JP6363357B2 - 通信装置、通信方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、通信方法及びプログラムに関する。

近年、サーキットエミュレーションサービスや、リアルタイム通信のパケット伝送化の普及が進んでおり、例えばリアルタイム性が要求されるような、高優先度のパケットを低遅延で送受信することが可能な技術が求められている。

特許文献１は、ネットワークに含まれるスイッチにおいて、高優先度のパケットのリアルタイム性を維持して、当該パケットを送信するための技術を開示する。特許文献１に記載のスイッチは、リアルタイムパケットの送信予定時刻を推定し、当該推定した送信予定時刻に非リアルタイムパケットの送信を停止することにより、当該送信予定時刻にリアルタイムパケットの送信だけを実行している。当該スイッチは、リアルタイムパケットの送信が、非リアルタイムパケットの送信処理によって遅延することを抑制することで、当該リアルタイムパケットの遅延を低減しようとしている。

具体的には、特許文献１に記載のスイッチは、ある特定のリアルタイムパケットに対する受信間隔を測定し、当該受信間隔に基づいて、当該スイッチが送信する全てのリアルタイムパケットの送信予定時刻を予想する。そして、当該スイッチは、当該予想した送信予定時刻に、非リアルタイムパケット（低優先度のパケット）の送信を回避することで、高優先度のパケットのリアルタイム性を維持しようとしている。

特開２００５−２６８８７２号公報

上述したように、特許文献１に記載のスイッチは、ある特定のリアルタイムパケット間における受信間隔から、当該スイッチが送信する全てのリアルタイムパケットの送信予定時間を予想している。

ここで、中継途中におけるパケット処理等を要因とした遅延が、個々のパケットで異なる場合があり、スイッチにおける当該個々のパケットの受信間隔は、それぞれ異なることがある。そのため、特許文献１に記載のスイッチのように、ある特定のリアルタイムパケットにおける受信間隔を、全てのリアルタイムパケットの送信予定時刻の予想に画一的に用いると、当該送信予定時間を正確に予想できない場合が生じる。そのため、特許文献１に記載のスイッチは、適切なタイミングで非リアルタイムパケットの送信回避を行うことができない場合があり、リアルタイムパケットの遅延を低減することができないという問題が生じる。

本発明の目的は、上記の問題を解決し、高優先度のパケットの遅延をより確実に低減できる通信装置、通信システム、通信方法及びプログラムを提供することである。

本発明の通信装置は、パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定する計測部と、前記計測部が測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する推定部と、前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の通信方法は、パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定し、前記計測部が測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定し、前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止することを特徴とする。

本発明のプログラムは、パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定する処理と、前記計測部が測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する処理と、前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明の通信装置、通信方法及びプログラムは、優先度の高いパケットの遅延をより確実に低減できるという効果がある。

本発明の一実施形態における、通信装置１の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における、通信装置１が受信するパケットの状況を示す図である。 本発明の第１の実施形態における、通信装置１が送信するパケットの状況を示す図である。 本発明の第１の実施形態における、本発明の第１の実施形態における、通信装置１の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における、通信装置１の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における、記憶部１４に記憶されるテーブルの例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における、記憶部１４に記憶されるテーブルの例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における、通信装置１の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態における、通信装置１の構成例を示す図である。 制御部１３がキュー部から転送するパケットの制御を行わない場合の、低優先パケットキュー部１６及び高優先パケットキュー部１７からのパケットの状況を示す図である。 制御部１３が高優先パケットキュー部１７からのパケットの転送を、高優先パケットの送信元における送信間隔に合わせて制御する場合の、低優先パケットキュー部１６及び高優先パケットキュー部１７からのパケットの状況を示す図である。 本発明の第３の実施形態における、制御部１３が、低優先パケットキュー部１６及び高優先パケットキュー部１７から転送するパケットの状況を示す図である。 本発明の第４の実施形態における、通信装置１の構成例を示す図である。 制御部１３が、低優先パケットキュー部１６及び複数の高優先パケットキュー部１７から転送するパケットの状況を示す図である。 制御部１３が、異なるフローに属する高優先パケット同士においてパケットの衝突が生じる場合の、低優先パケットキュー部１６及び複数の高優先パケットキュー部１７から転送するパケットの状況を示す図である。

はじめに、図１を用いて、本発明の一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。

本発明の一実施形態における通信装置１は、図１に示すように、計測部１１と、推定部１２と、制御部１３とを備える。

計測部１１は、通信装置１がパケットを受信する毎に、当該パケットの受信間隔を測定する。

推定部１２は、計測部１１が測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する。

制御部１３は、推定部１２が推定したタイミングに合わせて、当該パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する。なお、優先度は、パケットの転送を優先して行うことを示す指標、及び／又は、当該パケットの転送を優先する度合いを示す指標である。

上記のとおり、本発明の一実施形態における通信装置１は、計測した複数の受信間隔に基づいて、パケットを次に受信するタイミングを推定し、当該推定した受信タイミングに合わせて低優先度のパケットの転送を停止する。当該通信装置１は、複数の受信間隔に基づいて受信タイミングを推定するので、パケットを次に受信するタイミングの推定の精度を増すことができる。そして、当該通信装置１では、当該受信タイミングに合わせて、低優先度のパケットの転送を停止するので、高優先度のパケットの転送の遅延を確実に低減することができる。

以下、具体的な実施の形態について、図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。

本発明の第１の実施形態における通信装置１の構成例は、図１に示す本発明の一実施形態における通信装置１の構成例と同様である。

計測部１１は、パケットを受信する度に、当該パケットの受信間隔を計測する。計測部１１は、例えば、パケットを前回受信した時点からの経過時間を、当該パケットの受信間隔とする。

計測部１１は、例えば、同じフローに属するパケット毎に、当該パケットの受信間隔を計測する。フローとは、上述したように、所定の属性（通信の宛先や送信元等に基づいて識別される属性）を有する一連の通信パケット群である。計測部１１は、例えば、高優先度のフローに含まれるパケットに対して、当該経過時間を計測する。なお、上述したように、優先度は、パケットの転送を優先して行うことを示す指標、及び／又は、当該パケットの転送を優先する度合いを示す指標である。なお、優先度が異なるパケットは、互いに異なるフローに属するパケットである。通信装置１は、高優先度のパケットを、低優先度のパケットに優先して転送する。なお、パケットの優先度を示す情報は、パケットのヘッダに格納されていてもよく、例えばＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）−ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）のＰｒｉｏｒｉｔｙである。

計測部１１は、計測した受信間隔を推定部１２に通知する。

推定部１２は、計測部１１から通知された複数のパケットの受信間隔に基づいて、パケットを次に受信する受信タイミングを推定する。推定部１２は、例えば、同じフローに属するパケット毎に、当該パケットを次に受信するタイミングを推定する。

図２は、通信装置１が受信するパケットの状況を示す図である。図２に示すように、パケットは、送信元が所定の時間間隔Ｔで生成し、当該送信元から送信される。一方、通信装置１が受信するパケットは、中継途中のパケット処理やネットワークのトラヒックの変化などにより発生する遅延ｔ１乃至ｔ３が加えられ、受信間隔Ｔ１乃至Ｔ３で、当該通信装置１に到達する。

遅延ｔ１乃至ｔ３のそれぞれは、中継途中のパケット処理やネットワークのトラヒックの変化などにより、必ずしも一定ではない。したがって、通信装置１がパケットを受信する受信間隔は、同じフローに属するパケットであっても、異なる場合がある。

そこで、本発明の第１の実施形態における推定部１２は、複数のパケットの受信状況、すなわち複数の受信間隔を考慮して、次にパケットを受信するタイミングを推定する。

推定部１２は、例えば、計測部１１が計測した複数のパケットの受信間隔の平均を計算し、計算した平均値を用いて、次にパケットを受信するタイミングを推定する。推定部１２は、例えば、最後に受信したパケットから所定の個数前に受信したパケットまでの受信間隔の平均を計算し、最後にパケットを受信した時刻から、当該計算した平均値だけ経過した時刻を、次にパケットを受信するタイミングと推定する。

また、推定部１２は、次にパケットを受信するタイミングを推定する場合に、現在のネットワークの状況を考慮してもよい。例えば、推定部１２は、ネットワークに輻輳が生じていることを検知して、最後にパケットを受信した時刻から、計算した平均値と、当該輻輳によって受信が遅延すると予想される時間とが経過した時刻を、受信タイミングとして推定してもよい。なお、この場合、推定部１２は、ネットワークの状況を監視する監視装置（図示しない）から、ネットワークのトラヒックを状況の通知を受けてもよい。

推定部１２は、推定した受信タイミングを制御部１３に通知する。

制御部１３は、推定部１２が通知した受信タイミングに応じて、計測部１１が計測したパケットが含まれるフローよりも低い優先度のフローに含まれるパケットの転送を停止する。制御部１３は、推定部１２が通知した受信タイミングに応じて、低優先度のフローに含まれるパケット（低優先パケット）の転送を、所定の時間ｔ’だけ停止する。所定の時間ｔ’は、高優先度のフローに含まれるパケット（高優先パケット）の転送に要する時間に基づいて設定される。

制御部１３は、例えば、受信したパケットの長さ（ビット数）に基づいて、当該受信したパケットの送信に要する時間を推定し、推定した時間に基づいて、当該受信したパケットに対する所定の時間ｔ’を決定する。

また、制御部１３は、例えば、パケットを受信した時刻と、当該パケットの送信が完了した時刻とから、当該パケットの転送に要する時間を計算してもよい。そして、制御部１３は、過去に受信したパケットにおける転送に要する時間の平均を計算し、計算した平均値を用いて、次にパケットを送信する際の所定の時間ｔ’を設定する。

また、制御部１３は、予め定められたパケットの長さに基づいて、当該予め定められた長さのパケットの転送に要する時間を予め計算し、当該計算した時間を所定の時間ｔ’と設定してもよい。制御部１３は、例えば、パケットが可変長の場合の通信方式では、最長のパケット長に基づいて、所定の時間ｔ’を設定し、どの長さのパケットも転送できるようにする。なお、最長のパケット長は、通信方式毎に予め定められている。一方、制御部１３は、例えば、パケットが固定長の場合の通信方式では、固定されているパケット長に基づいて、所定の時間ｔ’を設定する。

制御部１３は、低優先パケットの転送を所定の時間ｔ’だけ停止した後、推定部１２が通知するパケットの次の受信タイミングまで、当該低優先パケットの転送を実行する。

図３は、通信装置１が送信するパケットの状況を示す図である。図３に示すように、制御部１３は、推定された受信タイミングに合わせて、当該パケットよりも優先度の低いパケットの転送を停止する。したがって、通信装置１は、推定された受信タイミングにおいて、パケットの転送の遅延が低減される。

制御部１３は、推定部１２が推定したパケットの受信タイミングの間隔（図３の時間間隔Ｔ’１乃至Ｔ’３）が短く、低優先パケットの転送を行うことができない場合には、パケットの転送が完了するまで、低優先パケットの転送を停止してもよい。制御部１３は、例えば、低優先パケット転送可能な時間（図３のｔ１乃至ｔ３）に、低優先パケットを1つも転送できないと判断した場合には、パケットの転送が完了するまで、低優先パケットの転送を停止してもよい。

また、制御部１３は、低優先パケット転送可能な時間（図３のｔ１乃至ｔ３）が短いと判断した場合に、当該時間内で転送可能な長さに低優先パケットを分割し、当該分割した低優先パケットの少なくとも1つを転送してもよい。

なお、制御部１３は、推定部１２が推定した受信タイミングに、自装置においてパケットを処理するために必要な時間を加味したタイミングに応じて、低い優先度のフローに含まれるパケットの転送を停止してもよい。制御部１３は、例えば、推定部１２が推定した受信タイミング（推定した受信時刻）に、自装置においてパケットを処理するために必要な時間を加えたタイミング（時刻）に応じて、低優先度のフローに含まれるパケットの転送を停止してもよい。

図４は、本発明の第１の実施形態における、通信装置１の動作例を示すフローチャートである。

通信装置１がパケットを受信すると（Ｓ１０１）、計測部１１は、同じフローに属するパケットを前回受信した時点からの経過時間に基づいて、受信したパケットの受信間隔を計測し（Ｓ１０２）し、計測した受信間隔を推定部１２に通知する（Ｓ１０３）。なお、計測部１１は、通信装置１がパケットを受信する毎に、当該受信間隔を計測し、計測した受信間隔を推定部１２に通知する。

推定部１２は、計測部１１が計測した複数のパケットの受信間隔に基づいて、パケットを次に受信する受信タイミングを推定し（Ｓ１０４）、推定した受信タイミングを制御部１２に通知する（Ｓ１０５）。

制御部１３は、推定部１２が推定した受信タイミングに応じて、計測部１１が計測したパケットが含まれるフローよりも低い優先度のフローに含まれるパケットの転送を停止する（Ｓ１０６）。

上記のとおり、本発明の実施形態１の通信装置１は、複数のパケットの受信間隔に基づいて、パケットを次に受信するタイミングを推定し、当該推定した受信タイミングに合わせて低優先度のパケットの転送を停止する。当該通信装置１は、推定した複数の受信間隔に基づいて受信タイミングを推定するので、パケットの受信タイミングの推定の精度が増す。そして、当該通信装置１では、当該受信タイミングに合わせて、低優先度のパケットの転送を停止するので、高優先度のパケットの転送の遅延を確実に低減することができる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。

本発明の第２の実施形態は、通信装置１が、計測部１１が計測した受信間隔を記憶する記憶部１４を備え、推定部１２が当該記憶部１４を参照して、次にパケットを受信するタイミングを推定するものである。

図５は、本発明の第２の実施形態の通信装置の構成例を示す図である。図５に示すように、通信装置１は、記憶部１４を備える。

記憶部１４は、計測部１１が計測した受信間隔を、時系列に従って記憶する。記憶部１４は、フロー毎に、計測した受信間隔を記憶する。記憶部１４は、計測部１１が受信間隔を計測する毎に、当該受信間隔を記憶する。

図６は、記憶部１４に記憶されるテーブルの例を示す図である。図６のように、記憶部１４には、例えば、受信したパケットのシーケンス番号と、当該パケットを受信した際に計測した受信間隔とを対応付けて記憶する。図６の例では、記憶部１４は、シーケンス番号「１２」と、当該シーケンス番号「１２」のパケットを受信した際に計測した受信間隔を「２１ｍｓ」とを対応付けて記憶する。

なお、記憶部１４は、フロー毎に、受信したパケットのシーケンス番号と、当該パケットを受信した際に計測した受信間隔とを対応付けて記憶してもよい。図７は、記憶部１４に記憶されるテーブルの他の例を示す図である。図７に示すように、記憶部１４は、フロー毎に、受信したパケットのシーケンス番号と、当該パケットを受信した際に計測した受信間隔とを対応付けて記憶する。

記憶部１４は、記憶してから所定の時間を経過した受信間隔を削除してもよい。記憶部１４は、パケットを受信する毎に受信間隔を記憶するため、記憶する受信間隔の数が多くなる可能性がある。その場合、推定部１２が、記憶部１２に記憶されている全ての受信間隔を用いて、次にパケットを受信するタイミングを推定すると、当該推定に要する時間が増加してしまう。そこで、記憶部１４は、記憶部１４に記憶する受信間隔の数を適切なものとするように、所定の時間を経過した受信間隔を削除する。なお、当該所定の時間は、予め定められていてもよいし、ネットワークの構成やパケットに関連するサービスの特性等に基づいて変更できてもよい。

なお、記憶部１４は、受信間隔を記憶するための記憶量に制限を設け、当該制限を超えた場合に、記憶してからの経過時間が長い受信間隔から順番に削除することにより、記憶する受信間隔の数を適切なものとしてもよい。

推定部１２は、計測部１１が計測した経過時間と、記憶部１４に記憶されている受信間隔に基づいて、次にパケットを受信するタイミングを推定する。推定部１２は、受信間隔を推定する毎に、当該推定した受信間隔を記憶部１４に通知する。

推定部１２は、例えば、記憶部１４に記憶されている複数の受信間隔との平均を計算する。図６の場合、推定部１２は、記憶部１４に記憶されている複数の受信間隔「２０ｍｓ、２１ｍｓ、２２ｍｓ、２０ｍｓ、２２ｍｓ」の平均値「２１ｍｓ」を計算する。そして、推定部１２は、計算された平均値「２１ｍｓ」に基づいて、次にパケットを受信するタイミングを推定する。

なお、推定部１２は、記憶部１４に記憶されている受信間隔の少なくとも一部を用いて、次にパケットを受信するタイミングを推定してもよい。推定部１２は、例えば、記憶部１４が受信間隔を最後に記憶した時点から所定の時間前までに記憶した受信間隔を用いて、次にパケットを受信するタイミングを推定してもよい。

図８は、本発明の第２の実施形態における、通信装置１の動作例を示すフローチャートである。

通信装置１がパケットを受信すると（Ｓ２０１）、計測部１１は、同じフローに属するパケットを前回受信した時点からの経過時間に基づいて、受信したパケットの受信間隔を計測し（Ｓ２０２）し、計測した受信間隔を記憶部１４に記憶する（Ｓ２０３）。

推定部１２は、記憶部１４を参照して、当該記憶部１４に記憶された複数のパケットの受信間隔に基づいて、パケットを次に受信する受信タイミングを推定し（Ｓ２０４）、推定した受信タイミングを制御部１２に通知する（Ｓ２０５）。

制御部１３は、推定部１２が推定した受信タイミングに応じて、計測部１１が計測したパケットが含まれるフローよりも低い優先度のフローに含まれるパケットの転送を停止する（Ｓ２０６）。

上記の通り、通信装置１は、計測部１４が計測した受信間隔を記憶する記憶部１４を備えるので、推定部１２は当該記憶部１４を参照して受信間隔を把握し、次にパケットを受信するタイミングを推定することが可能となる。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。

本発明の第３の実施形態は、通信装置１が、パケットを格納するキュー部を備え、制御部１３が、高優先パケットキュー部１７からパケットを転送する度に、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止する実施形態である。

図９は、本発明の第３の実施形態における、通信装置１の構成例を示す図である。通信装置１は、受信部１５と、低優先パケットキュー部１６と、高優先パケットキュー部１７とを備える。

受信部１５は、パケットを受信し、受信したパケットを低優先パケットと高優先パケットとに分け、それぞれ対応する低優先パケットキュー部１６又は高優先パケットキュー部１７に転送する。受信部１５は、例えば、パケットのヘッダ部に格納されているパケットの優先度を示す情報に基づいて、受信したパケットを低優先パケットと高優先パケットとに分ける。受信部１５は、例えば、優先度に関する所定の閾値に基づいて、当該閾値以上の優先度のパケットを高優先パケットキュー部１７に、当該閾値未満の優先度のパケットを低優先パケットキュー部１６に転送する。

低優先パケットキュー部１６は、低優先度のフローに含まれるパケットを格納する。一方、高優先パケットキュー部１７は、高優先度のフローに含まれるパケットを格納する。

受信部１５は、例えば、パケットのヘッダ部に格納されているＶＬＡＮ−ＩＤのＰｒｉｏｒｉｔｙと、予め設定されているＰｒｉｏｒｉｔｙに関する閾値とに基づいて、受信したパケットを低優先パケットキュー部１６又は高優先パケットキュー部１７に転送する。Ｐｒｉｏｒｉｔｙに関する閾値が「５」の場合、パケットのヘッダ部に格納されているＰｒｉｏｒｉｔｙが「５」未満のパケットを、低優先パケットキュー部１６に転送する。一方、受信部１５は、パケットのヘッダ部に格納されているＰｒｉｏｒｉｔｙが「５」以上のパケットを、高優先パケットキュー部１７に転送する。

ここで、制御部１３が低優先パケットキュー部１６から転送するパケットの制御を行わなければ、図１０に示すように、低優先パケットキュー部１６からパケットを転送している間は、高優先パケットキュー部１７からパケットの転送を行うことができない。そのため、高優先パケットキュー部１７に高優先度のパケットが格納されていたとしても、低優先パケットキュー部１６からのパケットの送信が完了するまで、当該高優先度のパケットの転送を実行することができない。したがって、高優先度のパケットであっても、遅延時間が発生してしまう。

なお、図１０は、制御部１３が低優先パケットキュー部１６から転送するパケットの制御を行わない場合の、低優先パケットキュー部１６及び高優先パケットキュー部１７からのパケットの転送状況を示す図である。

これに対して、高優先パケットの送信元における送信間隔（周期タイミング）に合わせて、低優先パケットキュー部１６における低優先パケットの転送を制御し、高優先パケットの転送時に低優先パケットの転送を行わないことが考えられる（パケットの衝突の回避）。

しかしながら、スイッチを用いてパケットを転送するネットワークは非同期網であり、周期タイミングに合わせて低優先パケットキュー部１６を制御するタイミングと、実際に高優先パケットが受信されるタイミングとが一致しない場合が生じる（図１１を参照）。実際に高優先パケットが受信されるタイミングは、例えば、中継途中のパケット処理やネットワークのトラヒックの変化などにより発生する遅延（図１１における遅延時間ｔ１、ｔ２、ｔ３）の影響を受けるためである。そのため、高優先パケットが、ネットワークに含まれるスイッチにおいて、高優先パケットキュー部１７からの転送を待たされる場合がある。したがって、当該スイッチは、高優先パケットの転送が遅延を含んでしまう場合が生じ、遅延要件が厳しいサーキットエミュレーションサービス等に用いることができないという問題が生じる。

なお、図１１は、制御部１３が低優先パケットキュー部１６におけるパケット転送を、高優先パケットの送信元における送信間隔に合わせて制御する場合の、低優先パケットキュー部１６及び高優先パケットキュー部１７におけるパケットの転送状況を示す図である。

そこで、本発明の第３の実施形態の通信装置１は、複数のパケットの受信間隔に基づいて、パケットを次に受信するタイミングを推定し、当該推定した受信タイミングに合わせて低優先パケットの転送を停止する。当該通信装置１は、高優先パケットを転送しなければならないタイミングで、低優先パケットの転送を停止するので、高優先パケットが高優先パケットキュー部１７に滞留することがなくなり、高優先パケットの転送の遅延を抑制できる。

計測部１１は、高優先パケットを受信する度に、当該高優先パケットの受信間隔を計測する。計測部１１は、例えば、高優先パケットを前回受信した時点からの経過時間を、当該高優先パケットの受信間隔とする。

推定部１２は、計測部１１から通知された複数の高優先パケットの受信間隔に基づいて、高優先パケットを次に受信する受信タイミングを推定する。

制御部１３は、推定部１２から通知された受信タイミングに応じて、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を所定の時間（例えば、時間ｔ‘）停止する。

制御部１３は、例えば、高優先パケットキュー部１７に格納されたパケットの量（例えば、ビット数で表される）に基づいて、当該格納されたパケットの送信に要する時間を推定し、推定した時間に基づいて、当該格納されたパケットに対する所定の時間ｔ’を決定する。

また、制御部１３は、例えば、パケットを受信した時刻と、当該パケットの送信が完了した時刻とから、当該パケットの転送に要する時間を計算してもよい。そして、制御部１３は、過去に受信したパケットにおける転送に要する時間の平均を計算し、計算した平均値を用いて、次にパケットを送信する際の所定の時間ｔ’を設定する。

なお、制御部１３は、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止してから、所定の時間（例えば、時間ｔ‘）経過したことに応じて、当該低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を再開してもよい。

制御部１３が、高優先パケットキュー部１７からのパケットの転送の完了を確認してから、当該低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を再開すると、高優先パケットがパケットロスしている場合に、低優先パケットからのパケット転送が再開されなくなる。そこで、制御部１３は、所定の時間（時間ｔ‘）経過後、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を（例えば、強制的に）再開することにより、低優先パケットキュー部１６からパケットが転送されなくなることを防止する。

図１２は、制御部１３が、低優先パケットキュー部１６及び高優先パケットキュー部１７から転送するパケットの状況を示す図である。図１２に示すように、制御部１３は、推定された受信タイミングに合わせて、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止する。すなわち、制御部１３は、高優先パケットキューブ１７からパケットを転送する度に、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止する。したがって、通信装置１は、推定された受信タイミングにおいて、高優先パケットキュー部１７のみからパケットを転送することができ、高優先パケットの転送の遅延が低減される。

上記の通り、本発明の第３の実施形態では、制御部１３が、推定された受信タイミングに合わせて、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止するので、通信装置１における高優先パケットの転送の遅延を低減することができる。

＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態は、通信装置１が、異なるフロー毎に高優先度のパケットを格納する高優先パケットキュー部１７を備える実施形態である。本発明の第４の実施形態では、制御部１３が、複数の高優先パケットキュー部１７の各々からパケットを転送する度に、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止する。

図１３は、本発明の第４の実施形態における、通信装置１の構成例を示す図である。通信装置１は、異なるフロー毎に、高優先パケットキュー部１７−１乃至１７−Ｎ（特に区別する必要が無い場合は、「高優先パケットキュー部１７」と示す）を備える。

なお、本発明の第４の実施形態では、異なるフロー毎に高優先パケットキュー部１７を備えるが、1つ又は少数の高優先パケットキュー部１７に、異なるフロー毎に高優先パケットを格納できる領域（空間）を設け、当該領域に高優先パケットを格納してもよい。

高優先パケットキュー部１７−１は、第１のフローに属する高優先パケットが格納される。また、高優先パケットキュー部１７−２は、第２のフローに属する高優先パケットが格納される。同様にして、高優先パケットキュー部１７−Ｎは、第Ｎのフローに属する高優先パケットが格納される。

受信部１５は、受信したパケットのうち、高優先パケットに分けられたパケットを、当該パケットが属するフローに対応する高優先パケットキュー部１７に転送する。受信部１５は、例えば、第１のフローに属するパケットを、高優先パケットキュー部１７−１に転送する。

受信部１５は、フローに対応する高優先パケットキュー部１７が存在しない場合、いずれのフローにも割り当てられていない高優先パケットキュー部１７を、当該フローに対応する高優先パケットキュー部１７として設定する。受信部１５は、新たに設定した高優先パケットキュー部１７に、当該フローに対応するパケットを転送する。

なお、受信部１５は、高優先パケットキュー部１７内に異なるフロー毎にパケットを格納できる領域（空間）が設けられている場合には、当該高優先パケットキュー部１７内に、新たなフローに対応する新たな領域を設けてもよい。この場合、受信部１５は、新たに設定した領域に、当該新たなフローに属するパケットを転送する。

計測部１１は、異なるフロー毎に、高優先パケットの受信間隔を計測する。

推定部１２は、異なるフロー毎に、計測部１１から通知された複数の高優先パケットの受信間隔に基づいて、当該フローに属する高優先パケットを次に受信する受信タイミングを推定する。

制御部１３は、推定部１２から通知された高優先パケットの受信タイミングに応じて、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止する。本発明の第４の実施形態において、制御部１３は、異なるフロー毎に推定部１２から高優先パケットの受信タイミングの通知を受け、当該通知を受ける毎に、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を所定の時間（例えば、時間ｔ‘）停止する。

図１４は、制御部１３が、低優先パケットキュー部１６及び複数の高優先パケットキュー部１７から転送するパケットの状況を示す図である。なお、図１４は、高優先パケットキュー部１７が、異なる２つのフローの各々に対して設けられている場合の例である。

図１４の例では、推定部１２は、異なる２つのフロー毎に高優先パケットの受信タイミングを推定し、制御部１３に通知する。そして、制御部１３は、推定部１２から高優先パケットの受信タイミングの通知を受ける毎に、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止する。すなわち、制御部１３は、異なるフロー毎に設けられた高優先パケットキューブ１７からパケットを転送する度に、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止する。

なお、所定の時間ｔ’は、フローの違いに関係なく一定であってもよいし、異なるフロー毎に、当該フローに属する高優先パケットの転送に要する時間に基づいて予め設定してもよい。図１４の例では、制御部１３は、第１の高優先パケットキュー部１７からパケットを転送する場合には、所定の時間ｔ’、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止する。一方、制御部１３は、第２の高優先パケットキュー部１７からパケットを転送する場合には、所定の時間ｔ’’、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止する。

なお、制御部１３は、異なるフローに属する高優先パケット同士において、パケットの衝突が生じる場合、より優先度の高いパケットを優先して転送する。すなわち、制御部１３は、最も優先度の高いパケットを転送する際には、当該パケットよりも優先度の低いパケットを格納している高優先パケットキュー部１７からのパケットの転送を停止する。

図１５は、異なるフローに属する高優先パケット同士においてパケットの衝突が生じる場合の、低優先パケットキュー部１６及び複数の高優先パケットキュー部１７から転送するパケットの状況を示す図である。ここで、図１５は、第１の高優先パケットキュー部１７−１に格納されるパケットは、第２の高優先パケットキュー部１７−２にから転送するパケットよりも、優先度が高い場合の例である。例えば、第１の高優先パケットキュー部１７−１に格納されるパケットのＰｒｉｏｒｉｔｙは「７」であり、第２の高優先パケットキュー部１７−２格納されるパケットのＰｒｉｏｒｉｔｙは「５」である。

図１５に示すように、制御部１３は、第１の高優先パケットキュー部１７−１からパケットを転送している間は、低優先パケットキュー部１６だけでなく、第２の高優先パケットキュー部１７−２からのパケットの転送も停止する。そして、制御部１３は、第１の高優先パケットキュー部１７−１からのパケットの転送が完了したことに応じて、第２の高優先パケットキュー部１７−２からのパケットの転送を実行する。このように、本発明の第４の実施形態において、制御部１３は、より優先度の高いパケットを格納する高優先パケットキュー部１７からのパケットの転送を優先して実行することで、より優先度の高いパケットの転送の遅延を低減する。

上記のとおり、異なるフロー毎に高優先のパケットを格納する高優先パケットキュー部１７を備え、制御部１３が、複数の高優先パケットキュー部１７の各々からパケットを転送する度に、低優先パケットキュー部１６からのパケットの転送を停止する。そのため、本発明の第４の実施形態の通信装置１は、高優先パケットの転送の遅延を低減することができる。

また、制御部１３が、より優先度の高いパケットを格納する高優先パケットキュー部１７から、パケットの転送を優先して実行するので、より優先度が高いパケットの転送の遅延が低減できる。

＜第５の実施形態＞
本発明の第５の実施形態について、説明する。第５の実施形態において、通信装置１のコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等は、上述した各実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を実行する。

本発明の第５の実施形態において、通信装置１は、例えばＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の各種記憶媒体又はネットワークを介して、上述した各実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を取得する。通信装置１が取得するプログラム、又は、該プログラムを記憶した記憶媒体は、本発明を構成することになる。なお、該ソフトウェア（プログラム）は、例えば、通信装置１に含まれる所定の記憶部に、予め記憶されていてもよい。

通信装置１のコンピュータ、ＣＰＵ又はＭＰＵ等は、取得したソフトウェア（プログラム）のプログラムコードを読み出して実行する。したがって、当該通信装置１は、上述した各実施形態における通信装置１の処理と同一の処理を実行する。

本発明の第５の実施形態によれば、通信装置１のコンピュータ、ＣＰＵ又はＭＰＵ等に実現するためのプログラムといった用途に適用できる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

［付記１］
パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定する計測部と、
前記計測部が測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する推定部と、
前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する制御部と、
を備えることを特徴とする通信装置。

［付記２］
前記推定部は、前記計測部が測定した複数の受信間隔の平均値に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定することを特徴とする付記１に記載の通信装置。

［付記３］
前記推定部は、最後にパケットを受信した時刻に、最後に受信した前記パケットから所定の個数前に受信したパケットまでの受信間隔の平均値だけ経過した時刻を、前記パケットを次に受信するタイミングとして推定することを特徴とする付記１又は２に記載の通信装置。

［付記４］
前記制御部は、前記推定部が推定したタイミングに、自装置において前記パケットを処理するために必要な時間を加えたタイミングに合わせて、前記他のパケットの転送を所定の時間停止することを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の通信装置。

［付記５］
前記制御部は、自装置において前記パケットの転送に必要な時間に基づいて、前記所定の時間を設定することを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の通信装置。

［付記６］
前記計測部は、フロー毎に、前記フローに属するパケットの受信間隔を測定し、
前記推定部は、前記フロー毎に、前記フローに属するパケットを次に受信するタイミングを推定し、
前記制御部は、前記フロー毎に、前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する
ことを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の通信装置。

［付記７］
前記計測部が測定した前記パケットの受信間隔を記憶する記憶部をさらに有し、
前記推定部は、前記記憶部を参照して、前記複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の通信装置。

［付記８］
前記記憶部は、前記パケットのシーケンス番号と、前記パケットの受信間隔とを対応付けて記憶することを特徴とする付記７に記載の通信装置。

［付記９］
前記記憶部は、記憶してから所定の時間が経過した前記パケットの受信間隔、又は、所定の容量を超過して記憶された前記パケットの受信間隔を削除することを特徴とする付記７又は８に記載の通信装置。

［付記１０］
前記記憶部は、フロー毎に、前記フローに属するパケットの受信間隔を記憶することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の通信装置。

［付記１１］
所定の閾値未満の優先度の前記他のパケットの格納する低優先パケットキュー部と、
前記所定の閾値以上の優先度の前記パケットを格納する高優先パケットキュー部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記推定したタイミングに合わせて、前記低優先パケットキュー部からの前記他のパケットの転送を所定の時間停止する
ことを特徴とする付記１乃至１０のいずれかに記載の通信装置。

［付記１２］
前記パケットを受信する受信部をさらに備え、
前記高優先パケットキュー部が、フロー毎に設けられ、
前記受信部は、前記所定の閾値以上の優先度のパケットを、前記パケットが属するフローに対応する前記高優先パケットキュー部に振り分ける
ことを特徴とする付記１１に記載の通信装置。

［付記１３］
パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定し、
前記計測部が測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定し、
前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する
ことを特徴とする通信方法。

［付記１４］
前記測定した複数の受信間隔の平均値に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定することを特徴とする付記１３に記載の通信方法。

［付記１５］
最後にパケットを受信した時刻に、最後に受信した前記パケットから所定の個数前に受信したパケットまでの受信間隔の平均値だけ経過した時刻を、前記パケットを次に受信するタイミングとして推定することを特徴とする付記１３又は１４に記載の通信方法。

［付記１６］
前記推定したタイミングに、前記パケットを処理するために必要な時間を加えたタイミングに合わせて、前記他のパケットの転送を所定の時間停止することを特徴とする付記１３乃至１５のいずれかに記載の通信方法。

［付記１７］
前記パケットの転送に必要な時間に基づいて、前記所定の時間を設定することを特徴とする付記１３乃至１６のいずれかに記載の通信方法。

［付記１８］
フロー毎に、前記フローに属するパケットの受信間隔を測定し、
前記フロー毎に、前記フローに属するパケットを次に受信するタイミングを推定し、
前記フロー毎に、前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する
ことを特徴とする付記１３乃至１７のいずれかに記載の通信方法。

［付記１９］
前記測定した前記パケットの受信間隔を記憶し、
前記記憶された前記パケットの受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する
ことを特徴とする付記１３乃至１８のいずれかに記載の通信方法。

［付記２０］
前記パケットのシーケンス番号と、前記パケットの受信間隔とを対応付けて記憶することを特徴とする付記１３乃至１９のいずれかに記載の通信方法。

［付記２１］
フロー毎に、前記フローに属するパケットの受信間隔を記憶することを特徴とする付記１３乃至２０のいずれかに記載の通信方法。

［付記２２］
前記記憶してから所定の時間が経過した前記パケットの受信間隔、又は、所定の容量を超過して記憶された前記パケットの受信間隔を削除することを特徴とする付記１９乃至２１のいずれかに記載の通信方法。

［付記２３］
所定の閾値未満の優先度の前記他のパケットを格納し、
前記所定の閾値以上の優先度の前記パケットを格納し、
前記推定したタイミングに合わせて、前記所定の閾値未満の優先度の前記他のパケットの転送を所定の時間停止する
ことを特徴とする付記１３乃至２０のいずれかに記載の通信方法。

［付記２４］
前記所定の閾値以上の優先度の前記パケットを、フロー毎に格納することを特徴とする付記２３に記載の通信方法。

［付記２５］
パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定する処理と、
前記計測部が測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する処理と、
前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

［付記２６］
前記測定した複数の受信間隔の平均値に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する処理を含むことを特徴とする付記２５に記載のプログラム。

［付記２７］
最後にパケットを受信した時刻に、最後に受信した前記パケットから所定の個数前に受信したパケットまでの受信間隔の平均値だけ経過した時刻を、前記パケットを次に受信するタイミングとして推定する処理を含むことを特徴とする付記２５又は２６に記載のプログラム。

［付記２８］
前記推定したタイミングに、前記パケットを処理するために必要な時間を加えたタイミングに合わせて、前記他のパケットの転送を所定の時間停止する処理を含むことを特徴とする付記２５乃至２７のいずれかに記載のプログラム。

［付記２９］
前記パケットの転送に必要な時間に基づいて、前記所定の時間を設定する処理を含むことを特徴とする付記２５乃至２８のいずれかに記載のプログラム。

［付記３０］
フロー毎に、前記フローに属するパケットの受信間隔を測定する処理と、
前記フロー毎に、前記フローに属するパケットを次に受信するタイミングを推定する処理と、
前記フロー毎に、前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する処理と
を含むことを特徴とする付記２５乃至２９のいずれかに記載のプログラム。

［付記３１］
前記測定した前記パケットの受信間隔を記憶する処理と、
前記記憶された前記パケットの受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する処理と
を含むことを特徴とする付記２５乃至３０のいずれかに記載のプログラム。

［付記３２］
前記パケットのシーケンス番号と、前記パケットの受信間隔とを対応付けて記憶する処理を含むことを特徴とする付記２５乃至３１のいずれかに記載のプログラム。

［付記３３］
フロー毎に、前記フローに属するパケットの受信間隔を記憶する処理を含むことを特徴とする付記２５乃至３２のいずれかに記載のプログラム。

［付記３４］
前記記憶してから所定の時間が経過した前記パケットの受信間隔、又は、所定の容量を超過して記憶された前記パケットの受信間隔を削除する処理を含むことを特徴とする付記３１乃至３３のいずれかに記載のプログラム。

［付記３５］
所定の閾値未満の優先度の前記他のパケットを格納する処理と、
前記所定の閾値以上の優先度の前記パケットを格納する処理と、
前記推定したタイミングに合わせて、前記所定の閾値未満の優先度の前記他のパケットの転送を所定の時間停止する処理と
を含むことを特徴とする付記２５乃至３４のいずれかに記載のプログラム。

［付記３６］
前記所定の閾値以上の優先度の前記パケットを、フロー毎に格納する処理を含むことを特徴とする付記３５に記載のプログラム。

１ 通信装置
１１ 計測部
１２ 推定部
１３ 制御部
１４ 記憶部
１５ 受信部
１６ 低優先パケットキュー部
１７、１７−１、１７−２、１７−Ｎ 高優先パケットキュー部

Claims (10)

1. パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定する計測部と、
   前記計測部が測定した複数の受信間隔および現在のネットワークの状況に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する推定部と、
   前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する制御部と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
2. 前記推定部は、
   前記ネットワークに輻輳が生じていることを検知して、
   当該輻輳によって受信が遅延すると予測される時間および前記受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定する計測部と、
   前記計測部が測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する推定部と、
   自装置において前記パケットを処理するために必要な時間を前記推定したタイミングに加えたタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する制御部と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
4. パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定する計測部と、
   前記計測部が測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する推定部と、
   前記推定したタイミングまでに前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を行うことができない場合に、前記推定したタイミングまでに転送可能な長さに前記他のパケットを分割し、当該分割した前記他のパケットの少なくとも１つを転送し、前記推定したタイミングに合わせて、前記他のパケットの転送を所定の時間停止する制御部と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
5. パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定し、
   測定した複数の受信間隔および現在のネットワークの状況に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定し、
   前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する
   ことを特徴とする通信方法。
6. パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定し、
   測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定し、
   自装置において前記パケットを処理するために必要な時間を前記推定したタイミングに加えたタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する
   ことを特徴とする通信方法。
7. パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定し、
   測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定し、
   前記推定したタイミングまでに前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を行うことができない場合に、前記推定したタイミングまでに転送可能な長さに前記他のパケットを分割し、当該分割した前記他のパケットの少なくとも１つを転送し、前記推定したタイミングに合わせて、前記他のパケットの転送を所定の時間停止する
   ことを特徴とする通信方法。
8. パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定する処理と、
   測定した複数の受信間隔および現在のネットワークの状況に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する処理と、
   前記推定したタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する処理と
   をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
9. パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定する処理と、
   測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する処理と、
   自装置において前記パケットを処理するために必要な時間を前記推定したタイミングに加えたタイミングに合わせて、前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を所定の時間停止する処理と
   をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
10. パケットを受信する毎に、前記パケットの受信間隔を測定する処理と、
    測定した複数の受信間隔に基づいて、前記パケットを次に受信するタイミングを推定する処理と、
    前記推定したタイミングまでに前記パケットよりも優先度の低い他のパケットの転送を行うことができない場合に、前記推定したタイミングまでに転送可能な長さに前記他のパケットを分割し、当該分割した前記他のパケットの少なくとも１つを転送し、前記推定したタイミングに合わせて、前記他のパケットの転送を所定の時間停止する処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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