JPWO2006087817A1

JPWO2006087817A1 - 通信制御システム

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Publication number: JPWO2006087817A1
Application number: JP2007503554A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　直聡; 直聡渡辺
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2025-02-21
Also published as: US7710877B2; WO2006087817A1; US20070258440A1; JP4357562B2

Abstract

通信制御システムに関し、特に企業網内でＰ２Ｐ通信を有効に活用するためのＰ２Ｐ通信制御システムを提供する。通信制御システムは、ネットワークへ参加を要求する端末の認証処理を行い、参加を許可した前記端末に対して通信優先度情報を通知し、前記端末を収容するルータに対しては前記通信優先度情報に基づく通信規制情報を配布する認証サーバと、参加許可後に、前記認証サーバから通知された前記通信優先度情報を付したパケットを用いて通信をおこなう前記端末と、前記端末が送出する前記パケットを監視して、前記認証サーバから配布された前記通信優先度情報に基づく通信規制情報に従って前記端末に対する通信規制を実施する前記ルータとを具備する。

Description

本発明は通信制御システムに関し、特に通信キャリアが提供するＶＰＮ（閉域網）サービス等を用いて構築された企業網内でＰ２Ｐ（Peer to Peer）通信を有効に活用するためのＰ２Ｐ通信制御システムに関するものである。

近年におけるブロードバンドインターネットの隆盛と共に、ネットワークを介してエンドユーザ同士がファイル交換を行う種々のＰ２Ｐアプリケーションが普及してきている。Ｐ２Ｐアプリケーションは、インターネットを経由してクライアントＰＣ同士が直接ファイル交換を行えるようにしたファイル交換ソフトウェアの一つである。

今後は、企業網内でも、i ）適切/必要なメンバで適宜セキュアなグループを作り、Ｐ２Ｐアプリケーションを利用した仕事環境を構築する、ii）そこでは、Ｐ２Ｐアプリケーションをファイル共有以外に会議等の音声、動画交換にも利用する、等を目的にＰ２Ｐアプリケーションの利用が活発化することが予想される。

この場合、Ｐ２Ｐアプリケーションの立上げやメンバ加入/脱退を管理できる認証サーバを併せて構築し、各グループ内の端末/デバイスは認証サーバに対する認証手順用ソフトと結合されたＰ２Ｐソフトウェアをインストールする必要がある。また、セキュリティの確保や経済的な見地から、通信キャリアが提供するＶＰＮ（閉域網）サービスを利用して企業本社、支社、工場等の各サイト間を結ぶ企業網を構築することが考えられる。

ところで、従来においてはサイト毎やサイト間における比較的高い優先度のトラヒック量は予測／計画化が可能であり、企業はその予測／計画値に基づいて各サイトにおけるキャリア接続回線の帯域を決定していた。そして、各サイトからキャリア網側へのトラヒックについては、企業が所有するキャリア網接続中継装置でトラフィック優先度を判断し、その判断に基づく優先制御を行うことによって高優先度トラヒックの品質保証を行っていた。

また、キャリア網からサイト側へのトラフィックについては、各サイトの容量設計値に基づいて、トラヒックを送出する側の各サイトのキャリア網接続中継装置においてシェーピング等の帯域制御を行い、各サイトからの高優先度トラヒックの総和がキャリア網からサイト側への帯域を超えないことを保証することで、高優先度トラヒックの品質を確保していた。この場合、キャリア網からサイト側への低優先度トラヒックについては、キャリア側の中継装置でキャリア接続回線の帯域を超えた分を優先的に廃棄していた。既存のキャリアＶＰＮサービスの品質制御内容、そして企業によるそのサービスの活用手法は上記の通りである。

しかしながら、既存のキャリアＶＰＮサービスを利用しつつ、将来において前述した企業内でのＰ２Ｐアプリケーションが本格的に活用される状況となると、以下に示す問題が生じる。

（１）トラヒック設計の困難
企業網内でＰ２Ｐアプリケーションを利用する目的１）から、従業員が企業の本社、支社又は工場等のどのサイトにいても仕事の内容によってグループが適宜形成されることになり、ＶＰＮで結ばれたサイト間で発生するトラフィック量やその発生時刻の予測が困難となる。特に、トラフィックが大きくなり得るＰ２Ｐアプリケーションを使用するため、前記予測は一層困難となる。

図１には、既存の企業網におけるキャリア網からサイト側へのトラフィックの一例を示している。
図１に示す企業網では、その企業の複数のサイト２０、３０、４０がキャリアコア網１０上で相互にＶＰＮ接続されており、キャリアコア網１０内にはその企業の認証サーバ５０が配置されている。また、各サイト２０、３０、４０には、キャリアコア網１０とＶＰＮインタフェースするＣＥ（Customer Edge）ルータ２１、３１、４１が置かれている。

本例では、認証サーバ５０によって認証された高優先度グループに属するＰ２Ｐアプリケーション２２、３２、４２、若しくはＰ２Ｐアプリケーション端末（以下、単に「端末」とよぶ）２２、３２、４２同士が通信を行っており、サイト３０及び４０からサイト２０へのトラフィックが大量に発生している。このため、トラフィックの総和がＣＥルータ２１のアクセス契約回線帯域を超えてしまい、その結果トラフィックの大きなサイト３０からのパケットが廃棄される事態が生じている（図１の★印参照）。

なお、図示はしないが、送信側サイト３０からのトラフィックがそのＣＥルータ３１のアクセス契約回線帯域を超える場合は、ＣＥルータ３１内部で契約値を超える分のパケットが廃棄される。

（２）ルータによる優先度付け
ＣＥルータは、ＰａｃｋｅｔｂｙＰａｃｋｅｔの処理を基本とするＬ３（Layer 3）中継装置の機能を実行する。そのため、帯域制御機能を有しているが、Ｐ２Ｐ通信を行うのに必要となるＰ２Ｐ通信の識別機能やＰ２Ｐグループとその優先度の認識機能等は有しておらず、Ｐ２Ｐアプリケーションに対する優先度付けができない（図１の×印参照）。従って、その優先度付けに基づくトラフィック優先制御や高優先度トラヒックの帯域制御ができず、高優先度トラヒックが輻輳すると重要パケットの損失が発生する。

（３）Ｌ７スイッチの使用による高コスト化
トラフィック優先制御や高優先度トラヒックの帯域制御を行うためには、Ｐ２Ｐアプリケーションを検出して処理できるＬ７レベルの高位レイヤ処理装置が必要となる。
図２には、各サイト２０、３０、４０内にＬ７スイッチ２３、３３，４３を設けた一例を示している。なお、本例ではＣＥルータ２１、３１、４１とは別個にＬ７スイッチを配置しているが、Ｌ７スイッチ機能を含むＰ２Ｐ専用のルータを用いてもよい。

各Ｌ７スイッチ２３、３３，４３は、キャリアコア網１０に送出すべきＰ２Ｐアプリケーションをその送出前に検出し、Ｐ２Ｐアプリケーションに付された優先度や許容帯域に基づいて選別したＰ２Ｐアプリケーションをキャリアコア網１０に送出する。このため、本例では出側ルータ３１、４１及び入側ルータ２１の各々において輻輳の発生が防止される。

しかしながら、Ｐ２Ｐ通信は任意のサイト間で発生するため、サイト２０、３０、４０毎にＬ７スイッチを設ける必要がある。さらに、Ｐ２Ｐアプリケーション間の通信は大きなトラフィックを発生させるため、高価で高性能な高位レイヤ処理装置が要求される。そのため、ネットワーク構築コストや制御機器が増大し、また大きなネットワークでは大規模セッション数のサポートが必要となってネットワーク運用コストが上昇する。

上記（１）〜（３）の問題に対して以下に示す対処案も考えら得るが、それらも下記に示す理由によって根本的な問題解決策とはならない。
上記（２）項の問題に対する対処案としては、認証サーバ５０がそれと連携するＰ２Ｐアプリケーションに対してＰ２Ｐアプリケーション２２の優先度（送信許可）を付与することが上げられる。この場合には、各サイト２０、３０、４０からキャリアコア網１０側への優先制御が可能となるが、上記（１）項の問題によりサイト間のトラヒック量が読めないために、キャリアコア網１０から各サイト２０、３０、４０側への輻輳対処にならない。

この場合、認証サーバ５０から輻輳状態の入側サイトの端末に指示して、Ｐ２Ｐ通信の中断やＰ２Ｐグループの一時離脱を実行させれば、輻輳方向のトラフィック量を減らせる効果がある。しかしながら、キャリアコア網１０から各サイト側への輻輳状態では、認証サーバ５０からの指示自体がその端末へ届かないという問題が生じる。また、キャリアコア網１０内で発生した輻輳を、キャリアコア網から利用企業へ輻輳発生レポートとして通知する際にもその通知が該輻輳によって遅延するため、企業側ではそのレポートを有効に活用できない。

さらに、上記（３）項の問題に対する対処案としては、キャリアコア網１０内の中継装置が優先度毎や宛先サイト毎のトラヒック情報を収集し、認証サーバ５０がそれを吸い上げて各中継装置にトラヒック制御内容(ex.シェーピング帯域変更、優先廃棄の閾値変更)をダイナミックに指示し、サイト単位でトラヒック制御を実施することが考えられる。しかしながら、この場合には認証サーバ５０の構築、維持が高コスト化し、キャリアコア網１０内において通知や指示のためのトラフィックが増大する。

そこで本発明の目的は、上記問題点に鑑み、企業網においてＰ２Ｐ通信が本格的に普及した際に、高位レイヤ処理装置を使用することなく従来のＣＥルータ相当の装置を用いて、経済的に且つ重要な通信の品質を確保したＰ２Ｐ通信を実現する通信制御システムを提供することにある。

本発明によれば、ネットワークへ参加を要求する端末の認証処理を行い、参加を許可した前記端末に対して通信優先度情報を通知し、前記端末を収容するルータに対しては前記通信優先度情報に基づく通信規制情報を配布する認証サーバと、参加許可後に、前記認証サーバから通知された前記通信優先度情報を付したパケットを用いて通信をおこなう前記端末と、前記端末が送出する前記パケットを監視して、前記認証サーバから配布された前記通信優先度情報に基づく通信規制情報に従って前記端末に対する通信規制を実施する前記ルータと、で構成する通信制御システムが提供される。

より具体的には、前記端末は、所定のグループへの参加を要求し、前記認証サーバは、前記グループの重要度に基づいて前記通信優先度情報を決定し、そして該グループの重要度に基づく通信停止対象グループの順序付けリストを前記通信規制情報として定期的に作成して配布し、前記ルータは、前記通信優先度情報毎に前記パケットのトラフィック量を監視して輻輳状態を検知し、輻輳検知時に前記通信停止対象グループの順序付けリストを用いて重要度の低いグループに属する前記端末から通信停止の要求を行う。

ここで、前記ネットワークはＰ２Ｐネットワークからなる企業網、前記端末はＰ２Ｐアプリケーション端末、前記グループはＰ２Ｐグループ、そして前記ルータはＣＥルータである。

本発明によれば、前記認証サーバから端末へ通知される重要度に基づく通信優先度情報、及び同認証サーバからルータへ定期的に配布される該通信優先度情報と関連する通信停止対象グループの順序付けリスト情報に基づいて、該ルータが輻輳検知時に該当グループに参加している端末の通信停止を指示することが可能となる。

これにより、通信優先度（情報の重要度）に応じた品質確保（重要情報の廃棄を回避）を実現する通信制御システムの構築が可能となる。

特に、Ｐ２Ｐ通信のように大量のトラフィックが発生し、輻輳時に他のネットワーク装置からの輻輳制御が困難な場合でも、Ｐ２Ｐ通信に要求される高位レイヤ処理や高速処理を実行する高価な専用ルータを使用せずに、既存のルータやネットワーク資源をそのまま利用したＰ２Ｐネットワークの構築が可能となる。

既存の企業網にＰ２Ｐ通信を適用した一例を示した図である。既存の企業網にＰ２Ｐ通信を適用した別の例を示した図である。本発明による通信制御システムの基本動作を図式的に示した図である。認証シーケンスの一例を示した図である。リスト配布シーケンスの一例を示した図である。輻輳検知時の処理シーケンスの一例を示した図である。本発明によるＰ２Ｐアプリケーション端末の一構成例を示した図である。本発明によるＣＥルータの一構成例を示した図である。本発明による認証サーバの一構成例を示した図である。図９のデータベースのテーブル構成例（１）を示した図である。図９のデータベースのテーブル構成例（２）を示した図である。認証処理における図１０のテーブル使用例を示した図である。通信停止指示情報作成時における図１０のテーブル使用例を示した図である。

図３は、本発明による通信制御システムの基本動作を図式的に示したものである。
図３に示すキャリアコア網１０、各サイト２０、３０、４０、Ｐ２Ｐアプリケーション２２、３２、４２、認証サーバ５０、及びＣＥルータ２４、３４、４４の各ハードウェアは、図１の既存のものをそのまま流用する。なお、以下ではサイト２０を例に説明するが他のサイト３０、４０についても同様である。

図３において、認証サーバ５０は、Ｐ２Ｐアプリケーション端末（以下、単に「端末」とよぶ）２２から、あるＰ２Ｐグループへの参加や立上げの認証を求められると、従来からのユーザ認証に加えてＰ２Ｐグループへの参加認証を行い、そのＰ２Ｐグループの重要度の情報に基づいて該Ｐ２Ｐ通信で用いるパケットの優先度表示（Ｔ０Ｓ値）を決定する。そして、グループ参加を許可するときは、その旨と前記優先度表示（Ｔ０Ｓ値）を前記端末へ通知する（６３）。その後、認証許可された端末２２は、認証処理時に通知されたＴｏＳ値を付したパケットを用いて他のサイトの端末３２、４２とＰ２Ｐ通信を行う（６４）。

認証サーバ５０は、さらに同Ｐ２Ｐグループ重要度の情報に基づいて、サイト毎にサイト２０からキャリアコア網１０側への通信の輻輳段階に応じてＰ２Ｐ通信を停止させる端末/Ｐ２Ｐグループのリスト２５を作成する。このリスト２５は、定期的に又はＰ２Ｐグループ/メンバの参加状況に応じて作成され、作成されたリストは各サイトのＣＥルータ２４へ配布される（６１）。ＣＥルータ２４は受信したリストデータを装置内部の既存のＲＡＭ等に保存する。

ＣＥルータ２４は、前記ＴｏＳ値毎にトラヒック量を常時観測し、所定帯域越えをトリガー（輻輳状態の検知）に、前記リスト２５に従ってサイト２０内の端末２２へ通信停止を指示する（６２）。これにより、端末２２が通信を停止すれば、サイト２０からキャリアコア網１０側へのトラフィック量が減少し、併せてキャリアコア網１０からサイト２０側へのトラフィック量も減少するため、その結果輻輳状態が解消する。なお、認証サーバ５０からリスト受け取り、端末２２へ通信停止を指示する処理は、ＣＥルータ２４内の既存のＣＰＵやパケット転送機構を用いて実行する。従って、本発明のＣＥルータ２４は、既存ＣＥルータ装置に上記動作のためのソフトウェアをインストールするだけで実現できる。

このように、本発明によれば、高位レイヤ処理装置を使用する必要がなく、既存のルータで対処できるので導入/運用コストが抑えられる。また、端末の通信停止をＣＥルータが代行するため、ネットワーク側からの輻輳制御が不要となってサイト内の端末制御を確実に実行できる。

次に本発明の理解を容易にするため、先ず、図４〜６に示す通信シーケンスを参照して本発明の具体的な動作の一例について説明する。
図４は、端末と認証サーバとの間で行う認証処理の一例を示している。図中の○は通信パケットの通過点を示しており、●は通信パケットの終端点を示している。ＣＥルータ２１は、通信パケットが通過する際にその優先度表示に基づく流量をモニタして統計情報を収集する。

本例では、最初にＰ２ＰグループＡへの参加を希望する端末２２が、認証サーバ５０へ認証要求メッセージを送出する（Ｓ１０１）。認証要求メッセージを受信した認証サーバ５０は、端末２２との間でユーザＩＤやパスワード要求/チェックなどの一般的なユーザ認証に必要な情報の交換を行って、その端末ユーザが承認されるとそのユーザが参加を希望するＰ２ＰグループＡへの参加資格があるか否かを確認する（Ｓ１０２）。その結果、参加資格がある場合には承認メッセージが端末２２へ返送される（Ｓ１０３）。

その承認メッセージには、Ｐ２ＰグループＡに参加するための暗号化情報（暗号キー等）などの従来情報に加えて、Ｐ２ＰグループＡにおける通信時のパケットに付与する優先度表示の値（ＴｏＳ値）を通知する。ＴｏＳ値は、承認されたＰ２ＰグループＡの重要度に基づいて認証サーバ５０が決定する。承認メッセージを受信した端末２２は、通知されたＴｏＳ値を用いて該Ｐ２ＰグループＡに属する他のサイト３０、４０の端末３２、４２とＰ２Ｐ通信を行う（Ｓ１０４）。

図５は、ＣＥルータと認証サーバとの間で行うリスト配布処理の一例を示したものである。
本例では、認証サーバ５０が、定期的に現時点における輻輳時通信停止対象リストを含む輻輳時通信規制情報通知メッセージを各サイトのＣＥルータ２１〜４１へ送信する（Ｓ２０１及び２０３）。そのため、認証サーバ５０は、後述するＰ２Ｐグループ認証データベースの情報をもとに、Ｐ２Ｐ制御ポリシデータベースの内容に従って、輻輳時にパケット優先度表示単位で各ＣＥルータが通信停止を指示するＰ２Ｐグループのリストを定期的に作成する。なお、メッセージを定期的に送信する以外に、あるサイトのＰ２Ｐグループ数が所定数を超えたときに当該サイトのＣＥルータへ輻輳時通信規制情報通知メッセージを送信するようにしてもよい。

図６は、ＣＥルータにおける輻輳検知時の処理動作の一例を示したものである。
本例では、ＣＥルータ２１が、自サイト２０からキャリアコア網１０へのトラヒック流を従来ルータが備えるモニタ機構を用いてモニタする（Ｓ３０２及び３０３）。本例の場合、高優先度Ｐ２ＰグループＡで輻輳状態（★印）を検知すると（Ｓ３０３）、認証サーバ５０から配布された輻輳時通信停止対象リストを参照して、自サイト内に収容する低優先度Ｐ２ＰグループＢの端末２２−３及び２２−４に向けて通信停止指示を行う（Ｓ３０４及び３０７）。

通信停止指示を受け取った端末２２−３及び２２−４は、通信中の低優先度Ｐ２ＰグループＢからの離脱メッセージを認証サーバ５０に通知し（Ｓ３０６及び３０９）、同時に同グループＢに所属する他のサイト内の通信中の端末にも離脱メッセージを通知する（Ｓ３０５及び３０８）。その後、端末２２−３及び２２−４は同グループＢのＰ２Ｐ通信を停止する。これにより、ＣＥルータ２１において、低優先度Ｐ２ＰグループＢの入側及び出側の双方のトラフィックが無くなるため高優先度Ｐ２ＰグループＡの輻輳状態が解消し、高優先度Ｐ２ＰグループＡの端末２２−１及び２２−２はそのままＰ２Ｐ通信を継続できる（Ｓ３１０）。

この場合、低優先度Ｐ２ＰグループＢへの再参加の要求は、一定時間又はある時間区間内のランダムに決められる時間だけ保留される。認証サーバ５０は、前記Ｐ２Ｐグループからの離脱メッセージを受信すると、後述するようにＰ２Ｐグループ管理テーブルのユーザリストから該端末２２−３及び２２−４を排除し、それによってサイト毎の収容情報テーブルからＰ２Ｐ参加収容数の減算を行う。

以降では、上記の発明動作を実現する装置の具体的な構成例を図７〜９を参照して説明する。ここでも、重複した説明を回避するためサイト２０を例に説明するが、他のサイト３０及び４０についても同様である。なお、各図において、点線枠で囲まれた部分が本発明の主要な構成をなす部分である。従って、以下ではその主要な構成部分を中心に説明する。

図７は、本発明による端末の一構成例を示したものである。
図７において、ユーザが端末２２を用いて参加認証要求する時、ユーザインタフェース処理部２２０２を通してＰ２Ｐアプリケーション（２２０６及び２２０７）を起動し、生成されたＰ２Ｐアプリケーション制御部２２０７が認証サーバ５０へ参加認証要求メッセージを発信し、Ｐ２Ｐグループ参加の認証手順を実行し、そしてＰ２Ｐアプリケーションデータの送受信を制御する。ここでのＰ２Ｐ通信制御部２２０６は、ネットワーク（キャリアコア網）２２０５とインタフェースする通信制御部２２０４とＰ２Ｐアプリケーション制御部２２０７との間のデータを単に透過する。

ユーザは、認証サーバ５０による参加承認を、ネットワーク２２０５、レイヤ３までの通信プロトコル (Ethernet、IP) を終端して制御する通信制御部２２０４、Ｐ２Ｐ通信制御部２２０６とＰ２Ｐアプリケーション制御部２２０７、そしてユーザインタフェース処理部２２０２を介して認知する。この場合、Ｐ２Ｐアプリケーション制御部２２０７は参加承認メッセージを終端し、Ｐ２Ｐ通信に必要な情報を抽出してＰ２Ｐ通信制御部２２０６に設定する。設定情報の中には認証サーバ５０からのＴｏＳ値や暗号キー等が含まれる。

ユーザからの通信開始指示によってＰ２Ｐ通信が始まると、Ｐ２Ｐ通信制御部２２０６は、Ｐ２Ｐアプリケーション制御部２２０７から入力される各種メッセージやアプリケーションデータなどに対して、前記暗号キーを使って暗号化処理を行い、通信制御部２２０４へ、前記ＴｏＳ値付与の指示のもと、データを渡す。

図８は、本発明によるＣＥルータの一構成例を示している。
ここでは、先ずＣＥルータ２１と認証サーバ５０との間の処理構成から説明する。ＣＥルータ２１は、レイヤ２以下の処理を行う入力処理部２１０１で認証サーバ５０からのパケットを受信すると、それをパケット識別部２１０２へ渡す。パケット識別部２１０２では、パケットのＩＰアドレスから受信パケットが自装置宛てであることを認識し、それをメッセージ種別判定部２１０５へ渡す。

メッセージ種別判定部２１０５では、受信パケットが認証サーバ５０からの輻輳時通信規制情報通知メッセージであることを認識し、それを品質制御処理部２１０８へ渡す。品質制御処理部２１０８では、輻輳時通信規制情報通知メッセージに含まれる輻輳時通信停止対象リストをＰ２Ｐ通信制御情報データベース２１０９に保存する。

次に、ＣＥルータ２１と端末２２との間の処理構成について説明する。端末２２と認証サーバ５０の間に位置するＣＥルータ２１は、自サイトからキャリアコア網１０へのトラヒック流を従来の機構を用いてモニタする。すなわち、レイヤ２以下の処理を行う入力処理部２１０１で端末２２からのパケットを受信すると、それをパケット識別部２１０２へ渡す。

パケット識別部２１０２では、受信パケットのＩＰアドレスから自装置以外を宛先とする中継パケットであることを認識し、受信パケットを対応するネットワークインタフェース（図示せず）へ送信する。その際には、先ず必要なＱｏＳ制御等を行う通信制御部２１０３に受信パケットが渡され、通信制御部２１０３ではパケット識別部２１０２の識別結果や自から実行したパケット廃棄等の制御結果を統計情報収集部２１１０へ通知する。

統計情報収集部２１１０は、これらの情報から本発明で用いるモニタ情報を収集する。通信制御部２１０３を介した受信パケットは、次段のレイヤ２以下の処理を行う出力処理部２１０４へ送られ、キャリアコア網１０側と接続する前記ネットワークインタフェースから出力される。

本発明では、統計情報収集部２１１０で収集されたモニタ情報は、Ｐ２Ｐ通信制御情報データベース２１０９に保存された輻輳時通信停止対象リストを利用する際の輻輳判断に用いられる。すなわち、輻輳状態モニタ部２１０７は、統計情報収集部２１１０の情報を定期的に参照して、例えば廃棄パケット数に応じた通信停止指示送出数を決定し、それによって品質制御処理部２１０８がＰ２Ｐ通信制御情報データベース２１０９に保存された輻輳時通信停止対象リストのＴｏＳ値に基づいて優先度の低いものから前記決定数分のＰ２Ｐパケットを読み出し、それらの通信停止を通信制御部２１０３へ指示する。

通信制御部２１０３は、通信停止すべきＰ２Ｐパケットの宛先ＩＰアドレスを参照して前記決定数分だけ対応する通信停止指示パケットを作成し、出力処理部２１４０はそれを自サイト２０側と接続する図示しないネットワークインタフェースに出力する。

一例として、輻輳状態モニタ部２１０７は、下記式（ａ）に示す計算によってパケット廃棄数を決定することができる。ここでは、下記の指数平均（N_dis_mean）を採り、その平均値が所定の閾値を超えた場合に通信停止を指示し、閾値を超えた後は平均値に比例した通信停止の指示送出数を決定する。

N_dis_mean <= Wn×N_dis ＋ (1-Wn)×N_dis_mean …（ａ）
N_dis_mean : 平均廃棄数
N_dis : 統計情報収集部から読み見取ったその時点での廃棄数
Wn ：重み係数

図９は、本発明による認証サーバの一構成例を示したものである。また、図１０Ａ及び１０Ｂには図９のデータベースのテーブル構成例を示している。そして図１１には認証処理における図１０Ａ及び１０Ｂのテーブル使用例を、そして図１２には通信停止指示情報作成時における図１０Ａ及び１０Ｂのテーブル使用例をそれぞれ示している。

図９において、認証サーバ５０は、ユーザからのパケットをキャリアコア網で構成されるネットワーク５００１を介して受信し、それをレイヤ３までの通信プロトコル (Ethernet、IP) を終端して制御する通信制御部５００２を通してメッセージ種別判定部５００３へ渡す。メッセージ種別判定部５００３は、ここではレイヤ４のポート情報などをもとに参加認証要求メッセージであることを識別してそれを認証処理部５００４の側へ送る（Ｓ４０１）。

認証処理部５００４では、通信制御部５００２を介して端末２２との間で認証手順を実行し、先ずユーザからのユーザＩＤ及びパスワードを入手するとユーザ認証データベース５００５を参照してユーザ認証を行う。登録ユーザであることが確認されると、次にＰ２Ｐグループ認証データベース５００６を参照して、該ユーザが参加を希望するＰ２Ｐグループ（図６のＰ２ＰグループＡやＰ２ＰグループＢ等）に参加許可し得るか否かを、該ユーザの資格情報とグループの内容(性格/主旨)等の情報と照らし合わせて判断する（Ｓ４０２）。

そして、参加許可の場合には、Ｐ２Ｐグループ認証データベース５００６のＰ２Ｐグループ格付けテーブル５０２１（図１０ＡのＡ）を参照し、参加許可するＰ２ＰグループＩＤに対応する該グループの重要度指標（高優先度や低優先度等）を取得する（Ｓ４０３）。次に、参加要求ユーザのＩＰアドレス、参加許可するＰ２ＰグループＩＤ及び取得した重要度指標を、品質制御情報生成管理部５００７へ渡す。

品質制御情報生成管理部５００７では、先ずネットワーク制御データベース５０１０のサイト情報テーブル５０４１（図１０ＢのＤ）を参照して、受け取ったＩＰアドレスのネットワークプレフィクス値を用いて該ユーザが接続しているサイトのＩＤとその規模を取得する（Ｓ４０４）。ここで、サイトの規模とは、例えば、キャリア網との接続回線の契約帯域等である。

品質制御情報生成管理部５００７は、続いてＰ２Ｐグループ制御ポリシデータベース５００８のＴ０Ｓ決定ポリシテーブル５０３１（図１０ＢのＢ）を参照し、取得した重要度指標及びサイト規模に対応するＴｏＳ値（優先度番号等）を決定する（Ｓ４０５）。品質制御情報生成管理部５００７は、このＴｏＳ値とサイトＩＤとを認証処理部５００４へ通知し、そしてＰ２Ｐグループ制御情報データベース５００９内にサイト単位で設けられるサイト毎収容情報テーブル５０５１(図１０ＢのＣ）を更新する。ここには、該ユーザが接続するサイト（サイトＩＤ）に関して、該サイトが収容するＰ２Ｐグループを記録するリスト５０５２に参加許可したＰ２ＰグループのＩＤが追加され、該サイトの重要度が記録され、そして該ユーザの参加によって収容数は＋１増加される（Ｓ４０８）。

一方、認証処理部５００４は、品質制御情報生成管理部５００７からサイトＩＤ及びＴｏＳ値が通知されると、Ｐ２Ｐグループ認証データベース５００６のＰ２Ｐグループ管理テーブル５０２２（図１０ＡのＡ）にアクセスし、取得したサイトＩＤ及びＰ２ＰグループＩＤに対応するユーザリストＩＤを取得し、そのユーザリストＩＤに対応するユーザリスト５０２３に参加許可したユーザのユーザ認証情報を記録する（Ｓ４０６）。そして、前記ユーザ認証情報のうちで端末２２が実際にＰ２Ｐグループに参加してＰ２Ｐ通信を行うのに必要な情報（暗号キー、ＴｏＳ値等）を含む承認メッセージを、通信制御部５００２を介して端末２２へ通知する（Ｓ４０７）。

以降、所定周期等により発生するＰ２Ｐ通信停止指示情報の作成時刻になると（Ｓ５０１）、品質制御情報生成管理部５００７は、Ｐ２Ｐグループ制御情報データベース５００９のサイト毎収容情報テーブル５０５１(図１０ＢのＣ）を検索して、サイト毎にＴｏＳ値を用いた重要度の低い順にＰ２Ｐグループのリスト５０５２を並べ替え、それらのリストを連結した１つのリストを作成し（Ｓ５０２）、それを品質制御テーブル５０５３におけるＰ２Ｐ通信停止指示情報の作成対象サイトに対応するエントリ（図示せず）として記録する（Ｓ５０３）。

品質制御情報生成管理部５００７は、続いて前記エントリのＰ２ＰグループＩＤリストからＰ２ＰグループＩＤを順次取得して（Ｓ５０４）、サイトＩＤと一緒にそれらを認証処理部５００４へ送る。認証処理部５００４は、受け取ったサイトＩＤ及びＰ２ＰグループＩＤによりＰ２Ｐグループ認証データベース５００６のＰ２Ｐグループ管理テーブル５０２２を検索して、該Ｐ２ＰグループＩＤのグループ通信に参加しているユーザ情報５０２３を取得する（Ｓ５０５）。そして、該ユーザに対するグループ離脱要求メッセージに必要な暗号化を施したパケットを作成し（Ｓ５０６）、それを品質制御情報生成管理部５００７へ返送する。

品質制御情報生成管理部５００７は、作成対象サイト毎に制御リストＩＤを付した制御リスト５０５４を作成し、各制御リストには認証処理部５００４から返送された参加ユーザに対するグループ離脱要求メッセージパケットを保存する（Ｓ５０７〜５０９）。そして、この制御リスト５０２３を通信制御部５００２を介して対応するサイトのＣＥルータへ配布する。

以上、本発明によれば、前記認証サーバから端末へ通知される重要度に基づく通信優先度情報、及び同認証サーバからルータへ定期的に配布される該通信優先度情報と関連する通信停止対象グループの順序付けリスト情報に基づいて、該ルータが輻輳検知時に該当グループに参加している端末の通信停止を指示することが可能となる。これにより、通信優先度（情報の重要度）に応じた品質確保（重要情報の廃棄を回避）を実現する通信制御システムの構築が可能となる。特に、Ｐ２Ｐ通信のように大量のトラフィックが発生し、輻輳時に他のネットワーク装置からの輻輳制御が困難な場合でも、Ｐ２Ｐ通信に要求される高位レイヤ処理や高速処理を実行する高価な専用ルータを使用せずに、既存のルータやネットワーク資源をそのまま利用したＰ２Ｐネットワークの構築が可能となる。

また、本発明によれば、認証サーバは、前記通信規制情報を定期的に作成して前記ルータへ配布する。これにより、通信停止指示情報の作成を、ルータ配下のサイト毎にずらしてスケジューリングできるため認証サーバの処理負荷を平滑化できる。また、瞬間的な負荷増大を見込んだシステム構築をする必要がなく、構築費が安価に抑えられる。さらに、認証サーバは、サイト規模に基づいて通信停止対象グループの順序付けリストを作成することもできる。これにより、あるサイトのグループ数が所定数を超えて輻輳が予想されるサイトに対して優先的且つ選択的に最新の通信停止指示情報を通知することができる。

さらに本発明によれば、認証サーバが、ルータ側の処理負荷を軽減するために暗号化後の通信停止要求パケットを通信停止対象グループの順序付けリストに付せば、ルータ自身で暗号化処理を行う必要がなく処理負荷が小さく済むため、小規模サイトの性能の低いルータの処理負荷が軽減される。一方、大規模サイトを収容するルータが、認証サーバ側の負荷を軽減するために、受信した暗号化情報をもとに自ら暗号化した通信停止要求パケットを作成するようにしてもよい。この場合、ルータは、輻輳判定時に通信停止要求パケットを作成してもよく、認証サーバから情報受信後の処理の空き時間を使用して作成するようにしてもよい。

他にも、通信停止対象グループの順序付けリストの作成において、サイト単位でグループ毎に収容端末数を管理し、そしてパケット優先度毎に収容端末数の大小を考慮して通信停止対象グループの順序付けリストを作成することで、例えば、重要度が低いものに関しては輻輳回避の制御効果を素早く出すことを優先して収容数の大きいグループから通信停止するが、重要度が高いものは収容数の小さい少数派のグループから通信停止を行うなどの制御ポリシを適用することが可能となる。このように、重要度の高低のみならず、サイト毎の収容数やサイトの性質に応じた制御ポリシの適用も可能となる。

Claims

ネットワークへ参加を要求する端末の認証処理を行い、参加を許可した前記端末に対して通信優先度情報を通知し、前記端末を収容するルータに対しては前記通信優先度情報に基づく通信規制情報を配布する認証サーバと、
参加許可後に、前記認証サーバから通知された前記通信優先度情報を付したパケットを用いて通信をおこなう前記端末と、
前記端末が送出する前記パケットを監視して、前記認証サーバから配布された前記通信優先度情報に基づく通信規制情報に従って前記端末に対する通信規制を実施する前記ルータと、
で構成することを特徴とする通信制御システム。
前記ルータは、前記端末に対する通信規制として送信停止を要求することを特徴とする請求項１記載の通信制御システム。
前記認証サーバは、前記通信規制情報を定期的に作成して前記ルータへ配布することを特徴とする請求項１記載の通信制御システム。
前記端末は、所定のグループへの参加を要求し、
前記認証サーバは、前記グループの重要度に基づいて前記通信優先度情報を決定し、そして該グループの重要度に基づく通信停止対象グループの順序付けリストを前記通信規制情報として定期的に作成して配布し、
前記ルータは、前記通信優先度情報毎に前記パケットのトラフィック量を監視して輻輳状態を検知し、輻輳検知時に前記通信停止対象グループの順序付けリストを用いて重要度の低いグループに属する前記端末から通信停止の要求を行う、
ことを特徴とする請求項１記載の通信制御システム。
前記認証サーバは、さらに前記ルータ配下のサイト規模に基づいて通信停止対象グループの順序付けリストを作成することを特徴とする請求項４記載の通信制御システム。
前記認証サーバは、前記サイト規模が、前記ルータ配下の端末が参加する前記グループ数が所定数以上になったときに、該ルータへ配布する前記通信停止対象グループの順序付けリストを作成して該ルータへ配布することを特徴とする請求項５記載の通信制御システム。
前記認証サーバは、前記端末に対して前記通信優先度情報と共に参加するグループの暗号化情報を通知し、
前記端末は、前記通信優先度情報を付したパケットを、前記暗号化情報によってさらに暗号化してから通信を行う、
ことを特徴とする請求項４記載の通信制御システム。
前記認証サーバは、前記ルータに配布する前記通信停止対象グループの順序付けリストに前記暗号化情報を付加し、
前記ルータは、前記端末に対する前記通信停止の要求を、前記暗号化情報によって暗号化した通信停止要求パケットによって行うことを特徴とする請求項７記載の通信制御システム。
前記認証サーバは、前記通信停止対象グループの順序付けリストに前記暗号化情報を付加するのに代えて、該暗号化情報によって暗号化した前記通信停止要求パケットを付加し、
前記ルータは、前記端末に対する前記通信停止の要求を、前記認証サーバから受信した暗号化後の通信停止要求パケットによって行うことを特徴とする請求項８記載の通信制御システム。
前記ネットワークはＰ２Ｐネットワークからなる企業網、前記端末はＰ２Ｐアプリケーション端末、前記グループはＰ２Ｐグループ、そして前記ルータはＣＥルータであることを特徴とする請求項４〜９のいずれか一つに記載の通信制御システム。