JP6263452B2 - 帯域制御システム、帯域制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークにおける回線の帯域制御に関するものであり、特に、回線の帯域を増加させる際の帯域制御に関するものである。

ユーザが自身の拠点間で大容量データ転送やＶＭマイグレーションを実施するためのネットワークサービスが提供されている。このようなネットワークサービスにおいては、ユーザは、通常、予め決められた帯域までのデータ転送を行うことが可能であるが、例えば非特許文献１、２に示すように、ユーザが特に大きな容量のデータを送信できるようにするために、一時的に帯域を拡張することが可能になっている。

このような帯域増加（帯域ブースト）サービスにおいて、従来技術では、ユーザへの増加分の割り当て帯域値はユーザの帯域利用状況に関わらず、一律に定められていた。

http://www.ntt.com/release/monthNEWS/detail/20120611.html、「ネットワーク仮想化技術を活用した世界初の企業向けクラウドサービス」、平成２６年８月１８日検索 http://ascii.jp/elem/000/000/701/701280/、「OpenFlowを最大活用！NTT Comのグローバルクラウド始動」、平成２６年８月１８日検索

上記従来技術のように、帯域増加時の割り当て帯域値が一律である場合、図１に示すように、ユーザによっては過分帯域を割り当てられている可能性があり、帯域を余分に消費していたり、又は、共存する他ユーザの通信を収容しきれず呼損（パケットロス）を引き起こす可能性があるという問題がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、通信ネットワークにおいて、ユーザの拠点間でデータ転送を行うための回線の帯域を増加させる帯域制御を行う際に、回線の利用状況に応じた必要最低限の帯域増加を行うことを可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態によれば、 ユーザの拠点間でデータ転送を行うために使用される回線の帯域制御を行う帯域制御システムであって、
前記回線におけるデータ転送に関する情報である転送情報を取得する転送情報取得手段と、
前記転送情報取得手段により取得した前記転送情報に基づいて、当該回線における帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できるか否かを判定する帯域制御実施判定手段と、
前記帯域制御実施判定手段により、データ転送性能の改善が期待できると判定された場合に、前記転送情報に基づいて、データ転送性能の改善が見込まれる必要最小限の帯域値を導出する帯域値導出手段と、
前記帯域値導出手段により導出された帯域値を前記回線の帯域値として設定するための制御を行う帯域制御実行手段とを備え、
前記帯域値導出手段は、前記回線における理論的に最大のスループット、及び、前記転送情報における転送データサイズのデータの転送時間が所定時間以内に収まる最小のスループットの２値を導出し、当該２値のうち小さい方の値を前記帯域値とし、
前記回線には１つ又は複数のＴＣＰコネクションが設定され、前記帯域値導出手段は、
ＴＣＰコネクション毎にウィンドウサイズと拠点間往復遅延に基づき理論的最大スループットを算出し、当該理論的最大スループットのＴＣＰコネクション分の総和を前記理論的に最大のスループットとして算出し、
前記転送データサイズと前記所定時間に基づいて前記最小のスループットを算出する
ことを特徴とする帯域制御システムが提供される。

また、ユーザの拠点間でデータ転送を行うために使用される回線の帯域制御を行う帯域制御システムが実行する帯域制御方法であって、
前記回線におけるデータ転送に関する情報である転送情報を取得する転送情報取得ステップと、
前記転送情報取得ステップにより取得した前記転送情報に基づいて、前記回線における帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できるか否かを判定する帯域制御実施判定ステップと、
前記帯域制御実施判定ステップにより、データ転送性能の改善が期待できると判定された場合に、前記転送情報に基づいて、データ転送性能の改善が見込まれる必要最小限の帯域値を導出する帯域値導出ステップと、
前記帯域値導出ステップにより導出された帯域値を前記回線の帯域値として設定するための制御を行う帯域制御実行ステップとを備え、
前記帯域値導出ステップにおいて、前記帯域制御システムは、前記回線における理論的に最大のスループット、及び、前記転送情報における転送データサイズのデータの転送時間が所定時間以内に収まる最小のスループットの２値を導出し、当該２値のうち小さい方の値を前記帯域値とし、
前記回線には１つ又は複数のＴＣＰコネクションが設定され、前記帯域値導出ステップにおいて、前記帯域制御システムは、
ＴＣＰコネクション毎にウィンドウサイズと拠点間往復遅延に基づき理論的最大スループットを算出し、当該理論的最大スループットのＴＣＰコネクション分の総和を前記理論的に最大のスループットとして算出し、
前記転送データサイズと前記所定時間に基づいて前記最小のスループットを算出する
ことを特徴とする帯域制御方法が提供される。

本発明の実施の形態によれば、通信ネットワークにおいて、ユーザの拠点間でデータ転送を行うための回線の帯域を増加させる帯域制御を行う際に、回線の利用状況に応じた必要最低限の帯域増加を行うことを可能とする技術が提供される。

従来技術の課題を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る通信ネットワークの構成例である。 本実施の形態における全体の動作を示すフローチャートである。 帯域制御装置１００の機能構成図である。 帯域制御実施の有無の判定の処理を示すフローチャートである。 帯域制御後の転送性能の監視の処理を示すフローチャートである。 本実施の形態における効果を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。

（システム全体構成、動作概要）
図２に、本発明の実施の形態に係る通信ネットワークの構成例を示す。この通信ネットワーク２０はＩＰパケット等の転送を行うネットワークであり、一例として、ユーザが自身の拠点間で大容量データ転送やＶＭマイグレーションを実施するために使用されるネットワークである。（例：ＶＰＮ網、ＤＣ（データセンタ網））。

通信ネットワーク２０は、ルータやＯＦＳ（オープンフロースイッチ）等のパケット転送装置が伝送路で接続された構成を有する。また、図２に示すように、ユーザ装置１０がパケット転送装置２００に接続されるとともに、帯域制御装置１００が備えられている。本実施の形態では、ユーザ装置１０から、他の拠点に大容量データ等のデータを送信する際の制御を想定している。ユーザ装置１０は、端末であってもよいし、ユーザのネットワークと、中継網となる通信ネットワーク２０とを接続する宅内装置等の通信装置であってもよい。また、ユーザ装置１０は、データセンタ等のユーザの拠点を構成する装置であってもよい。

また、帯域制御装置１００は、ユーザの管理端末３０と通信可能に接続されている。管理端末３０は例えばＰＣである。

帯域制御装置１００は、ユーザの転送情報の監視（トリガ送出、情報取得等）、帯域制御実施有無判定、ユーザ問い合わせ、帯域制御等を実施する装置である。図２に示す本実施の形態では、帯域制御装置１００は、通信ネットワーク２０におけるユーザ回線（ユーザ契約回線、ユーザ収容回線と呼んでもよい）の送信側端点のパケット転送装置２００から情報取得を行うことを想定しているが、これは一例に過ぎず、後述するように他の装置から情報取得を行うこととしてもよい。また、図２に示す例では、帯域制御装置１００が管理端末３０に対して問い合わせ情報を送信し、問い合わせに対する回答を受信する等の動作も行うことができる。

また、本実施の形態における帯域制御が、図２に示す左端のパケット転送装置と右端のパケット転送装置を結ぶ拠点間の回線の区間全体のうち、全体の区間で行われることとしてもよいし、一部の区間でのみで行われることとしてもよい。

また、帯域制御装置１００は、１台のサーバ等の装置から構成されるものであってもよいし、複数台の装置から構成されるものであってもよい。いずれの場合も帯域制御装置１００を、帯域制御システムと称してもよい。

（動作概要）
次に、図３のフローチャートを参照して、本実施の形態において帯域制御装置１００により実行される帯域制御動作の概要を説明する。概要を説明した後に、各ステップの詳細動作を説明する。

帯域制御装置１００は、ユーザ回線の利用状況を定期的に監視する（ステップ１０１）。帯域制御装置１００は、ステップ１０１の監視の結果、突発的かつ大幅なトラヒック変動が確認されたかどうか、もしくは、ユーザの管理端末３０から転送ファイルサイズ及び転送希望時刻と共に大容量ファイル転送の要求（事前申告）を受けたかどうかを判定する（ステップ１０２）。なお、突発的かつ大幅なトラヒック変動が確認された場合とは、例えば、所定の短時間の間に、所定の閾値以上のトラヒック量の増加が確認された場合である。

ステップ１０２での判定がＹｅｓとなる場合、帯域制御装置１００は、ユーザ回線における転送性能（スループット）に関わるユーザ転送情報（例として、後述する全６項目）を取得する（ステップ１０３）。

次に、帯域制御装置１００は、ステップ１０３で取得した転送情報に基づいて、帯域制御（帯域増加制御）を行うか否かの判定を行う（ステップ１０４）。後に詳細に説明するが、ここでの判定では、所要時間を多く要する大容量データ転送を行うユーザに対し優先的に帯域制御を適用していくことを前提としている。

ステップ１０４での判定結果がＹｅｓの場合、ユーザの転送条件と回線内帯域利用効率を考慮した「必要最低限の割り当て帯域値」（推奨帯域値）を導出する（ステップ１０５）。「必要最低限の割り当て帯域値」の導出にあたっては、ユーザ転送情報とＴＣＰ特性に関する理論式を用いており、（１）理論的に最大のスループット、及び（２）規定の時間以内に転送が終了するスループットのうち、小さい方の値を「必要最低限の帯域値」としている。

本実施の形態では、ステップ１０５で導出された推奨帯域値での帯域設定をユーザに推奨し（ステップ１０６）、ユーザから当該推奨帯域値での帯域増加の了解が得られたら帯域制御を実行し（ステップ１０７）、帯域制御実行後は、データ転送性能の監視を行う（ステップ１０８）。ステップ１０８において、期待通りの性能向上が実現されなかった場合、例えば、その旨をユーザに通知すると共に、「帯域値を帯域増加前の値に戻す」もしくは「実際に帯域増加して効果があった上限値で転送終了まで帯域制御（帯域増加）を継続」のいずれの制御を行うかユーザに確認し、ユーザが希望する対応に応じて帯域制御を再度実施する。

（装置構成）
図４に、本実施の形態における帯域制御装置１００の機能構成図を示す。図４に示すように、本実施の形態における帯域制御装置１００は、ユーザ利用状況監視部１０１、ユーザ転送情報取得部１０２、帯域制御実施有無判定部１０３、推奨帯域値導出部１０４、ユーザ問い合わせ部１０５、帯域制御実行部１０６を含む。

ユーザ利用状況監視部１０１は、図３を参照して説明したステップ１０１、ステップ１０８等における監視を行う。ユーザ転送情報取得部１０２は、ステップ１０２の判定、及びステップ１０３におけるユーザ転送情報の取得等を行う。帯域制御実施有無判定部１０３は、ステップ１０４における帯域制御実施有無判定を行う。

推奨帯域値導出部１０４は、ステップ１０５における割り当て帯域値に算出を行う。ユーザ問い合わせ部１０５は、ユーザ（具体的には管理端末３０）からの大容量データ転送事前申告受信、ユーザへの推奨帯域値での帯域制御実施の問い合わせ送信／回答受信、性能改善しない場合のユーザへの通知送信／回答受信等を行う。また、帯域制御実行部１０６は、帯域増加を行うユーザ回線を収容する伝送装置（ルータ等）に対してコンフィギュレーション変更命令等を送信することにより、帯域制御を実行する。

なお、図４に示す機能区分に係る構成は一例に過ぎない。本実施の形態で説明する処理を実行できる構成であればどのような構成を有していてもよい。また、前述したように、帯域制御装置１００は、例えば１つ又は複数の機能部毎に１つの装置とした、複数装置から構成されていてもよい。

本実施の形態に係る帯域制御装置１００は、例えば、１つ又は複数のコンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。すなわち、帯域制御装置１００が有する機能は、当該コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ、ハードディスクなどのハードウェア資源を用いて、帯域制御装置１００で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。

（動作詳細）
以下では、図３を参照して説明した動作概要における各ステップを詳細に説明する。

＜ステップ１０１：ユーザ利用状況の定期的監視＞
ステップ１０１のユーザ利用状況の監視において、帯域制御装置１００は、ユーザ回線を収容する装置が持つトラヒック情報を定期的に収集することで、監視を行う。監視は、例えば１０分に１回（１時間に数回）程度を目安に行う。トラヒック情報として、例えば、ユーザ回線が経由するルータ（例：図２に示すパケット転送装置２００）のＭＩＢ情報を取得する。

＜ステップ１０２：ユーザ転送情報の取得判定＞
上記のようなユーザ回線の利用状況の定期的測定の結果、急激な回線飽和状態が確認されたら、この事実をトリガとして全６項目のユーザ転送情報について実測ベースでの取得を開始する。また、下記の事前申告もトリガとなる。

すなわち、本実施の形態では、ユーザが大容量データの伝送を実施する際、その転送データサイズと希望する転送時間等を通信事業者へ事前に申告することとしている。本実施の形態では、この事前申告の情報が、ユーザの管理端末３０から直接に、あるいは、通信事業者のサービス提供サーバ（例：カスタマポータルサイト等）を経由して帯域制御装置１００に通知される。帯域制御装置１００は、この事前申告をトリガとして全６項目のユーザ転送情報について実測ベースでの取得を開始することができる。

事前申告に含まれる通知内容は、例えば、転送ファイルサイズ及び希望する転送開始時間と希望する転送終了時間の３項目である。

＜ステップ１０３：ユーザ転送情報の取得＞
ステップ１０３のユーザ転送情報の取得において、帯域制御装置１００は、「転送先（宛先）アドレス」、「転送プロトコル」、「回線内のＴＣＰコネクション数」、「転送データサイズ」、「ウィンドウサイズ」、「契約回線帯域」の６項目の情報を取得し、監視を行う。なお、これら６項目を取得することは例に過ぎない。例えば、既知の情報がある場合、当該情報を取得する必要はない。

本実施の形態では、回線内にアプリケーション毎のＴＣＰコネクションが確立されることを想定し、全６項目のユーザ転送情報は、契約回線内のＴＣＰコネクション単位で取得することとしている。以下、６項目のユーザ転送情報それぞれについて説明する。

（１）「転送先（宛先）アドレス」
「転送先（宛先）アドレス」は、パケットのＩＰヘッダ内の宛先ＩＰアドレスを情報取得元とし、例えば、帯域制御装置１００が、ユーザを収容するルータ上でパケットを監視し、当該パケットから「転送先（宛先）アドレス」を取得する。また、ユーザ宅内等にパケット監視装置等を設置し、監視情報を通信事業者が管理する情報管理サーバで取得し、帯域制御装置１００が当該情報管理サーバから「転送先（宛先）アドレス」を取得することとしてもよい。

本実施の形態では、帯域制御装置１００のユーザ転送情報取得部１０２は、「転送先（宛先）アドレス」の情報を用いて、送信元から宛先までの物理的距離を更に導出し、そこから拠点間の往復遅延時間（ＲＴＴ）を導出することとしている。この「拠点間」とは、例えば、データ転送を実施するユーザのデータセンタ等の拠点が拠点Ａと拠点Ｂである場合において、拠点Ａを収容するパケット転送装置と拠点Ｂを収容するパケット転送装置との間であってよい。

（２）「転送プロトコル」
「転送プロトコル」は、パケットのヘッダ情報を情報取得元とし、例えば、帯域制御装置１００が、ユーザを収容するルータ上でパケットを監視することで取得できる。また、ユーザ宅内等にパケット監視装置等を設置し、監視情報を通信事業者が管理する情報管理サーバで取得し、帯域制御装置１００が当該情報管理サーバから「転送プロトコル」を取得することとしてもよい。

（３）「回線内のＴＣＰコネクション数」
「回線内のＴＣＰコネクション数」は、パケットに含まれるポート番号の数を情報取得元とし、例えばユーザを収容するルータ上でパケットを監視することで取得できる。ユーザ宅内等にパケット監視装置等を設置し、監視情報を通信事業者が管理する情報管理サーバで取得し、帯域制御装置１００が当該情報管理サーバから「回線内のＴＣＰコネクション数」を取得することとしてもよい。

（４）「転送データサイズ」
「転送データサイズ」は、例えばパケットヘッダ内のファイルサイズ情報やパケットに記載のＭＴＵサイズとフラグメント数、又はユーザ装置（ユーザ端末）内のファイル情報を情報取得元とし、例えばファイルサイズ情報をパケットヘッダに追加する機能（プログラム）を当該ユーザ端末上で実行させ、帯域制御装置１００が、ユーザを収容するルータ上でパケットを監視することで同情報を取得することができる。

また、例えば、帯域制御装置１００が、ユーザを収容するルータ上でパケットを監視することでＭＴＵサイズとフラグメント数を取得し、その乗算結果からファイルサイズを推定したり、ユーザ端末に入りシステム情報を確認することで情報を取得することとしてもよい。尚、ユーザからの大容量データ転送実施の事前申告があった場合は、事前申告内容に同情報が含まれることから、上記手法での取得は不要である。この場合の「転送データサイズ」の取得は、事前申告の情報からなされるのである。

（５）「ウィンドウサイズ」
「ウィンドウサイズ」は、例えばユーザの送信端末や転送先端末のシステム設定情報、又はパケットヘッダ内のファイルサイズ情報を情報取得元とし、例えばウィンドウサイズ情報をパケットヘッダに追加する機能（プログラム）をユーザ端末上で実行させ、帯域制御装置１００が、ユーザを収容するルータ上でパケットを監視することで同情報を取得することができる。また、例えば、帯域制御装置１００が、ユーザ端末に入りシステム情報を確認することで同情報を取得することとしてもよい。

（６）「契約回線帯域」
「契約回線帯域」は、通信事業者が保持するユーザ契約情報を情報取得元とし、例えば、帯域制御装置１００は、ユーザを収容するルータの設定情報や契約情報を格納しているＤＢ（データベース）等から当該情報を取得することができる。

＜ステップ１０４：帯域制御実施有無の判定＞
ステップ１０４の帯域制御実施有無の判定において、帯域制御装置１００は、ステップ１０３で取得したユーザの転送情報に基づいて、当該ユーザの回線において、帯域値の増加により転送性能（スループット）の改善が期待できるか否かの判定を行う。「改善」とは、例えば、申告のあった（又は、突発的かつ大幅なトラヒック変動に係る）データの転送を行う際に、帯域値の増加を行ったほうが、ある程度の幅以上、行わない場合よりも転送性能が改善されるという意味である。

改善が期待できる場合に帯域制御の実施をすると判定し、改善が期待できない場合は帯域制御の実施をしないと判定する。

データ転送と帯域制御（帯域増加）との関係に関して、例えば、１０Ｇｂｙｔｅ以上の転送は元々の所要時間が非常に大きいため、帯域制御実施までに数十分程度要しても、所要時間全体に対しての短縮効果が大きい。また、転送拠点間のＲＴＴは転送時間短縮効果に影響するが、それ以上に転送サイズの影響が転送時間に対して非常に大きく、また、転送サイズが大きいとフロー数増大だけでは時間短縮に及ばないため、帯域増加による短縮効果が非常に有効となる。このような点から、本実施の形態の帯域制御実施有無の判定処理では、以下で説明するように、容量の大きなデータの転送を行うユーザに対して優先的に帯域制御を実施することを前提とした処理としている。

ステップ１０４における帯域制御実施有無の判定処理を図５のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップ２０１では、「転送データサイズ」について、ユーザ回線内の全ＴＣＰコネクションのうちの最大転送データサイズが規定値以上であるか否かを判定する。規定値は、例えば１Ｇｂｙｔｅであるが、当該規定値は本システムの運用環境に応じて適宜変更するものとする。

最大転送データサイズが規定値以上である場合（ステップ２０１のＹｅｓ）、帯域制御を実施すると判定し（ステップ２０２）、必要最低限の帯域値の導出へ移行する。最大転送データサイズが規定値未満である場合（ステップ２０１のＮｏ）、ステップ２０３に進む。

ステップ２０３では、「ウィンドウサイズ」について、ステップ２０１で判定対象となったＴＣＰコネクションのウィンドウサイズが規定値以上か否かを判定する。規定値は、例えば６４ｋｂｙｔｅであるが、当該規定値は本システムの運用環境に応じて適宜変更するものとする。

ウィンドウサイズが規定値以上である場合（ステップ２０３のＹｅｓ）、ステップ２０４に進む。ウィンドウサイズが規定値未満である場合（ステップ２０３のＮｏ）、当該ユーザに対する帯域制御は非実施とし、判定処理を終了する。

ステップ２０４では、「転送先（宛先）アドレス」から導出した送受信拠点間の往復遅延時間（ＲＴＴ）について、ステップ２０１で判定対象となったＴＣＰコネクションのＲＴＴ値が規定値以下か否かを判定する。「往復遅延時間（ＲＴＴ）」の規定値は、例えば２０ｍｓであるが、当該値は本システムの運用環境に応じて適宜変更するものとする。

ＲＴＴ値が規定値以下である場合（ステップ２０４のＹｅｓ）、当該ユーザに対する帯域制御を実施すると判定し（ステップ２０２）、必要最低限の帯域値の導出へ移行する。ＲＴＴ値が規定値より大きい場合は、当該ユーザに対する帯域制御は非実施とし、判定を終了する。ステップ２０３、２０４は、帯域増大によりデータ転送が即座に終了するか否かの観点での判定である。

＜ステップ１０５：必要最低限の帯域値の導出＞
ステップ１０５の必要最低限の帯域値の導出において、帯域制御装置１００は、帯域増加前のユーザ利用状況から品質改善が見込まれる理論値を、これまでに取得したユーザ転送情報とＴＣＰ特性に関する理論式から導出する。当該値は、（１）理論的に最大のスループット、（２）転送時間が規定時間以内に収まる最小のスループットの２値を導出し、ユーザ回線の利用効率を考慮し、２値のうち小さい方の値を「必要最低限の帯域値」として導出する。以下、これらの処理をより具体的に説明する。

（１）「理論的に最大のスループット」の導出
理論的に最大のスループット［ｂｐｓ］、は、１ＴＣＰコネクションあたり、当該コネクションのウィンドウサイズ［ｂｙｔｅ］とＲＴＴ値［ｓ］から、「（ウィンドウサイズ［ｂｙｔｅ］×８）／ＲＴＴ値［ｓ］」として導出できる。

そして、回線内のＴＣＰコネクション数分の各ＴＣＰフローの上記最大スループットを導出し、その総和をＴｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ａとする。つまり、Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ａは以下の理論式で表される。

（２）「転送時間が規定時間以内に収まる最小のスループット」の導出
転送時間が規定時間以内に収まる最小のスループットは、実測もしくはユーザからの大容量データ転送の申告により取得した転送データサイズ［ｂｙｔｅ］と、現在の設定帯域値（例：契約帯域）、規定の転送時間を用いて、下記の理論式からＴｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｂとして導出する。

上記式における転送データサイズ［ｂｙｔｅ］（Ｆｉｌｅ Ｓｉｚｅ）は、実測値を使用する場合、ユーザ回線内の全ＴＣＰコネクションのうちの最大値を採用する。また、規定の転送時間（Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｉｍｅ）としては、例えば通信事業者の推奨値、又はユーザからのオーダに基づく値を採用する。

（３）「必要最低限の帯域値」の導出
上記のようにして算出した（１）「理論的に最大のスループット」及び（２）「転送時間が規定時間以内に収まる最小のスループット」のうち、小さい方を「必要最低限の帯域値」として決定する。これは下記の式で表すことができる。

必要最低限の帯域値＝ｍｉｎ（Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ａ，Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｂ）
＜ステップ１０６：ユーザへの帯域制御（帯域増加）推奨＞
ステップ１０６のユーザへの帯域制御推奨においては、帯域制御装置１００が、ステップ１０５で導出した「必要最低限の帯域値」を「推奨帯域値」として、ユーザ回線の設定帯域を同値に変更することを、ユーザ（例：管理端末３０）へ推奨（レコメンデーション）する。ユーザへのレコメンデーション等の各種通知は、帯域制御装置１００が直接に管理端末３０に対して行ってもよいし、帯域制御装置１００から所定のサービス提供サーバ（例：ユーザが管理するカスタマポータルサイト等）に通知し、当該サイトを通じてユーザへの通知を行うこととしてもよい。

レコメンデーションの内容は、「推奨帯域値」が含まれていればどのような内容でも良いが、本実施の形態では、「変更後の契約帯域値」（＝推奨帯域値）、「帯域制御により規定時間後に転送品質が向上することが見込まれる旨」、「帯域制御実施可否の確認」の３項目としている。

上記の「帯域制御（帯域増速）により規定時間後に転送品質が向上することが見込まれる旨」について、当該規定時間は通信業者規定の値を採用する。通信業者規定の値については、例えば帯域制御実施の時間を毎時００分／１５分／３０分／４５分と定義しておき、「ユーザから帯域制御実施可」の返答を受けてから直近の制御実施時間をユーザに通知する。

＜ステップ１０７：帯域制御の実行＞
ステップ１０７の帯域制御の実行では、「帯域制御実施」の意思がユーザから確認されたら、帯域制御装置１００は、ユーザ回線の帯域を推奨帯域値に変更する制御を実施する。帯域制御は、帯域制御装置１００から伝送装置（ルータ等）へのコンフィギュレーション変更命令等を通じて実施する。なお、「帯域制御実施」の意思がユーザに確認することは一例に過ぎず、「帯域制御実施」により性能改善が見込まれる場合は、ユーザに確認することなく制御を実施するという形態も考えられる。

＜ステップ１０８：帯域制御後のユーザの転送性能の監視＞
ステップ１０８における処理内容を図６のフローチャートの手順に沿って説明する。

ステップ３０１では、帯域制御装置１００が、帯域制御後の転送品質を一定期間観測し、同制御による転送品質改善効果を確認する。監視は、最初のユーザ利用状況の監視（ステップ１０１）と同様に、例えば１０分に１回（１時間に数回）程度を目安に、ユーザの通信が経由するルータのＭＩＢ情報などからトラヒック情報を取得することにより行う。観測期間は通信事業者規定の値を採用することができる。

ステップ３０２において、帯域制御装置１００は、帯域制御による転送品質改善効果があったかどうかを判定する。この判定は、例えば、設定した推奨帯域値に基づき期待されるスループットを算出し、当該スループットが得られているか否か等により判定することができる。

帯域制御による転送品質改善効果が見られなかった場合（ステップ３０２のＮｏ）、当該状況をユーザへ通知する（ステップ３０３）。ユーザへの各種通知は、帯域制御装置１００が直接に管理端末３０に対して行ってもよいし、帯域制御装置１００から所定のサービス提供サーバ（例：ユーザが管理するカスタマポータルサイト等）に通知し、当該サイトを通じてユーザへの通知を行うこととしてもよい。

ステップ３０３における、性能が改善しなかった場合のユーザへの通知情報の内容は特定のものに限定されるわけではないが、本実施の形態では、「転送品質が確認されない旨」、「考えられる他の原因」、「帯域制御の取り止め実施可否の確認」の３項目を通知することとしている。

「帯域制御の取り止め実施可否の確認」について、より具体的には、当該ユーザ回線の設定帯域を帯域制御前に戻すか、もしくは実際に帯域増加して効果があった上限値で転送終了まで帯域制御（帯域増大）を継続するか、いずれかの対応実施をユーザに問い合わせるものである。

そして、「帯域制御（帯域増速）の取り止め実施可」もしくは「上限値での帯域制御継続」のいずれかの意思がユーザから確認されたら、ユーザ回線の帯域に対して、ユーザが希望する制御を実施する。前述した場合と同様に、帯域変更等は、帯域制御装置１００から伝送装置（ルータ等）へのコンフィギュレーション変更命令等を通じて実施する。

（実施の形態のまとめ）
以上、説明したように、本実施の形態では、ユーザの拠点間でデータ転送を行うために使用される回線の帯域制御を行う帯域制御システムであって、前記回線におけるデータ転送に関する情報である転送情報を取得する転送情報取得手段と、前記転送情報取得手段により取得した前記転送情報に基づいて、当該回線における帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できるか否かを判定する帯域制御実施判定手段と、前記帯域制御実施判定手段により、データ転送性能の改善が期待できると判定された場合に、前記転送情報に基づいて、データ転送性能の改善が見込まれる必要最小限の帯域値を導出する帯域値導出手段と、前記帯域値導出手段により導出された帯域値を前記回線の帯域値として設定するための制御を行う帯域制御実行手段とを備える帯域制御システムが提供される。

前記転送情報取得手段は、例えば、前記回線において所定のトラヒック変動が確認された場合、又は、ユーザから大容量データ転送の要求を受けた場合に、前記転送情報の取得を行う。

前記帯域制御実施判定手段は、前記転送情報における転送データサイズが所定値以上である場合に、帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できると判定することとしてよい。また、前記帯域制御実施判定手段は、前記転送情報における転送先アドレスから導出される拠点間往復遅延が所定値以下である場合に、帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できると判定することとしてよい。

前記帯域値導出手段は、例えば、前記回線における理論的に最大のスループット、及び、前記転送情報における転送データサイズのデータの転送時間が所定時間以内に収まる最小のスループットの２値を導出し、当該２値のうち小さい方の値を前記帯域値とする。

前記回線には１つ又は複数のＴＣＰコネクションが設定され、前記帯域値導出手段は、ＴＣＰコネクション毎にウィンドウサイズと拠点間往復遅延に基づき理論的最大スループットを算出し、当該理論的最大スループットのＴＣＰコネクション分の総和を前記理論的に最大のスループットとして算出し、前記転送データサイズと前記所定時間に基づいて前記最小のスループットを算出することとしてもよい。

（実施の形態の効果等）
以上にように、本実施の形態では、実測等で得られるユーザの転送情報と転送品質（スループット）に関わる理論式から、ユーザの転送品質改善が見込まれかつユーザ収容回線の消費を最小限に抑える「必要最低限の帯域値」を導出し、ユーザの利用状況に応じた新たな帯域値として同値をユーザに割り当てることとしている。

より具体的には、「理論的に最大のスループット」及び「転送時間が規定時間以内に収まる最小のスループット」のうち、小さい方を「必要最低限の帯域値」として帯域制御に使用することとしているので、例えば、ファイルサイズが比較的小さく、「転送時間が規定時間以内に収まる最小のスループット」が小さくなる場合は当該値が採用され、例えば図７に示すように、従来の一律割り当てに比べて余裕分が創出されやすい。また、ファイルサイズが非常に大きく、「転送時間が規定時間以内に収まる最小のスループット」が大きくなる場合でも、「理論的に最大のスループット」を上限とした帯域値を帯域制御に使用することとしているので、複数ユーザの収容効率が向上し、呼損を抑制できる。

すなわち、本実施の形態により、ユーザの利用状況を鑑みた必要最低限の帯域値での帯域増速サービスが可能となり、ユーザの転送品質改善と共に回線収容効率改善が見込める余裕分の確保やユーザ収容効率の向上・呼損抑制が期待できる。

明細書には以下の事項が開示されている。
（第１項）
ユーザの拠点間でデータ転送を行うために使用される回線の帯域制御を行う帯域制御システムであって、
前記回線におけるデータ転送に関する情報である転送情報を取得する転送情報取得手段と、
前記転送情報取得手段により取得した前記転送情報に基づいて、当該回線における帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できるか否かを判定する帯域制御実施判定手段と、
前記帯域制御実施判定手段により、データ転送性能の改善が期待できると判定された場合に、前記転送情報に基づいて、データ転送性能の改善が見込まれる必要最小限の帯域値を導出する帯域値導出手段と、
前記帯域値導出手段により導出された帯域値を前記回線の帯域値として設定するための制御を行う帯域制御実行手段と
を備えることを特徴とする帯域制御システム。
（第２項）
前記転送情報取得手段は、前記回線において所定のトラヒック変動が確認された場合、又は、ユーザから大容量データ転送の要求を受けた場合に、前記転送情報の取得を行う
ことを特徴とする第１項に記載の帯域制御システム。
（第３項）
前記帯域制御実施判定手段は、前記転送情報における転送データサイズが所定値以上である場合に、帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できると判定する
ことを特徴とする第１項又は第２項に記載の帯域制御システム。
（第４項）
前記帯域制御実施判定手段は、前記転送データサイズが所定値未満である場合に、前記転送情報におけるウィンドウサイズが所定値以上であり、かつ、前記転送情報における転送先アドレスから導出される拠点間往復遅延が所定値以下である場合に、帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できると判定する
ことを特徴とする第３項に記載の帯域制御システム。
（第５項）
前記帯域値導出手段は、前記回線における理論的に最大のスループット、及び、前記転送情報における転送データサイズのデータの転送時間が所定時間以内に収まる最小のスループットの２値を導出し、当該２値のうち小さい方の値を前記帯域値とする
ことを特徴とする第１項ないし第４項のうちいずれか１項に記載の帯域制御システム。
（第６項）
前記回線には１つ又は複数のＴＣＰコネクションが設定され、前記帯域値導出手段は、
ＴＣＰコネクション毎にウィンドウサイズと拠点間往復遅延に基づき理論的最大スループットを算出し、当該理論的最大スループットのＴＣＰコネクション分の総和を前記理論的に最大のスループットとして算出し、
前記転送データサイズと前記所定時間に基づいて前記最小のスループットを算出する
ことを特徴とする第５項に記載の帯域制御システム。
（第７項）
ユーザの拠点間でデータ転送を行うために使用される回線の帯域制御を行う帯域制御システムが実行する帯域制御方法であって、
前記回線におけるデータ転送に関する情報である転送情報を取得する転送情報取得ステップと、
前記転送情報取得ステップにより取得した前記転送情報に基づいて、前記回線における帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できるか否かを判定する帯域制御実施判定ステップと、
前記帯域制御実施判定ステップにより、データ転送性能の改善が期待できると判定された場合に、前記転送情報に基づいて、データ転送性能の改善が見込まれる必要最小限の帯域値を導出する帯域値導出ステップと、
前記帯域値導出ステップにより導出された帯域値を前記回線の帯域値として設定するための制御を行う帯域制御実行ステップと
を備えることを特徴とする帯域制御方法。
（第８項）
コンピュータを、第１項ないし第６項のうちいずれか１項に記載の帯域制御システムにおける各手段として機能させるためのプログラム。
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。

１０ ユーザ装置
２０ 通信ネットワーク
３０ 管理端末
１００ 帯域制御装置
１０１ ユーザ利用状況監視部
１０２ ユーザ転送情報取得部
１０３ 帯域制御実施有無判定部
１０４ 推奨帯域値導出部
１０５ ユーザ問い合わせ部
１０６ 帯域制御実行部
２００ パケット転送装置

Claims (6)

1. ユーザの拠点間でデータ転送を行うために使用される回線の帯域制御を行う帯域制御システムであって、
   前記回線におけるデータ転送に関する情報である転送情報を取得する転送情報取得手段と、
   前記転送情報取得手段により取得した前記転送情報に基づいて、当該回線における帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できるか否かを判定する帯域制御実施判定手段と、
   前記帯域制御実施判定手段により、データ転送性能の改善が期待できると判定された場合に、前記転送情報に基づいて、データ転送性能の改善が見込まれる必要最小限の帯域値を導出する帯域値導出手段と、
   前記帯域値導出手段により導出された帯域値を前記回線の帯域値として設定するための制御を行う帯域制御実行手段とを備え、
   前記帯域値導出手段は、前記回線における理論的に最大のスループット、及び、前記転送情報における転送データサイズのデータの転送時間が所定時間以内に収まる最小のスループットの２値を導出し、当該２値のうち小さい方の値を前記帯域値とし、
   前記回線には１つ又は複数のＴＣＰコネクションが設定され、前記帯域値導出手段は、
   ＴＣＰコネクション毎にウィンドウサイズと拠点間往復遅延に基づき理論的最大スループットを算出し、当該理論的最大スループットのＴＣＰコネクション分の総和を前記理論的に最大のスループットとして算出し、
   前記転送データサイズと前記所定時間に基づいて前記最小のスループットを算出する
   ことを特徴とする帯域制御システム。
2. 前記転送情報取得手段は、前記回線において所定のトラヒック変動が確認された場合、又は、ユーザから大容量データ転送の要求を受けた場合に、前記転送情報の取得を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の帯域制御システム。
3. 前記帯域制御実施判定手段は、前記転送情報における転送データサイズが所定値以上である場合に、帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できると判定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の帯域制御システム。
4. 前記帯域制御実施判定手段は、前記転送情報における転送先アドレスから導出される拠点間往復遅延が所定値以下である場合に、帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できると判定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の帯域制御システム。
5. ユーザの拠点間でデータ転送を行うために使用される回線の帯域制御を行う帯域制御システムが実行する帯域制御方法であって、
   前記回線におけるデータ転送に関する情報である転送情報を取得する転送情報取得ステップと、
   前記転送情報取得ステップにより取得した前記転送情報に基づいて、前記回線における帯域値の増大によりデータ転送性能の改善が期待できるか否かを判定する帯域制御実施判定ステップと、
   前記帯域制御実施判定ステップにより、データ転送性能の改善が期待できると判定された場合に、前記転送情報に基づいて、データ転送性能の改善が見込まれる必要最小限の帯域値を導出する帯域値導出ステップと、
   前記帯域値導出ステップにより導出された帯域値を前記回線の帯域値として設定するための制御を行う帯域制御実行ステップとを備え、
   前記帯域値導出ステップにおいて、前記帯域制御システムは、前記回線における理論的に最大のスループット、及び、前記転送情報における転送データサイズのデータの転送時間が所定時間以内に収まる最小のスループットの２値を導出し、当該２値のうち小さい方の値を前記帯域値とし、
   前記回線には１つ又は複数のＴＣＰコネクションが設定され、前記帯域値導出ステップにおいて、前記帯域制御システムは、
   ＴＣＰコネクション毎にウィンドウサイズと拠点間往復遅延に基づき理論的最大スループットを算出し、当該理論的最大スループットのＴＣＰコネクション分の総和を前記理論的に最大のスループットとして算出し、
   前記転送データサイズと前記所定時間に基づいて前記最小のスループットを算出する
   ことを特徴とする帯域制御方法。
6. コンピュータを、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の帯域制御システムにおける各手段として機能させるためのプログラム。

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