JP5790399B2 - 通信装置、通信方法および通信プログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、通信方法および通信プログラムに関する。

従来、通信品質を保証する品質保証型やギャランティ型などと呼ばれる通信回線を用いた通信システムや、通信品質を可能な限り保証するベストエフォート型などと呼ばれる通信回線を用いた通信システムが知られている。

一般的に、ベストエフォート型に比べて高度な制御を実行する品質保証型は、設備や保守作業等のコストが高い。このため、サービスを提供する通信システムには、ベストエフォート型の通信回線を用いることが多い。ところが、ベストエフォート型の通信回線では、物理的な通信路の帯域幅よりも大きな帯域幅を用いてサービスを提供する場合には、遅延や輻輳等が発生して通信品質が低下してしまいかねない。例えば、ストリーム配信方式の映像コンテンツデータをベストエフォート型の通信回線を介して視聴する場合には、映像コンテンツデータをストリーム配信することができるだけの十分な帯域幅が確保されないおそれがある。

近年では、ベストエフォート型の通信回線を用いる通信システムに対して、クライアントが必要なタイミングで必要な帯域を確保することができる技術が知られている。例えば、通信システムを管理する管理端末は、クライアントの指示に応じてクライアントと宛先の機器との間を接続するネットワーク中に、データの送受信に用いる専用の帯域、すなわちベストエフォート型の帯域と比較して通信品質が保証された帯域を割り当てる。

特開２００２−１６６１８号公報

しかしながら、従来技術では、品質保証型の通信回線の空き状況に関らず、クライアントが指定した規定の接続時間に到達した場合に、品質保証型の通信回線を解放するので、品質保証型の通信回線の利用効率が悪いという問題がある。

例えば、品質保証型の通信回線を使用するクライアント数が品質保証型の通信回線の設備数よりも少なく、品質保証型の通信回線の空きがある場合でも、既定の接続時間が経過したクライアントは解放されてしまうことになる。このため、品質保証型の通信回線に空きがあるにも関らず、品質が保証されないベストエフォート型の通信回線を使用するクライアントが存在する状況が発生する。この状況が発生しうる従来の手法は、品質保証型の通信回線を有効的に利用できていないと言える。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、品質が優先的に保証された回線を有効的に利用できる通信装置、通信方法および通信プログラムを提供することを目的とする。

本願の開示する通信装置は、通信品質保証の優先度が高い高品質回線への接続要求を端末から受信した場合、前記高品質回線に接続中の端末の数が前記高品質回線に接続可能な端末の上限数に達しているか否かを判定する判定部を有する。通信装置は、前記判定部によって上限数に達していると判定された場合に、前記高品質回線に接続中の端末のうち利用条件を超過する端末の接続を切断して、前記接続要求を送信した端末に前記高品質回線を割り当てる接続制御部を有する。通信装置は、前記判定部によって上限数に達していないと判定された場合に、前記高品質回線に接続中の端末が前記利用条件を超過するか否かに関らず前記高品質回線への各接続を維持する維持制御部を有する。維持制御部は、前記接続要求を送信した端末に前記高品質回線を割り当てる。

本願の開示する通信装置、通信方法および通信プログラムの一つの態様によれば、品質が優先的に保証された回線を有効的に利用できるという効果を奏する。

図１は、実施例１に係る通信システムの全体構成例を示す図である。 図２は、実施例１に係るルータのハードウェア構成例を示す図である。 図３は、実施例１に係るルータの機能ブロック図である。 図４は、品質保証回線情報テーブルに記憶される情報の例を示す図である。 図５は、クライアント接続情報テーブルに記憶される情報の例を示す図である。 図６は、実施例１に係るクライアント端末のハードウェア構成例を示す図である。 図７は、実施例１に係るクライアント端末の機能ブロック図である。 図８は、実施例１に係るルータが実行する接続要求受信時の処理の流れを示すフローチャートである。 図９は、実施例１に係るルータが実行する切断要求受信時の処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は、実施例１に係るルータが実行する待ちリクエスト処理の流れを示すフローチャートである。 図１１は、具体例１の処理シーケンスを示す図である。 図１２は、具体例２の処理シーケンスを示す図である。 図１３は、具体例３の処理シーケンス１を示す図である。 図１４は、具体例３の処理シーケンス２を示す図である。 図１５は、具体例３の処理シーケンス３を示す図である。 図１６は、具体例４の処理シーケンス１を示す図である。 図１７は、具体例４の処理シーケンス２を示す図である。 図１８は、具体例４の処理シーケンス３を示す図である。 図１９は、通信制御プログラムを実行するコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。

以下に、本願の開示する通信装置、通信方法および通信プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［全体構成例］
図１は、実施例１に係る通信システムの全体構成例を示す図である。図１に示すように、通信システムは、サーバ１０と、ルータ２０と、複数のクライアント端末３０とがネットワーク回線４０を介して相互に通信可能に接続される。このシステムは、一例を挙げると、クライアント端末がサーバ１０に接続して、ストリーム配信方式の映像コンテンツデータなどを受信するサービスを提供するものである。

なお、図１に示したシステムの構成や各装置の台数等は、あくまで例示であり、図示したものに限定されない。また、図１では、クライアント端末３０とサーバ１０との通信を例にして説明するが、これに限定されるものではなく、クライアント端末３０間の通信であってもよく、サーバ１０間の通信であってよい。

サーバ１０は、端末の一例であり、クライアント端末３０にサービスを提供するサーバ装置である。クライアント端末３０は、端末の一例であり、サーバ１０からサービスの提供を受ける端末装置である。クライアント端末３０としては、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォンなどのＷｅｂ通信機能を有する端末を用いることができる。ルータ２０は、通信装置の一例であり、サーバ１０とクライアント端末３０との間のデータ送受信を中継する装置である。ルータ２０としては、例えば、Ｌ３スイッチ（レイヤ３スイッチ）などのようにネットワーク層やトランスポート層の一部のプロトコルを解析して転送を行う装置を用いることができる。

ネットワーク回線４０は、その内部で区分される物理的な又は論理的な回線として、通信品質が高い優先度で保証された品質保証回線４１と、品質保証回線４１と比較して通信品質が保証される優先度が低いベストエフォート回線４２とを含んでいる。

例えば、品質保証回線４１では、送受信されるデータの量や種別などに応じた帯域が各クライアント端末３０に保証される。一方で、ベストエフォート回線４２では、送受信されるデータの特性に関わらず、各クライアント端末３０に均一な帯域が保証される。このため、品質保証回線４１では、ベストエフォート回線４２を介して送受信されるデータと比較して、データが優先的に送受信される。言い換えれば、ベストエフォート回線４２では、品質保証回線４１を介して送受信されるデータと比較して、データが非優先的に送受信される。

従って、ネットワーク回線４０の容量に空きが少なくなる又はなくなると、品質保証回線４１を介して送受信されるデータと比較して、ベストエフォート回線４２を介して送受信されるデータの一部が欠落する確率が高くなる。或いは、ネットワーク回線４０の容量に空きが少なくなると、品質保証回線４１を介して送受信されるデータと比較して、ベストエフォート回線４２を介して送受信されるデータのデータ量が少なくなる確率が高くなる。

このような状態において、ルータ２０は、品質保証回線４１への接続要求をクライアント端末３０から受信した場合、品質保証回線４１に接続中のクライアント端末３０の数が接続可能な端末の上限数に達しているか否かを判定する。そして、ルータ２０は、上限数に達していると判定された場合に、品質保証回線４１に接続中の端末のうち利用条件を超過するクライアント端末３０の接続を切断して、接続要求を送信したクライアント端末３０に品質保証回線４１を割り当てる。また、ルータ２０は、上限数に達していないと判定された場合に、品質保証回線４１に接続中のクライアント端末３０が利用条件を超過するか否かに関らず品質保証回線４１への各接続を維持し、接続要求を送信した端末に品質保証回線４１を割り当てる。

このように、ルータ２０は、新たなクライアント端末３０から品質保証回線４１への接続要求を受信した場合でも、接続数の上限に達している場合に、既に接続されているクライアント端末３０の接続を解放するか否かの制御を実行する。一方、ルータ２０は接続数の上限に達していない場合には、既に接続されているクライアント端末３０の接続を維持し続ける。したがって、ルータ２０は、規定の接続時間に到達した場合でも、品質保証型の通信回線を解放しない。この結果、品質が優先的に保証された回線を有効的に利用できる。

［ルータの構成］
次に、図２から図５を用いて、図１に示したルータ２０のハードウェア構成とルータ２０が実行する機能について説明する。

（ハードウェア構成）
図２は、実施例１に係るルータのハードウェア構成例を示す図である。図２に示すように、ルータ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、メモリ２２、ＴＣＡＭ（Ternary Content Addressable Memory）２３、複数の回線インタフェース部２４、転送エンジン２６がバス２５を介して相互に通信可能に接続される。なお、ここで示したハードウェアは、あくまで例示であり、図示したもの以外のハードウェアを有していてもよい。

ＣＰＵ２１は、ＯＳ（Operating System）などを実行してルータ２０の全体的な制御を司る処理部である。ＣＰＵ２１が実行する各処理については、図３等用いて後述する。この実施例では、ＣＰＵ２１を例示したが、ＣＰＵに限ったものではなく、様々なプロセッサを用いることができる。

メモリ２２は、ＣＰＵ２１が実行するプログラムやデータ、ルーティングテーブルなどを記憶する記憶装置である。メモリ２２が記憶する情報については、図３等用いて後述する。この実施例では、メモリ２２を例示したが、これに限定されるものではなく、様々な記憶装置を用いることができる。

ＴＣＡＭ２３は、ルータ２０によって実際にルーティングが行われる際に、メモリ２２中のルーティングテーブルに格納されているルーティング情報が読み出されるメモリである。従って、ルータ２０は、ルーティングを行う際には、ＴＣＡＭ２３に読みだされて
いるルーティング情報を検索することで、実際のルーティング先を決定する。

回線インタフェース部２４各々は、ルータ２０と他の装置との間の通信を制御するネットワークインタフェースカードなどである。例えば、回線インタフェース部２４は、クライアント端末３０から品質保証回線４１への接続要求を受信してＣＰＵ２１に出力し、ＣＰＵ２１から出力された各種応答をクライアント端末３０に送信する。

転送エンジン２６は、受信されたデータの転送制御を実行する処理部である。例えば、転送エンジン２６は、ある回線インタフェース部２４によって受信されたデータの転送先を、ＴＣＡＭ２３に読みだされているルーティング情報を検索して決定する。そして、転送エンジン２６は、決定したルーティング先に対応する他の回線インタフェース部２４に対して転送する。その結果、転送されたデータは、他の回線インタフェース部２４からルーティング先に向かって出力される。

（機能ブロック）
図３は、実施例１に係るルータの機能ブロック図である。図３に示すように、ルータ２０は、品質保証回線情報テーブル２０ａ、クライアント接続情報テーブル２０ｂ、受信信号制御部２０ｃ、クライアント要求分析制御部２０ｄ、回線情報管理部２０ｅを実行する。また、ルータ２０は、クライアント接続情報管理部２０ｆ、接続制御部２０ｇ、維持制御部２０ｈを有する。このうち、品質保証回線情報テーブル２０ａ、クライアント接続情報テーブル２０ｂは、メモリ２２に設けられる。その他の制御部は、ＣＰＵ２１によって実行される。

品質保証回線情報テーブル２０ａは、品質保証回線の利用状況や品質保証回線の利用条件等を記憶するテーブルである。図４は、品質保証回線情報テーブルに記憶される情報の例を示す図である。図４に示すように、品質保証回線情報テーブル２０ａは、「最大同時接続数、現在接続数、サービス時間」を対応付けて記憶する。

ここで記憶される「最大同時接続数」は、品質保証回線４１に同時に接続可能な端末の上限数を示し、管理者等によって任意に設定変更することができる。「現在接続数」は、品質保証回線４１に対して今現在接続している端末の数を示し、後述する回線情報管理部２０ｅ等によって更新される。「サービス時間」は、品質保証回線に接続される端末が品質保証回線４１に継続して接続可能な上限時間を示し、管理者等によって任意に設定変更することができる。図４の場合、図１に示した通信システムでは、サービス時間として３０分が設定されており、最大同時接続数が２台の状態で、現在２台のクライアント端末３０が接続されていることを示す。

クライアント接続情報テーブル２０ｂは、ルータ２０の配下にある各クライアント端末３０の品質保証回線４１への接続状況を管理する情報である。ここで記憶される情報は、後述するクライアント接続情報管理部２０ｆによって更新される。図５は、クライアント接続情報テーブルに記憶される情報の例を示す図である。図５に示すように、クライアント接続情報テーブル２０ｂは、「クライアント識別情報、接続開始時間、接続要求時間、切替予定時間」を対応付けて記憶する。

ここで記憶される「クライアント識別情報」は、クライアント端末を識別する識別子であり、例えばホスト名やＩＰ（Internet Protocol）アドレスなどである。この「クライアント識別情報」は、例えば接続要求に該当するパケットから取得することができる。「接続開始時間」は、クライアント端末３０が品質保証回線４１に対する接続を実際に開始したときの時刻である。「接続要求時間」は、クライアント端末３０がルータ２０に品質保証回線４１への接続要求を送信した時刻であり、例えば接続要求に該当するパケットから取得することができる。「切替予定時刻」は、クライアント端末３０の接続先が品質保証回線４１からベストエフォート回線４２に切り替えられる予定時刻である。例えば、切替予定時刻は、接続開始時刻に対して品質保証回線情報テーブル２０ａに含まれるサービス時間を加算した時刻となる。

図５の場合、クライアント＃２は、１２：００に接続要求を送信し、１２：００に品質保証回線に接続され、１２：３０まで品質保証回線を使用することができる。クライアント＃３は、１２：１５に接続要求を送信し、１２：１５に品質保証回線に接続され、１２：４５まで品質保証回線を使用することができる。クライアント＃１は、１２：２０に接続要求を送信し、品質保証回線の空きが無い為現在待機中である。

受信信号制御部２０ｃは、サーバ１０やクライアント端末３０からデータ等を受信する処理部である。また、受信信号制御部２０ｃは、受信したデータをクライアント要求分析制御部２０ｄに出力する。この受信信号制御部２０ｃは、受信したデータを他の制御部へ転送してもよい。受信信号制御部２０ｃは、受信したデータを分析することで、他の制御部への処理要求を行ってもよい。

クライアント要求分析制御部２０ｄは、受信信号制御部２０ｃから入力されたデータを解析して、クライアント端末３０の要求内容を分析する処理部である。例えば、クライアント要求分析制御部２０ｄは、受信したパケットのヘッダ等からパケットの種別を判定し、クライアントの要求を特定する。そして、クライアント要求分析制御部２０ｄは、特定した要求に応じた処理の実行依頼を、回線情報管理部２０ｅやクライアント接続情報管理部２０ｆや接続制御部２０ｇや維持制御部２０ｈに送信する。

また、クライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線４１への接続要求を端末から受信した場合、品質保証回線４１に接続可能な端末の上限数を超えるか否かを判定する。

回線情報管理部２０ｅは、品質保証回線情報テーブル２０ａの更新を実行する処理部である。一例を挙げると、回線情報管理部２０ｅは、クライアント要求分析制御部２０ｄの指示によって接続制御部２０ｇが新たなクライアント端末３０を品質保証回線４１に接続した場合に、品質保証回線情報テーブル２０ａの現在接続数を更新する。また、回線情報管理部２０ｅは、クライアント要求分析制御部２０ｄの指示によって接続制御部２０ｇがクライアント端末３０を品質保証回線４１から切断した場合に、品質保証回線情報テーブル２０ａの現在接続数を更新する。

クライアント接続情報管理部２０ｆは、クライアント接続情報テーブル２０ｂの更新を実行する処理部である。一例を挙げると、クライアント要求分析制御部２０ｄが品質保証回線４１への接続要求が受信されたと分析したとする。この場合に、クライアント接続情報管理部２０ｆは、当該接続要求から取得したクライアント識別情報や接続要求開始時間をクライアント接続情報テーブル２０ｂに格納する。また、クライアント接続情報管理部２０ｆは、接続制御部２０ｇによって品質保証回線４１に新たな端末が接続された場合に、接続開始時間や切替予定時間をクライアント接続情報テーブル２０ｂに格納する。また、クライアント接続情報管理部２０ｆは、接続制御部２０ｇによって品質保証回線４１から切断された端末が発生した場合に、当該端末の情報をクライアント接続情報テーブル２０ｂから削除する。

接続制御部２０ｇは、クライアント要求分析制御部２０ｄによって上限数に達していると判定された場合に、品質保証回線４１に接続中の端末のうち利用条件を超過する端末の接続を切断する処理部である。このとき、接続制御部２０ｇは、切断対象のクライアント端末３０を品質保証回線４１からベストエフォート回線４２へ切り替えてもよい。また、接続制御部２０ｇは、接続要求を送信したクライアント端末３０を品質保証回線４１に接続する処理部である。また、接続制御部２０ｇは、接続または切断したことを、回線情報管理部２０ｅやクライアント接続情報管理部２０ｆに通知する。

維持制御部２０ｈは、クライアント要求分析制御部２０ｄによって上限数に達していないと判定された場合に、接続要求を送信したクライアント端末３０に品質保証回線４１を割り当てる。このとき、維持制御部２０ｈは、品質保証回線４１に接続中のクライアント端末３０がサービス時間を超過するか否かに関らず、品質保証回線４１に既に接続される各接続を維持する。また、維持制御部２０ｈは、接続したことを回線情報管理部２０ｅやクライアント接続情報管理部２０ｆに通知する。

［クライアント端末の構成］
次に、図６と図７を用いて、図１に示したクライアント端末３０のハードウェア構成とクライアント端末３０が実行する機能について説明する。

（ハードウェア構成）
図６は、実施例１に係るクライアント端末のハードウェア構成例を示す図である。図６に示すように、クライアント端末３０は、ＣＰＵ３１と、メモリ３２と、回線インタフェース部３４と、ユーザインタフェース部３５とがバス３６を介して相互に通信可能に接続される。なお、ここで示したハードウェアは、あくまで例示であり、図示したもの以外のハードウェアを有していてもよい。

ＣＰＵ３１は、ＯＳなどを実行してクライアント端末３０の全体的な制御を司る処理部である。ＣＰＵ３１が実行する各処理については、図７等を用いて後述する。この実施例では、ＣＰＵ３１を例示したが、これに限定されるものではなく、ＣＰＵに限ったものではなく、様々なプロセッサを用いることができる。

メモリ３２は、ＣＰＵ３１が実行するプログラムやデータなどを記憶する記憶装置である。この実施例では、メモリ３２を例示したが、これに限定されるものではなく、様々な記憶装置を用いることができる。

回線インタフェース部３４は、クライアント端末３０と他の装置との間の通信を制御するネットワークインタフェースカードなどである。例えば、回線インタフェース部３４は、ルータ２０に品質保証回線４１への接続要求を送信する。また、回線インタフェース部３４は、ルータ２０から各種応答を受信する。

ユーザインタフェース部３５は、ユーザからの各種操作や指示を受け付けるマウスやキーボードなどである。例えば、ユーザインタフェース部３５は、品質保証回線４１への接続指示などを受け付ける。

（機能ブロック）
図７は、実施例１に係るクライアント端末の機能ブロック図である。図７に示すように、クライアント端末３０は、ユーザ操作受付部３０ａ、アプリ実行部３０ｂ、送信信号制御部３０ｃ、受信信号制御部３０ｄを実行する。これらの処理部は、例えばＣＰＵ３１によって実行される。

ユーザ操作受付部３０ａは、ユーザから受け付けた操作を分析して各種処理を実行する処理部である。例えば、ユーザ操作受付部３０ａは、品質保証回線４１への接続指示やベストエフォート回線４２の切断指示を受け付けた場合に、接続要求や切断要求の指示を送信することを送信信号制御部３０ｃに指示する。また、ユーザ操作受付部３０ａは、受信信号制御部３０ｄによって受信された受信信号を分析して、その結果に応じた処理を実行する。

アプリ実行部３０ｂは、アプリケーションを実行してデータの送信や受信を実行する処理部である。例えば、アプリ実行部３０ｂは、受信信号制御部４０ｄや送信信号制御部３０ｃを介して、接続される回線を用いて接続先の装置にデータを送信する。また、アプリ実行部３０ｂは、受信信号制御部３０ｄを介して、接続される回線を用いて接続先の装置からデータを受信する。

送信信号制御部３０ｃは、ユーザ操作受付部３０ａから指示された接続要求や切断要求をルータ２０に送信したり、アプリ実行部３０ｂから指示されたデータを受信信号制御部４０ｄ等を介してルータ２０やサーバ１０に送信したりする。受信信号制御部３０ｄは、接続要求や切断要求に対する応答をサーバ１０やルータ２０から受信したり、ルータ２０やサーバ１０からデータを受信したりする。

［処理の流れ］
次に、図８から図１０を用いて、実施例１に係るルータ２０が実行する処理の流れを説明する。ここでは、クライアント端末３０から接続要求を受信した場合の流れ、クライアント端末３０から切断要求を受信した場合の流れ、品質保証回線への切替待ちリクエストが存在する場合の処理の流れを説明する。

（接続要求受信時の流れ）
図８は、実施例１に係るルータが実行する接続要求受信時の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図８に示す処理は、ベストエフォート回線４２にも接続していないクライアント端末３０が、品質保証回線４１への接続を望む場合に行われる処理を想定している。もちろん、ベストエフォート回線４２に接続しているクライアント端末３０が、新たに品質保証回線４１への接続を望む場合にも、図８に示す処理が行われてもよい。その場合、Ｓ１０８が省略される。

図８に示すように、ルータ２０の受信信号制御部２０ｃによって接続要求が受信された場合（Ｓ１０１）、クライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線情報テーブル２０ａを参照して、品質保証回線４１に空きがあるか否かを判定する（Ｓ１０２）。例えば、クライアント要求分析制御部２０ｄは、受信されたパケットのヘッド等を参照して接続要求であるか否かを判定し、品質保証回線情報テーブル２０ａの最大同時接続数と現在接続数とが同じ数である場合に、空きがないと判定する。

維持制御部２０ｈは、クライアント要求分析制御部２０ｄによって品質保証回線４１に空きがあると判定された場合（Ｓ１０２肯定）、既に品質保証回線４１に接続される端末を維持する（Ｓ１０３）。続いて、回線情報管理部２０ｅは、維持制御部２０ｈから品質保証回線に新たに接続する旨の指示を受信し、品保証回線情報テーブル２０ａ現在接続数を１増加させる（Ｓ１０４）。

そして、クライアント接続情報管理部２０ｆは、維持制御部２０ｈから品質保証回線４１に新たに接続する旨の指示を受信し、Ｓ１０５を実行する。すなわち、クライアント接続情報管理部２０ｆは、接続要求から時刻を取得してクライアント接続情報テーブル２０ｂの接続開始時刻と接続要求時刻とに格納し、接続開始時刻にサービス時間の３０分を加算した時間を切替予定時刻に格納する。

続いて、維持制御部２０ｈは、接続要求を送信したクライアント端末３０に対して、品質保証回線４１への接続を許可する応答を送信する（Ｓ１０６）。その後、維持制御部２０ｈは、接続要求を送信したクライアント３０のために確保した品質保証回線４１に当該クライアント端末３０を接続する（Ｓ１０７）。すなわち、維持制御部２０ｈは、接続要求元のクライアント端末３０に品質保証回線４１を割り当て、クライアント端末３０は、品質保証回線４１に接続する。なお、Ｓ１０３からＳ１０７の処理は、図示した順番に限られるものではなく、どの処理から実行してもよい。

一方、Ｓ１０２において、クライアント要求分析制御部２０ｄが品質保証回線４１に空きがないと判定した場合（Ｓ１０２否定）、接続制御部２０ｇは、接続要求元のクライアント端末３０にベストエフォート回線４２を割り当てて接続させる（Ｓ１０８）。つまり、接続制御部２０ｇは、接続要求元のクライアント端末３０にベストエフォート回線４２を割り当てる。その後、接続制御部２０ｇは、接続要求から時刻を取得してクライアント接続情報テーブル２０ｂの接続要求時刻に格納して、当該クライアント端末３０を品質保証回線接続待ちとする（Ｓ１０９）。

（切断要求受信時の流れ）
図９は、実施例１に係るルータが実行する切断要求受信時の処理の流れを示すフローチャートである。

図９に示すように、ルータ２０の受信信号制御部２０ｃによって切断要求が受信された場合（Ｓ２０１）、クライアント要求分析制御部２０ｄは、要求元のクライアント端末３０が品質保証回線４１を使用している端末か否かを判定する（Ｓ２０２）。例えば、クライアント要求分析制御部２０ｄは、切断要求から取得したクライアント識別情報をキーにして品質保証回線情報テーブル２０ａを参照し、当該クライアント識別情報が品質保証回線情報テーブル２０ａに記憶されているか否かを判定する。そして、クライアント要求分析制御部２０ｄは、クライアント識別情報が品質保証回線情報テーブル２０ａに記憶されている場合、要求元のクライアント端末３０が品質保証回線４１を使用していると判定する。

続いて、クライアント接続情報管理部２０ｆは、品質保証回線４１を使用していると判定された場合（Ｓ２０２肯定）、クライアント接続情報テーブル２０ｂから該当するクライアント端末３０の情報を削除する（Ｓ２０３）。続けて、回線情報管理部２０ｅは、クライアント接続情報管理部２０ｆから情報が削除されたことを受信し、品質保証回線情報テーブル２０ａにおける現在の接続数を１減少させる（Ｓ２０４）。

その後、接続制御部２０ｇは、クライアント接続情報管理部２０ｆや回線情報管理部２０ｅから削除等が実行されたことを受信すると、切断要求元のクライアント端末３０に切断を許可する応答を送信する（Ｓ２０５）。すなわち、接続制御部２０ｇは、切断要求元のクライアント端末３０を品質保証回線から切断する。その後、ルータ２０は、周期的に実行される処理である待ちリクエスト処理を実行する（Ｓ２０６）。

一方、クライアント接続情報管理部２０ｆは、品質保証回線４１を使用していないと判定された場合（Ｓ２０２否定）、該当クライアント端末３０を品質保証回線待ちから削除する（Ｓ２０７）。すなわち、クライアント接続情報管理部２０ｆは、クライアント接続情報テーブル２０ｂから該当するクライアント端末３０の情報を削除する。

その後、接続制御部２０ｇは、クライアント接続情報管理部２０ｆから削除等が実行されたことを受信すると、切断要求元のクライアント端末に切断を許可する応答を送信する（Ｓ２０８）。すなわち、接続制御部２０ｇは、切断要求元のクライアント端末３０をベストエフォート回線４２から切断する。

（待ちリクエスト処理の流れ）
図１０は、実施例１に係るルータが実行する待ちリクエスト処理の流れを示すフローチャートである。図１０は図９のＳ２０６で実行される。なお、図１０に示す処理が行われるタイミングとしては、図８に示すクライアント端末３０の品質保証回線４１からの切断が行われたタイミングが一例となる。あるいは、図１０に示す処理は、周期的に又は非周期的に行われてもよい。

図１０に示すように、クライアント要求分析制御部２０ｄは、切替待ちのクライアント端末３０が存在するか否かを判定する（Ｓ３０１）。つまり、クライアント要求分析制御部２０ｄは、クライアント接続情報テーブル２０ｂを参照し、接続要求時刻だけが登録されるクライアント端末３０が存在するか否かを判定する。これにより、クライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線４１への接続を一旦要求していながらも品質保証回線４１の空きがないがゆえにベストエフォート回線４２に接続しているクライアント３０が存在するか否かを判定する。

クライアント要求分析制御部２０ｄは、切替待ちのクライアント端末３０が存在すると判定した場合（Ｓ３０１肯定）、品質保証回線４１に空きがあるか否かを判定する（Ｓ３０２）。そして、ルータ２０は、クライアント要求分析制御部２０ｄによって品質保証回線４１に空きがあると判定された場合（Ｓ３０２肯定）、Ｓ３０３からＳ３０７を実行する。なお、Ｓ３０３からＳ３０７の処理は、Ｓ１０３からＳ１０７と同様なので、省略する。

一方、Ｓ３０２においてクライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線４１に空きがないと判定した場合（Ｓ３０２否定）、Ｓ３０８を実行する。すなわち、クライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線４１に接続しているクライアント端末３０のうちのいずれかに対して、品質保証回線４１からの強制切断処理を行う。具体的には、クライアント要求分析制御部２０ｄは、ベストエフォート回線４２へ強制的に切り替えられるクライアント端末３０を特定する切替候補データを初期化する。なお、切替候補データは、メモリ２２等に設けられるテーブルなどである。

その後、クライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線情報テーブル２０ａを参照して、品質保証回線４１を使用するクライアント端末３０を１つ選択する（Ｓ３０９）。続いて、クライアント要求分析制御部２０ｄは、クライアント端末３０が品質保証回線４１に接続している時間を算出する（Ｓ３１０）。クライアント要求分析制御部２０ｄは、クライアント接続情報テーブル２０ｂを参照することで、回線使用時間を算出できる。より具体的には、クライアント要求分析制御部２０ｄは、クライアント接続情報テーブル２０ｂ中の対応するレコードに含まれる接続開始時刻と現在時刻との差分を、回線使用時間として算出できる。

そして、クライアント要求分析制御部２０ｄは、Ｓ３１０で算出した回線使用時間が品質保証回線情報テーブル２０ａに規定されているサービス時間を超えているか否かを判定する（Ｓ３１１）。

クライアント要求分析制御部２０ｄ、品質保証回線情報テーブル２０ａに規定されているサービス時間を超えていると判定した場合（Ｓ３１１肯定）、Ｓ３１２を実行する。すなわち、クライアント要求分析制御部２０ｄは、ベストエフォート回線４２へ強制的に切り替えられる特定のクライアント端末３０が既に存在するか否かを判定する。具体的には、クライアント要求分析制御部２０ｄは、切替候補データに切替候補クライアントが登録されているか否かを判定する。

Ｓ３１２における判定の結果、クライアント要求分析制御部２０ｄは、切替候補クライアントが存在すると判定される場合には（Ｓ３１２肯定）、Ｓ３１３を実行する。すなわち、クライアント要求分析制御部２０ｄは、Ｓ３１０で算出された回線使用時間が、切替候補クライアントの回線使用時間を超えているか否かを判定する。切替候補クライアントの回線使用時間は、切替候補データに登録されている。

Ｓ３１３における判定の結果、クライアント要求分析制御部２０ｄは、切替候補クライアントの回線使用時間を超えていると判定される場合には（Ｓ３１３肯定）、Ｓ３１４を実行する。すなわち、クライアント要求分析制御部２０ｄは、Ｓ３０９で選択されたクライアント端末を新たな切替候補クライアントとして、切替候補データに登録することで、切替候補データを更新する。その後、クライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線４１を使用する他のクライアント端末３０が存在すると判定した場合には（Ｓ３１５肯定）、Ｓ３０９以降の処理を繰り返す。

一方、Ｓ３１３における判定の結果、クライアント要求分析制御部２０ｄは、切替候補クライアントの回線使用時間を超えていないと判定される場合には（Ｓ３１３否定）、Ｓ３１４を実行することなく、Ｓ３１５を実行する。また、Ｓ３１２において、クライアント要求分析制御部２０ｄは、切替候補クライアントが存在しないと判定される場合には（Ｓ３１２否定）、Ｓ３１３を実行することなくＳ３１４を実行する。また、Ｓ３１１において、クライアント要求分析制御部２０ｄ、品質保証回線情報テーブル２０ａに規定されているサービス時間を超えていないと判定した場合（Ｓ３１１否定）、Ｓ３１２からＳ３１４を実行することなくＳ３１５を実行する。

そして、Ｓ３１５において、クライアント要求分析制御部２０ｄが品質保証回線４１を使用する他のクライアント端末３０が存在しないと判定した場合には（Ｓ３１５否定）、ルータ２０は、Ｓ３１６以降の処理を実行する。

具体的には、接続制御部２０ｇは、メモリ２２等に備えられる切替候補データを参照して、切替候補となっているクライアント端末３０が存在するか否かを判定する（Ｓ３１６）。ここで、接続制御部２０ｇは、切替候補となっているクライアント端末３０が存在しないと判定した場合（Ｓ３１６否定）、すなわち切替候補データにデータが登録されていない場合、処理を終了する。

一方、接続制御部２０ｇは、切替候補となっているクライアント端末３０が存在すると判定した場合（Ｓ３１６肯定）、切替候補のクライアント端末３０に対して、ベストエフォート回線４２への切替指示を送信する（Ｓ３１７）。これにより、切替候補となっているクライアント端末３０の接続先が、品質保証回線４１からベストエフォート回線４２に切り替えられる。

その後、クライアント接続情報管理部２０ｆは、切替候補であるクライアント端末３０の品質保証回線４１からの切断に応じて、クライアント接続情報テーブル２０ｂを更新する（Ｓ３１８）。具体的には、クライアント接続情報管理部２０ｆは、切替候補であるクライアント端末３０に対応するレコードを削除する。その後、ルータ２０は、Ｓ３０５以降の処理を実行する。

［効果］
このように、実施例１に係るルータ２０は、品質保証回線４１に空きがある場合には、品質保証回線４１に接続しているクライアント端末３０がサービス時間を超えても接続を維持する。また、実施例１に係るルータ２０は、品質保証回線４１に空きがない場合に限り、サービス時間を越えるクライアント端末３０をベストエフォート回線４２に切り替えて、新たなクライアント端末３０を接続することができる。従って、複数のクライアント端末３０間で実質的には公平に品質保証回線に接続することができる。

また、ルータ２０は、品質保証回線４１への接続要求時受信時にサービス時間を越えるクライアント端末３０が存在しない場合でも、サービス時間を越える端末があるか否かを周期的に判定することができる。従って、クライアント端末３０に対する通信の断絶を防ぎつつ、品質保証回線４１を適切に割り当てることができる。

したがって、実施例１に係る通信システムでは、品質保証回線４１が空いている場合には、どのような端末でも優先的に品質保証回線４１を使用することができる。また、通信システムは、品質保証回線４１が空いていない場合に、ベストエフォート回線４２への切替を実行して、品質保証回線４１への接続制御を実行できる。この結果、品質が優先的に保証された回線を有効的に利用できる。

次に、図１１から図１８を用いて、具体的な処理シーケンスを説明する。ここでは、具体例１として、品質保証回線への接続待ちクライアントが存在しない場合の処理シーケンスを説明する。具体例２として、品質保証回線への接続待ちクライアントが存在する状態で、この接続待ちクライアントがベストエフォート回線を切断した場合の処理シーケンスを説明する。具体例３として、品質保証回線への接続待ちクライアントが発生した際に、品質保証回線に接続中のクライアントでサービス時間を超過するクライアントが存在しない場合の処理シーケンスを説明する。具体例４として、品質保証回線への接続待ちクライアントが発生した際に、品質保証回線に接続中のクライアントで複数のクライアントのサービス時間の超過を検出した場合の処理シーケンスを説明する。いずれの具体例においても、品質保証回線への最大同時接続数は２であり、サービス時間は３０分であるとする。

［具体例１］
図１１は、具体例１の処理シーケンスを示す図である。図１１に示すように、１２：０２の時点で、ルータ２０は、クライアント＃２が１２：０１に品質保証回線４１に接続され、切替予定時刻が１２：３１であることを記憶している。

このような状態で、１２：０２にクライアント＃３の送信信号制御部３０ｃは、ルータ２０に対して、サーバ１０への接続要求を送信する（Ｓ４０１）。ルータ２０は、受信した接続要求をサーバ１０に転送する（Ｓ４０２）。サーバ１０は、受信した接続要求を許可する応答をルータ２０に送信する（Ｓ４０３）。ルータ２０の接続制御部２０ｇは、ベストエフォート回線４２に接続する指示を含んだ応答をクライアント＃３に送信する（Ｓ４０４）。この結果、クライアント＃３の受信信号制御部３０ｄは、サーバ１０との間をベストエフォート回線４２で接続する（Ｓ４０５）。

その後、１２：０３にクライアント＃３の送信信号制御部３０ｃは、品質保証回線４１への接続要求をルータ２０に送信する（Ｓ４０６）。ルータ２０のクライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線情報テーブル２０ａを参照して、品質保証回線４１に空きがあるか否かを判定する（Ｓ４０７）。ここでは、最大同時接続数が２である状況で、クライアント＃２だけが品質保証回線４１を使用しているので、空きがあると判定される。

そして、ルータ２０の維持制御部２０ｈは、クライアント＃２の接続を維持しつつ、クライアント＃３に対して品質保証回線４１への接続を許可する応答を送信する（Ｓ４０８）。この応答を受信したクライアント端末３０の受信信号制御部３０ｄは、ベストエフォート回線４２から品質保証回線４１に接続回線を切り替えて、サーバ１０と通信を実行する（Ｓ４０９）。

このとき、ルータ２０のクライアント接続情報管理部２０ｆは、１２：０３にクライアント＃３から受信した接続要求を１２：０３に許可したことに基づいて、クライアント接続情報テーブルを更新する。具体的には、図１１に示すように、クライアント接続情報管理部２０ｆは、クライアント識別情報を「クライアント＃３」とするレコードを生成し、「接続開始時刻」と「接続要求時刻」との両方に「１２：０３」を格納する。さらに、クライアント接続情報管理部２０ｆは、該レコードの「切替予定時刻」に、接続開始時刻「１２：０３」にサービス時間の３０分を加算した「１２：３３」を格納する。

その後、ルータ２０のクライアント要求分析制御部２０ｄは、図１０に示した処理を周期的に実行する（Ｓ４１０）。具体的には、図１１に示すように、１２：３５の時点で、クライアント＃２とクライアント＃３の両方が、切替予定時刻を超過する。しかし、品質保証回線４１の接続待ちクライアントが存在しないので、クライアント＃２とクライアント＃３の両方とも品質保証回線を使用し続ける。なお、図１０に示した処理を周期的に実行する間隔は、１秒や５分など任意に設定できる。

このように、品質保証回線４１を使用するクライアントの接続時間が切替予定時刻を超過した場合でも、切替待ちのクライアントがいない場合には、強制的にベストエフォート回線４２に切り替えることなく、品質保証回線４１を利用することができる。

［具体例２］
図１２は、具体例２の処理シーケンスを示す図である。図１２に示すように、１２：１６の時点で、ルータ２０は、クライアント＃２とクライアント＃３とが品質保証回線４１を利用していることを認識している。具体的には、ルータ２０は、クライアント＃２が１２：０１に品質保証回線４１への接続要求を送信して接続し、切替予定時刻が１２：３１であることを記憶している。同様に、ルータ２０は、クライアント＃３が１２：０３に品質保証回線４１への接続要求を送信して接続し、切替予定時刻が１２：３３であることを記憶している。

このような状態で、１２：１６にクライアント＃１の送信信号制御部３０ｃは、ルータ２０に対して、サーバ１０への接続要求を送信する（Ｓ５０１）。ルータ２０は、受信した接続要求をサーバ１０に転送する（Ｓ５０２）。サーバ１０は、受信した接続要求を許可する応答をルータ２０に送信する（Ｓ５０３）。ルータ２０の接続制御部２０ｇは、ベストエフォート回線４２に接続する指示を含んだ応答をクライアント＃１に送信する（Ｓ５０４）。この結果、クライアント＃１の受信信号制御部３０ｄは、サーバ１０との間をベストエフォート回線４２で接続する（Ｓ５０５）。

その後、１２：１７にクライアント＃１の送信信号制御部３０ｃは、品質保証回線４１への接続要求をルータ２０に送信する（Ｓ５０６）。ルータ２０のクライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線情報テーブル２０ａを参照して、品質保証回線４１に空きがあるか否かを判定する（Ｓ５０７）。ここでは、最大同時接続数が２である状況で、クライアント＃２とクライアント＃３とが品質保証回線４１を使用しており、両方とも、切替予定時刻の到達前なので、空きがないと判定される。

そして、ルータ２０の接続制御部２０ｇは、クライアント＃１に対して品質保証回線４１への接続を待機する旨の応答を送信する（Ｓ５０８）。この応答を受信したクライアント端末３０の受信信号制御部３０ｄは、ベストエフォート回線４２に接続しつつ、品質保証回線４１への切替待ちとなる。

このとき、ルータ２０のクライアント接続情報管理部２０ｆは、１２：１７にクライアント＃１から受信した接続要求を保留したことに基づいて、クライアント接続情報テーブル２０ｂを更新する。具体的には、図１２に示すように、クライアント接続情報管理部２０ｆは、クライアント識別情報を「クライアント＃１」とするレコードを生成し、「接続要求時刻」に「１２：１７」を格納する。さらに、クライアント接続情報管理部２０ｆは、該レコードの「接続開始時刻」および「切替予定時刻」を空白にする。

その後、１２：２９にクライアント＃１の送信信号制御部３０ｃは、ルータ２０に対して、サーバ１０への切断要求を送信する（Ｓ５０９）。ルータ２０は、受信した切断要求をサーバ１０に転送する（Ｓ５１０）。このとき、ルータ２０は、図９に示した処理を実行する（Ｓ５１１）。すなわち、ルータ２０は、切断要求元のクライアント＃１が接続している回線がベストエフォート回線４２であることを特定した後、図１２に示すように、クライアント接続情報テーブル２０ｂからクライアント＃１の情報を削除する。この結果、クライアント＃１を品質保証回線待ちのクライアントから除外することができる。

そして、ルータ２０は、クライアント＃１に切断を許可する応答（Abort）を送信する（Ｓ５１２）。この結果、クライアント＃１の受信信号制御部３０ｄは、サーバ１０との間に接続されるベストエフォート回線４２を切断する。なお、ルータ２０が主導で切断してもよい。

このように、品質保証回線４１への切替待ちのクライアントがベストエフォート回線４２を切断した場合には、品質保証回線４１に接続中のクライアントは強制的にベストエフォート回線４２に切り替えられることなく、品質保証回線４１を利用することができる。

［具体例３］
図１３は、具体例３の処理シーケンス１を示す図である。図１４は、具体例３の処理シーケンス２を示す図である。図１５は、具体例３の処理シーケンス３を示す図である。図１３に示すように、１２：０２の時点で、ルータ２０は、クライアント＃２が品質保証回線４１を利用していることを認識している。具体的には、ルータ２０は、クライアント＃２が１２：０１に品質保証回線４１への接続要求を送信して接続し、切替予定時刻が１２：３１であることを記憶している。

このような状態で、１２：０２にクライアント＃３の送信信号制御部３０ｃは、ルータ２０に対して、サーバ１０への接続要求を送信する（Ｓ６０１）。ルータ２０は、受信した接続要求をサーバ１０に転送する（Ｓ６０２）。サーバ１０は、受信した接続要求を許可する応答をルータ２０に送信する（Ｓ６０３）。ルータ２０の接続制御部２０ｇは、ベストエフォート回線４２に接続する指示を含んだ応答をクライアント＃３に送信する（Ｓ６０４）。この結果、クライアント＃３の受信信号制御部３０ｄは、サーバ１０との間をベストエフォート回線４２で接続する（Ｓ６０５）。

その後、１２：０３にクライアント＃３の送信信号制御部３０ｃは、品質保証回線４１への接続要求をルータ２０に送信する（Ｓ６０６）。ルータ２０のクライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線情報テーブル２０ａを参照して、品質保証回線４１に空きがあるか否かを判定する（Ｓ６０７）。ここでは、最大同時接続数が２である状況で、クライアント＃２だけが品質保証回線４１を使用しているので、空きがあると判定される。

そして、ルータ２０の維持制御部２０ｈは、クライアント＃２の接続を維持しつつ、クライアント＃３に対して品質保証回線４１への接続を許可する応答を送信する（Ｓ６０８）。この応答を受信したクライアント端末３０の受信信号制御部３０ｄは、ベストエフォート回線４２から品質保証回線４１に接続回線を切り替えて、サーバ１０と通信を実行する（Ｓ６０９）。

このとき、ルータ２０のクライアント接続情報管理部２０ｆは、１２：０３にクライアント＃３から受信した接続要求を１２：０３に許可したことに基づいて、クライアント接続情報テーブルを更新する。具体的には、図１３に示すように、クライアント接続情報管理部２０ｆは、クライアント識別情報を「クライアント＃３」とするレコードを生成し、「接続開始時刻」と「接続要求時刻」との両方に「１２：０３」を格納する。さらに、クライアント接続情報管理部２０ｆは、該レコードの「切替予定時刻」に、接続開始時刻「１２：０３」にサービス時間の３０分を加算した「１２：３３」を格納する。

続いて、図１４に示すように、１２：１６にクライアント＃１の送信信号制御部３０ｃは、ルータ２０に対して、サーバ１０への接続要求を送信する（Ｓ６１０）。ルータ２０は、受信した接続要求をサーバ１０に転送する（Ｓ６１１）。サーバ１０は、受信した接続要求を許可する応答をルータ２０に送信する（Ｓ６１２）。ルータ２０の接続制御部２０ｇは、ベストエフォート回線４２に接続する指示を含んだ応答をクライアント＃１に送信する（Ｓ６１３）。この結果、クライアント＃１の受信信号制御部３０ｄは、サーバ１０との間をベストエフォート回線４２で接続する（Ｓ６１４）。

その後、１２：２１にクライアント＃１の送信信号制御部３０ｃは、品質保証回線４１への接続要求をルータ２０に送信する（Ｓ６１５）。ルータ２０のクライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線情報テーブル２０ａを参照して、品質保証回線４１に空きがあるか否かを判定する（Ｓ６１６）。ここでは、最大同時接続数が２である状況で、クライアント＃２とクライアント＃３とが品質保証回線４１を使用しており、空きがないと判定される。

そして、ルータ２０の接続制御部２０ｇは、クライアント＃１に対して品質保証回線４１への接続を待機する旨の応答を送信する（Ｓ６１７）。この応答を受信したクライアント端末３０の受信信号制御部３０ｄは、ベストエフォート回線４２に接続しつつ、品質保証回線４１への切替待ちとなる。

このとき、ルータ２０のクライアント接続情報管理部２０ｆは、１２：２１にクライアント＃１から受信した接続要求を保留したことに基づいて、クライアント接続情報テーブル２０ｂを更新する。具体的には、図１４に示すように、クライアント接続情報管理部２０ｆは、クライアント識別情報を「クライアント＃１」とするレコードを生成し、「接続要求時刻」に「１２：２１」を格納する。さらに、クライアント接続情報管理部２０ｆは、該レコードの「接続開始時刻」および「切替予定時刻」を空白にする。

その後、ルータ２０のクライアント要求分析制御部２０ｄは、図１０に示した処理を周期的に実行する（Ｓ６１８）。具体的には、クライアント要求分析制御部２０ｄは、クライアント＃２の切替予定時刻が「１２：３１」であり、クライアント＃３の切替予定時刻が「１２：３３」であることから、１２：３０の時点では切替予定時刻を超過するクライアントはないと判定する。このため、１２:３０の時点では、ルータ２０は、依然としてクライアント＃１に対する品質保証回線４１への切替を抑止する。

その後、図１５に示すように、ルータ２０は、上記周期処理を繰り返し、１２:３５時点の周期処理で、サービス時間を超過するクライアントを検出する（Ｓ６１９）。具体的には、クライアント要求分析制御部２０ｄは、クライアント＃２の切替予定時刻が「１２：３１」であり、クライアント＃３の切替予定時刻が「１２：３３」であることから、１２：３５の時点で切替予定時刻を超過するクライアントがあると判定する。そして、クライアント要求分析制御部２０ｄは、クライアント＃２とクライアント＃３の両方が切替予定時刻を超過していることから、接続開始時間がより早い（接続時間が長い）クライアント＃２を切替候補と決定する。

この結果にしたがって、ルータ２０の接続制御部２０ｇは、クライアント＃２に対して、品質保証回線４１からベストエフォート回線４２への切替指示を送信する（Ｓ６２０）。そして、この指示を受信したクライアント＃２の受信信号制御部３０ｄは、品質保証回線４１からベストエフォート回線４２に接続先を切り替えて、サーバ１０との通信を実行する（Ｓ６２１）。その後、ルータ２０の接続制御部２０ｇは、クライアント＃１に対して、ベストエフォート回線４２から品質保証回線４１への切替指示を送信する（Ｓ６２２）。そして、この指示を受信したクライアント＃１の受信信号制御部３０ｄは、ベストエフォート回線４２から品質保証回線４１に接続先を切り替えて、サーバ１０との通信を実行する（Ｓ６２３）。

このときのクライアント接続情報テーブル２０ｂの変化を説明する。まず、Ｓ６１９からＳ６２１によってクライアント＃２の接続先がベストエフォート回線４２に切り替えられる。この場合、ルータ２０のクライアント接続情報管理部２０ｆは、ベストエフォート回線４２に切り替えられたクライアント＃２の情報を、クライアント接続情報テーブル２０ｂから削除する。

また、Ｓ６２２からＳ６２３によってクライアント＃１の接続先が品質保証回線４１に切り替えられる。この場合、ルータ２０のクライアント接続情報管理部２０ｆは、クライアント接続情報テーブル２０ｂにおいて、品質保証回線４１に切り替えられたクライアント＃１の情報を更新する。具体的には、クライアント接続情報管理部２０ｆは、接続要求時刻として「１２：２１」が格納されているクライアント＃１のレコードに、品質保証回線４１の接続が許可された時刻「１２：３５」を接続開始時刻に格納する。さらに、クライアント接続情報管理部２０ｆは、接続開始時刻「１２：３５」にサービス時間の３０分を加算した「１３：０５」を切替予定時刻に格納する。

このように、品質保証回線待ちのクライアントがいる状態で、複数のクライアントの接続時間が切替予定時刻を超過してベストエフォート回線４２に切替可能となった場合に、接続開始時刻の早い（接続時間の長い）クライアントの接続を切り替えることができる。したがって、クライアント間で、公平に品質保証回線４１を使用することができる。

［具体例４］
図１６は、具体例４の処理シーケンス１を示す図である。図１７は、具体例４の処理シーケンス２を示す図である。図１８は、具体例４の処理シーケンス３を示す図である。図１６に示すように、１２：２１の時点で、ルータ２０は、クライアント＃２が品質保証回線４１を利用していることを認識している。具体的には、ルータ２０は、クライアント＃２が１２：０１に品質保証回線４１への接続要求を送信して接続し、切替予定時刻が１２：３１であることを記憶している。

このような状態で、１２：２１にクライアント＃３の送信信号制御部３０ｃは、ルータ２０に対して、サーバ１０への接続要求を送信する（Ｓ７０１）。ルータ２０は、受信した接続要求をサーバ１０に転送する（Ｓ７０２）。サーバ１０は、受信した接続要求を許可する応答をルータ２０に送信する（Ｓ７０３）。ルータ２０の接続制御部２０ｇは、ベストエフォート回線４２に接続する指示を含んだ応答をクライアント＃３に送信する（Ｓ７０４）。この結果、クライアント＃３の受信信号制御部３０ｄは、サーバ１０との間をベストエフォート回線４２で接続する（Ｓ７０５）。

その後、１２：２３にクライアント＃３の送信信号制御部３０ｃは、品質保証回線４１への接続要求をルータ２０に送信する（Ｓ７０６）。ルータ２０のクライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線情報テーブル２０ａを参照して、品質保証回線４１に空きがあるか否かを判定する（Ｓ７０７）。ここでは、最大同時接続数が２である状況で、クライアント＃２とが品質保証回線４１を使用しているので、空きがあると判定される。

そして、ルータ２０の維持制御部２０ｈは、クライアント＃２の接続を維持しつつ、クライアント＃３に対して品質保証回線４１への接続を許可する応答を送信する（Ｓ７０８）。この応答を受信したクライアント端末３０の受信信号制御部３０ｄは、ベストエフォート回線４２から品質保証回線４１に接続回線を切り替えて、サーバ１０と通信を実行する（Ｓ７０９）。

このとき、ルータ２０のクライアント接続情報管理部２０ｆは、１２：２３にクライアント＃３から受信した接続要求を１２：２３に許可したことに基づいて、クライアント接続情報テーブルを更新する。具体的には、図１６に示すように、クライアント接続情報管理部２０ｆは、クライアント識別情報を「クライアント＃３」とするレコードを生成し、「接続開始時刻」と「接続要求時刻」との両方に「１２：２３」を格納する。さらに、クライアント接続情報管理部２０ｆは、該レコードの「切替予定時刻」に、接続開始時刻「１２：２３」にサービス時間の３０分を加算した「１２：５３」を格納する。

その後、ルータ２０のクライアント要求分析制御部２０ｄは、図１０に示した処理を周期的に実行する（Ｓ７１０）。具体的には、図１６に示すように、１２：３５の時点で、クライアント＃２が、切替予定時刻を超過する。しかし、品質保証回線４１の接続待ちクライアントが存在しないので、クライアント＃２とクライアント＃３の両方とも品質保証回線を使用し続ける。

続いて、図１７に示すように、１２：４６にクライアント＃１の送信信号制御部３０ｃは、ルータ２０に対して、サーバ１０への接続要求を送信する（Ｓ７１１）。ルータ２０は、受信した接続要求をサーバ１０に転送する（Ｓ７１２）。サーバ１０は、受信した接続要求を許可する応答をルータ２０に送信する（Ｓ７１３）。ルータ２０の接続制御部２０ｇは、ベストエフォート回線４２に接続する指示を含んだ応答をクライアント＃１に送信する（Ｓ７１４）。この結果、クライアント＃１の受信信号制御部３０ｄは、サーバ１０との間をベストエフォート回線４２で接続する（Ｓ７１５）。

その後、１２：４８にクライアント＃１の送信信号制御部３０ｃは、品質保証回線４１への接続要求をルータ２０に送信する（Ｓ７１６）。ルータ２０のクライアント要求分析制御部２０ｄは、品質保証回線情報テーブル２０ａを参照して、品質保証回線４１に空きがあるか否かを判定する（Ｓ７１７）。ここでは、最大同時接続数が２である状況で、クライアント＃２とクライアント＃３とが品質保証回線４１を使用しており、空きがないと判定される。このため、ルータ２０の接続制御部２０ｇは、クライアント＃１に対して品質保証回線４１への接続を一旦待機する旨の応答を送信する（Ｓ７１８）。この応答を受信したクライアント端末３０の受信信号制御部３０ｄは、ベストエフォート回線４２に接続しつつ、品質保証回線４１への切替待ちとなる。

このとき、ルータ２０のクライアント接続情報管理部２０ｆは、１２：４８にクライアント＃１から受信した接続要求を保留したことに基づいて、クライアント接続情報テーブル２０ｂを更新する。具体的には、図１７に示すように、クライアント接続情報管理部２０ｆは、クライアント識別情報を「クライアント＃１」とするレコードを生成し、「接続要求時刻」に「１２：４８」を格納する。さらに、クライアント接続情報管理部２０ｆは、該レコードの「接続開始時刻」および「切替予定時刻」を空白にする。

その後、図１８に示すように、ルータ２０のクライアント要求分析制御部２０ｄは、図１０に示した処理を周期的に実行する（Ｓ７１９）。具体的には、クライアント要求分析制御部２０ｄは、クライアント＃２の切替予定時刻が「１２：３１」であることから、１２：５０の時点では切替予定時刻を超過するクライアントが存在すると判定する。

この結果にしたがって、ルータ２０の接続制御部２０ｇは、クライアント＃２に対して、品質保証回線４１からベストエフォート回線４２への切替指示を送信する（Ｓ７２０）。そして、この指示を受信したクライアント＃２の受信信号制御部３０ｄは、品質保証回線４１からベストエフォート回線４２に接続先を切り替えて、サーバ１０との通信を実行する（Ｓ７２１）。その後、ルータ２０の接続制御部２０ｇは、クライアント＃１に対して、ベストエフォート回線４２から品質保証回線４１への切替指示を送信する（Ｓ７２２）。そして、この指示を受信したクライアント＃１の受信信号制御部３０ｄは、ベストエフォート回線４２から品質保証回線４１に接続先を切り替えて、サーバ１０との通信を実行する（Ｓ７２３）。

このときのクライアント接続情報テーブル２０ｂの変化を説明する。まず、Ｓ７１９からＳ７２１によってクライアント＃２の接続先がベストエフォート回線４２に切り替えられる。この場合、ルータ２０のクライアント接続情報管理部２０ｆは、ベストエフォート回線４２に切り替えられたクライアント＃２の情報を、クライアント接続情報テーブル２０ｂから削除する。

また、Ｓ７２２からＳ７２３によってクライアント＃１の接続先が品質保証回線４１に切り替えられる。この場合、ルータ２０のクライアント接続情報管理部２０ｆは、クライアント接続情報テーブル２０ｂにおいて、品質保証回線４１に切り替えられたクライアント＃１の情報を更新する。具体的には、クライアント接続情報管理部２０ｆは、接続要求時刻として「１２：４８」が格納されているクライアント＃１のレコードに、品質保証回線４１の接続が許可された時刻「１２：５０」を接続開始時刻に格納する。さらに、クライアント接続情報管理部２０ｆは、接続開始時刻「１２：５０」にサービス時間の３０分を加算した「１３：２０」を切替予定時刻に格納する。

このように、品質保証回線４１を利用できる時間を超過した場合でも、待機クライアントが発生するまで、品質保証回線４１を利用し続けることができる。その後、待機クライアントが発生した場合は、一定の周期または即時に、サービス時間を超過するクライアントが存在するかを判定し、その結果に応じて切替を実行できる。したがって、各クライアントが公平に、かつ、有効的に品質保証回線４１を使用することができる。

さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下に異なる実施例を説明する。

（回線の種類）
例えば、上記実施例では、通信品質の優先度が高い回線を品質保証回線とし、通信品質の優先度が低い回線をベストエフォート回線とした例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、専有度が高くコストも高い回線と、専有度が低くコストも低い回線とを用いることもできる。

（周期処理）
例えば、図１０等で説明した待ちリクエスト処理の周期は、任意に設定することができる。例えば、待ちクライアントが発生するとすぐに図１０の処理を実行してもよく、待ちクライアントが発生しても予定周期に到達するまで図１０の処理を実行しないようにしてもよい。また、図９を実行せずに図１０だけ処理を実行することもできる。つまり、クライアント接続情報テーブル２０ｂを常に監視し、切替予定時刻に到達したクライアントが発生した場合に、待機クライアントが存在するか否かを判定することもできる。この場合でも、待機クライアントが存在しない場合に限り、品質保証回線の利用条件を超えても、クライアントは品質保証回線を利用し続けることができる。

（利用条件）
上記実施例では、品質保証回線の利用条件として接続時間を用いた場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回線を用いて送受信した総パケット量や回線の使用量などを用いることもできる。

（公平化）
例えば、ルータは、一度品質保証回線を切断されたクライアント端末について、自動的に待機クライアントに戻してもよく、また、その際に所定時間経過するまで、待機クライアントとしないように制御することもできる。一例を挙げると、ルータは、品質保証回線を切断したクライアント端末のホスト名やＩＰアドレスと切断時間とを保持する。そして、ルータは、接続要求を受信した場合に、切断されてから所定時間が経過する前のクライアント端末から送信された接続要求については破棄する。また、ルータは、所定時間経過後のクライアント端末から接続要求を受信した場合に、当該要求を有効と判断して、上記実施例と同様の処理を実行する。

（接続順序）
例えば、上記実施例では、まず、ベストエフォート回線に接続してから、品質保証回線への接続を試みる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、まず、クライアント端末は、品質保証回線に接続を試み、接続数が上限数に達しており接続できない場合に、ベストエフォート回線に接続するようにしてもよい。この際、ルータは、はじめに品質保証回線への接続を受けた場合にも上記実施例と同様に、品質保証回線に接続可能なクライアント端末の上限数に達しているか否かを判定する。さらに、ルータは、上限数に達していると判定された場合に、品質保証回線に接続中のクライアント端末のうち利用条件を超過するクライアント端末の接続を切断して、接続要求を送信したクライアント端末に品質保証回線を直接割り当てるようにしてもよい。

（システム）
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともできる。あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られない。つまり、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

（プログラム）
ところで、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムの一例を説明する。

図１９は、通信制御プログラムを実行するコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図１９に示すように、コンピュータ１００は、ＣＰＵ１０２、入力装置１０３、出力装置１０４、通信インタフェース１０５、媒体読取装置１０６、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０７、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０８を有する。また、図１９に示した各部は、バス１０１で相互に接続される。

入力装置１０３は、マウスやキーボードであり、出力装置１０４は、ディスプレイなどであり、通信インタフェース１０５は、ＮＩＣ（Network Interface Card）などのインタフェースである。ＨＤＤ１０７は、通信制御プログラム１０７ａとともに、図３に示した各テーブル等を記憶する。記録媒体の例としてＨＤＤ１０７を例に挙げたが、他の記憶媒体を用いることもできる。例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の他のコンピュータ読取可能な記録媒体に各種プログラムを格納しておき、コンピュータに読み取らせることとしてもよい。なお、記録媒体を遠隔地に配置し、コンピュータが、その記憶媒体にアクセスすることでプログラムを取得して利用してもよい。また、その際、取得したプログラムをそのコンピュータ自身の記録媒体に格納して用いてもよい。

ＣＰＵ１０２は、通信制御プログラム１０７ａを読み出してＲＡＭ１０８に展開することで、図３等で説明した各機能を実行する通信制御プロセス１０８ａを動作させる。すなわち、通信制御プロセス１０８ａは、図３に記載した受信信号制御部２０ｃ、クライアント要求分析制御部２０ｄ、回線情報管理部２０ｅと同様の機能を実行する。また、通信制御プロセス１０８ａは、クライアント接続情報管理部２０ｆ、接続制御部２０ｇ、維持制御部２０ｈと同様の機能を実行する。このようにコンピュータ１００は、プログラムを読み出して実行することで通信制御方法を実行する情報処理装置として動作する。

また、コンピュータ１００は、媒体読取装置１０６によって記録媒体から通信制御プログラムを読み出し、読み出された通信制御プログラムを実行することで上記した実施例と同様の機能を実現することもできる。なお、この他の実施例でいうプログラムは、コンピュータ１００によって実行されることに限定されるものではない。例えば、他のコンピュータまたはサーバがプログラムを実行する場合や、これらが協働してプログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。

１０ サーバ
２０ ルータ
２０ａ 品質保証回線情報テーブル
２０ｂ クライアント接続情報テーブル
２０ｃ 受信信号制御部
２０ｄ クライアント要求分析制御部
２０ｅ 回線情報管理部
２０ｆ クライアント接続情報管理部
２０ｇ 接続制御部
２０ｈ 維持制御部
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２３ ＴＣＡＭ
２４ 回線インタフェース部
２５ バス
２６ 転送エンジン
３０ クライアント端末
３０ａ ユーザ操作受付部
３０ｂ アプリ実行部
３０ｃ 送信信号制御部
３０ｄ 受信信号制御部
３１ ＣＰＵ
３２ メモリ
３４ 回線インタフェース部
３５ ユーザインタフェース部
３６ バス

Claims (8)

1. 通信品質保証の優先度が高い高品質回線への接続要求を端末から受信した場合、前記高品質回線に接続中の端末の数が前記高品質回線に接続可能な端末の上限数に達しているか否か、および、前記高品質回線に接続中の端末のうち利用条件を超過する端末が存在するか否かを判定する判定部と、
   前記判定部によって上限数に達しており、前記利用条件を超過する端末が存在すると判定された場合、当該利用条件を超過する端末のうち接続時間が最も長い端末を前記高品質回線から前記高品質回線よりも通信品質保証の優先度が低い低品質回線へ切り替え、前記接続要求を送信した端末に前記高品質回線を割り当てる接続制御部と、
   前記判定部によって上限数に達していないと判定された場合に、前記高品質回線に接続中の端末が前記利用条件を超過するか否かに関らず前記高品質回線への各接続を維持し、前記接続要求を送信した端末に前記高品質回線を割り当て、前記判定部によって上限数に達しており、前記利用条件を超過する端末が存在しないと判定された場合、前記接続要求を拒否し、前記高品質回線に接続中の端末の接続を維持する維持制御部と
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 前記判定部は、前記高品質回線に接続中の端末が前記利用条件を超過し、前記高品質回線の接続を要求する端末が存在する場合に、前記高品質回線に接続中の端末の数が前記高品質回線に接続可能な端末の上限数に達しているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記端末から接続要求を受信した場合に、前記低品質回線を、前記接続要求を送信した端末に割り当てる回線接続部をさらに有し、
   前記判定部は、前記端末が前記低品質回線に接続した後に、前記高品質回線に接続可能な端末の上限数に達しているか否か、および、前記高品質回線に接続中の端末のうち利用条件を超過する端末が存在するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
4. 前記接続制御部は、所定の周期で、前記高品質回線に接続可能な端末の上限数に達しており、かつ、前記低品質回線に接続される端末が存在する状態で、前記高品質回線の利用条件を超過する端末が発生したことを検出した場合、前記利用条件を超過する端末のうち接続時間が最も長い端末を前記高品質回線から前記低品質回線へ切り替え、前記低品質回線に接続される端末を前記高品質回線に切り替えることを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
5. 前記接続制御部は、前記利用条件を超過する端末のうち接続時間が最も長い端末のうち、前記高品質回線で送受信した総パケット数が閾値を超える端末の接続を、前記低品質回線に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
6. 前記判定部は、前記接続制御部によって前記高品質回線を切断されてから所定時間が経過する前の端末から送信された接続要求については破棄し、前記所定時間経過後の端末から接続要求を受信した場合に、前記高品質回線に接続可能な端末の上限数に達しているか否か、および、前記高品質回線に接続中の端末のうち利用条件を超過する端末が存在するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
7. コンピュータが、
   通信品質保証の優先度が高い高品質回線への接続要求を端末から受信した場合、前記高品質回線に接続中の端末の数が前記高品質回線に接続可能な端末の上限数に達しているか否か、および、前記高品質回線に接続中の端末のうち利用条件を超過する端末が存在するか否かを判定し、
   上限数に達しており、前記利用条件を超過する端末が存在すると判定された場合、当該利用条件を超過する端末のうち接続時間が最も長い端末を前記高品質回線から前記高品質回線よりも通信品質保証の優先度が低い低品質回線へ切り替え、前記接続要求を送信した端末に前記高品質回線を割り当て、
   上限数に達していないと判定した場合に、前記高品質回線に接続中の端末が前記利用条件を超過するか否かに関らず前記高品質回線への各接続を維持し、前記接続要求を送信した端末に前記高品質回線を割り当て、前記上限数に達しており、前記利用条件を超過する端末が存在しないと判定された場合、前記接続要求を拒否し、前記高品質回線に接続中の端末の接続を維持する
   各処理を含んだことを特徴とする通信方法。
8. コンピュータに、
   通信品質保証の優先度が高い高品質回線への接続要求を端末から受信した場合、前記高品質回線に接続中の端末の数が前記高品質回線に接続可能な端末の上限数に達しているか否か、および、前記高品質回線に接続中の端末のうち利用条件を超過する端末が存在するか否かを判定し、
   上限数に達しており、前記利用条件を超過する端末が存在すると判定された場合、当該利用条件を超過する端末のうち接続時間が最も長い端末を前記高品質回線から前記高品質回線よりも通信品質保証の優先度が低い低品質回線へ切り替え、前記接続要求を送信した端末に前記高品質回線を割り当て、
   上限数に達していないと判定した場合に、前記高品質回線に接続中の端末が前記利用条件を超過するか否かに関らず前記高品質回線への各接続を維持し、前記接続要求を送信した端末に前記高品質回線を割り当て、前記上限数に達しており、前記利用条件を超過する端末が存在しないと判定された場合、前記接続要求を拒否し、前記高品質回線に接続中の端末の接続を維持する
   各処理を実行させることを特徴とする通信プログラム。

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