記通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを転送送信判断部が判断し、
前記通信速度が予め与えられた閾値以上である場合、前記第二のリクエストパケットを前記転送送信判断部が前記ＷＡＮインタフェースを介して前記ウェブサーバに送信させ、
前記通信速度が予め与えられた閾値以上でない場合、前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットを前記転送送信判断部が前記ＬＡＮインタフェースを介して前記ローカルコンピュータに返信させる
ことを特徴とする転送制御方法。

（付記６） 算出された前記通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する工程で、前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットの受信時刻から予め与えられた有効期限が経過した後に前記第二のリクエストパケットを受信した場合、前記第二のリクエストパケットを前記転送送信判断部が前記ＷＡＮインタフェースを介して前記ウェブサーバに送信させることを特徴とする、付記５に記載の転送制御方法。

（付記７） 構内通信網上の単数または複数台のローカルコンピュータからインターネット上のウェブサーバへの接続要求を仲介するルータ装置にあって、
前記ルータ装置が備えるコンピュータに、
前記構内通信網を介して前記ローカルコンピュータから前記ウェブサーバ宛に送信される第一のリクエストパケットを受信する手順と、
前記第一のリクエストパケットとその容量および送信時刻を予め備えられたキャッシュテーブルに記憶する手順と、
前記第一のリクエストパケットを前記ウェブサーバ宛に送信する手順と、
前記第一のリクエストパケットに対応する前記ウェブサーバからのレスポンスパケットを受信する手順と、
前記レスポンスパケットとその容量および受信時刻を前記キャッシュテーブルに記憶する手順と、
前記キャッシュテーブルに記憶された前記リクエストパケットの容量および送信時刻と前記レスポンスパケットの容量および受信時刻から前記ウェブサーバとの間の通信速度を算出する手順と、
前記構内通信網を介して別のローカルコンピュータから前記ウェブサーバ宛に送信される第二のリクエストパケットを受信する手順と、
算出された前記通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する手順と、
前記通信速度が予め与えられた閾値以上である場合、前記第二のリクエストパケットを前記ウェブサーバに送信させる手順と、
前記通信速度が予め与えられた閾値以上でない場合、前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットを前記ＬＡＮインタフェースを介して前記ローカルコンピュータに返信させる手順と
を実行させることを特徴とする転送制御プログラム。

（付記８） 算出された前記通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する手順で、前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットの受信時刻から予め与えられた有効期限が経過した後に前記第二のリクエストパケットを受信した場合、前記第二のリクエストパケットを前記ＷＡＮインタフェースを介して前記ウェブサーバに送信させることを特徴とする、付記７に記載の転送制御プログラム。

本発明は、構内通信網上のローカルコンピュータとインターネットとの間で接続を仲介するネットワーク機器に適用できる。

１０、１１０ａ〜ｆ、５１０ ルータ装置
１１ ＬＡＮインタフェース
１２ ＷＡＮインタフェース
１３ マイクロコンピュータ
２１ 主演算制御手段
２２ 記憶手段
２３ キャッシュテーブル
２３ａ リクエスト
２３ｂ 転送時刻
２３ｃ リクエスト容量
２３ｄ レスポンス
２３ｅ 受信時刻
２３ｆ レスポンス容量
２３ｇ 通信速度
３１ ＬＡＮ側送受信部
３２ ＷＡＮ側送受信部
３３ 速度計測部
３４ キャッシュ制御部
３５ 転送送信判断部
５１ａ〜ｂ、１０１ａ〜ｅ ローカルコンピュータ
５２ ＬＡＮ
６１ａ、１２０ ウェブサーバ
６２ インターネット
５２４ アクセス可否データ
５３６ アクセス可否判断部

Claims (8)

1. 構内通信網上の単数または複数台のローカルコンピュータからインターネット上のウェブサーバへの接続要求を仲介するルータ装置であって、
   前記構内通信網を介して前記ローカルコンピュータとデータ通信を行うＬＡＮインタフェースと、
   前記インターネットを介して前記ウェブサーバとデータ通信を行うＷＡＮインタフェースと、
   前記ローカルコンピュータから前記ウェブサーバ宛に送信される第一のリクエストパケットとその容量および送信時刻を、また前記第一のリクエストパケットに反応して前記ウェブサーバから前記ローカルコンピュータ宛に返信されるレスポンスパケットとその容量および受信時刻を、それぞれ予め備えられたキャッシュテーブルに記憶制御するキャッシュ制御部と、
   前記キャッシュテーブルに記憶された前記第一のリクエストパケットの容量および送信時刻と前記レスポンスパケットの容量および受信時刻とから前記ウェブサーバとの間の通信速度を算出する速度計測部と、
   前記第一のリクエストパケットと同一の前記ウェブサーバ宛の第二のリクエストパケットを前記ＬＡＮインタフェースが受信した場合に前記速度計測部が算出した通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する転送送信判断部とを備え、
   この転送送信判断部が、前記通信速度が前記閾値以上である場合に前記第二のリクエストパケットを前記ＷＡＮインタフェースを介して前記ウェブサーバに送信させ、前記通信速度が前記閾値以上でない場合に前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットを前記ＬＡＮインタフェースを介して前記ローカルコンピュータに返信させる機能を有することを特徴とするルータ装置。
2. 前記転送送信判断部が、前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットの受信時刻から予め与えられた有効期限が経過した後に前記第二のリクエストパケットを受信した場合、前記通信速度が前記閾値以上でなくてもこの第二のリクエストパケットを前記ＷＡＮインタフェースを介して前記ウェブサーバに送信させることを特徴とする、請求項１に記載のルータ装置。
3. 前記転送送信判断部が、前記第一および第二のリクエストパケットがそれぞれ異なる個人特定情報を伴っている場合に、それぞれ異なるウェブサーバ宛のものと判断することを特徴とする、請求項１に記載のルータ装置。
4. 複数の前記ローカルコンピュータのうち特定のものについてのみ前記ウェブサーバへの前記リクエストパケットの送信を可能とするアクセス可否判断部を備えることを特徴とする、請求項１に記載のルータ装置。
5. 構内通信網上の単数または複数台のローカルコンピュータからインターネット上のウェブサーバへの接続要求を仲介するルータ装置にあって、
   前記構内通信網を介して前記ローカルコンピュータから前記ウェブサーバ宛に送信される第一のリクエストパケットをＬＡＮインタフェースが受信し、
   前記第一のリクエストパケットとその容量および送信時刻を予め備えられたキャッシュテーブルにキャッシュ制御部が記憶し、
   前記第一のリクエストパケットを前記ウェブサーバ宛にＷＡＮインタフェースが送信し、
   前記第一のリクエストパケットに対応する前記ウェブサーバからのレスポンスパケットを前記ＷＡＮインタフェースが受信し、
   前記レスポンスパケットとその容量および受信時刻を前記キャッシュテーブルに前記キャッシュ制御部が記憶し、
   前記キャッシュテーブルに記憶された前記リクエストパケットの容量および送信時刻と前記レスポンスパケットの容量および受信時刻から前記ウェブサーバとの間の通信速度を速度計測部が算出し、
   前記構内通信網を介して別のローカルコンピュータから前記ウェブサーバ宛に送信される第二のリクエストパケットをＬＡＮインタフェースが受信し、
   算出された前記通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを転送送信判断部が判断し、
   前記通信速度が予め与えられた閾値以上である場合、前記第二のリクエストパケットを前記転送送信判断部が前記ＷＡＮインタフェースを介して前記ウェブサーバに送信させ、
   前記通信速度が予め与えられた閾値以上でない場合、前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットを前記転送送信判断部が前記ＬＡＮインタフェースを介して前記ローカルコンピュータに返信させる
   ことを特徴とする転送制御方法。
6. 算出された前記通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する工程で、前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットの受信時刻から予め与えられた有効期限が経過した後に前記第二のリクエストパケットを受信した場合、前記第二のリクエストパケットを前記転送送信判断部が前記ＷＡＮインタフェースを介して前記ウェブサーバに送信させることを特徴とする、請求項５に記載の転送制御方法。
7. 構内通信網上の単数または複数台のローカルコンピュータからインターネット上のウェブサーバへの接続要求を仲介するルータ装置にあって、
   前記ルータ装置が備えるコンピュータに、
   前記構内通信網を介して前記ローカルコンピュータから前記ウェブサーバ宛に送信される第一のリクエストパケットを受信する手順と、
   前記第一のリクエストパケットとその容量および送信時刻を予め備えられたキャッシュテーブルに記憶する手順と、
   前記第一のリクエストパケットを前記ウェブサーバ宛に送信する手順と、
   前記第一のリクエストパケットに対応する前記ウェブサーバからのレスポンスパケットを受信する手順と、
   前記レスポンスパケットとその容量および受信時刻を前記キャッシュテーブルに記憶する手順と、
   前記キャッシュテーブルに記憶された前記リクエストパケットの容量および送信時刻と前記レスポンスパケットの容量および受信時刻から前記ウェブサーバとの間の通信速度を算出する手順と、
   前記構内通信網を介して別のローカルコンピュータから前記ウェブサーバ宛に送信される第二のリクエストパケットを受信する手順と、
   算出された前記通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する手順と、
   前記通信速度が予め与えられた閾値以上である場合、前記第二のリクエストパケットを前記ウェブサーバに送信させる手順と、
   前記通信速度が予め与えられた閾値以上でない場合、前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットを前記ＬＡＮインタフェースを介して前記ローカルコンピュータに返信させる手順と
   を実行させることを特徴とする転送制御プログラム。
8. 算出された前記通信速度が予め与えられた閾値以上であるか否かを判断する手順で、前記キャッシュテーブルに記憶された前記レスポンスパケットの受信時刻から予め与えられた有効期限が経過した後に前記第二のリクエストパケットを受信した場合、前記第二のリクエストパケットを前記ＷＡＮインタフェースを介して前記ウェブサーバに送信させることを特徴とする、請求項７に記載の転送制御プログラム。

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