WO2020040006A1 - 制御装置及び制御方法 - Google Patents

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WO2020040006A1
WO2020040006A1 PCT/JP2019/031873 JP2019031873W WO2020040006A1 WO 2020040006 A1 WO2020040006 A1 WO 2020040006A1 JP 2019031873 W JP2019031873 W JP 2019031873W WO 2020040006 A1 WO2020040006 A1 WO 2020040006A1
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communication amount
threshold
notification
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PCT/JP2019/031873
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English (en)
French (fr)
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佳織 栗田
宏樹 岩橋
英臣 西原
松尾　和宏
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/16—Threshold monitoring

Definitions

  • the present invention relates to a control device and a control method.
  • the traffic flowing through the communication infrastructure has increased significantly due to the spread of mobile terminals and the spread of online video distribution and cloud services.
  • policy control technology is applied to the network to control traffic for each user terminal.
  • a policy control device that manages a control policy acquires the traffic of a user terminal from a router that accommodates the user terminal, and transmits a control policy that limits the communication band of the user terminal with a large traffic to a relay device (eg, ). The router limits the communication band of the target user terminal according to the received control policy.
  • a time method and a communication amount method are defined as a method by which the policy control device acquires the communication amount (see Non-Patent Documents 1 and 2).
  • the router In the time method, when a certain time has elapsed, the router notifies the policy control device of the traffic.
  • the router when the traffic volume of the user terminal exceeds the traffic volume threshold specified by the policy control device, the router notifies the policy control device of the traffic volume.
  • the communication amount of the user terminal varies depending on the time zone (see Non-Patent Document 3).
  • FIG. 27 is a diagram showing the time dependence of the communication traffic.
  • the policy control device can only transmit the control policy to the router at regular intervals, and there is no immediacy of the traffic control. (See (1) in FIG. 27).
  • the number of times of notification of the signal amount is greatly reduced in a time zone in which the user communication amount is reduced, that is, in a time period in which the communication amount is greatly reduced. Like the described scheme, it lacks immediacy.
  • the traffic volume method since the traffic volume of the user terminal varies depending on the time zone, the number of times the router reports the traffic volume to the policy control device during the time zone in which the traffic of the user terminal is concentrated. This increased the number of signals (see (2) in FIG. 27).
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain a notification signal from a relay device that notifies a communication amount of a user terminal with an appropriate number of signals regardless of a change in the communication amount of the user terminal. With the goal.
  • a control device configured such that, when the traffic of a user terminal to be accommodated exceeds a traffic threshold, An acquisition unit that acquires the communication amount, the acquisition unit calculates the communication speed using the communication amount of the past certain period including at least the communication amount acquired this time, and a calculation unit that calculates the communication amount threshold based on the calculated communication speed. And a notifying unit that notifies the relay device of the traffic threshold calculated by the calculating unit.
  • the present invention it is possible to acquire a notification signal from the relay device for notifying the traffic of the user terminal with an appropriate number of signals regardless of the increase or decrease of the traffic of the user terminal.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the relay device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a data configuration of a communication amount held in a memory of the relay device illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the policy control device according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a data configuration of the traffic management table.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a data configuration of the communication speed table.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the traffic volume of a certain user terminal changes with the passage of time.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the relay device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a data configuration of a communication amount held
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a time dependency of a traffic threshold set by the policy control device illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the time dependence of the number of notification signals from the relay device when each traffic threshold is adopted.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the time dependence of the number of notification signals from the relay device when each traffic threshold is adopted.
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing the operation of the communication system.
  • FIG. 12 is a sequence diagram showing the operation of the communication system.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing the operation of the communication system.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure of the communication method according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing a processing procedure of the registration and time registration processing shown in FIG. FIG.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a processing procedure of the next traffic threshold calculation processing illustrated in FIG.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a processing procedure of the relay device.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a schematic configuration of the policy control device according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a state in which the traffic volume of a certain user terminal changes with the passage of time.
  • FIG. 20 is a diagram exemplifying a state in which the traffic volume of a certain user terminal changes over time.
  • FIG. 21 is a diagram showing a time change of the weight.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a state in which the traffic volume of a certain user terminal changes with the passage of time.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a temporal change in weight.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating a processing procedure of the communication method according to the second embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram depicting a processing procedure of a next traffic threshold calculation processing illustrated in FIG. 24;
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a computer in which a policy control device is realized by executing a program.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating the time dependency of the communication traffic.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the communication system according to the first embodiment.
  • the communication system according to the first embodiment includes a relay device 10 and a policy control device 20 (control device), and connects a telecommunication line 30 such as a LAN (Local Area Network) or the Internet.
  • a telecommunication line 30 such as a LAN (Local Area Network) or the Internet.
  • the relay device 10 accommodates a user terminal 40 used by a user who uses the Web service.
  • the relay device 10 has a PCEF (Policy ⁇ and ⁇ Charging ⁇ Enforcement ⁇ Function).
  • the relay device 10 measures the traffic of each user terminal 40 accessing the Web server via the Internet, and when the traffic exceeds the traffic threshold notified from the policy controller 20, the relay device 10 sends the traffic to the policy controller 20. Notice.
  • the relay device 10 controls the traffic of each user terminal 40 according to the control policy notified from the policy control device 20 according to the traffic.
  • the policy control device 20 has a PCRF (Policy and Charging Rules Function) and manages a control policy for controlling traffic for each user terminal 40.
  • the policy control device 20 determines a control policy according to the traffic of each user terminal 40 notified from the relay device 10 and notifies the relay device 10 of the control policy. Further, the policy control device 20 calculates a traffic threshold and notifies the relay device 10 of the calculated traffic threshold, and acquires the traffic reported from the relay device 10 when the traffic of the user terminal 40 exceeds the traffic threshold.
  • PCRF Policy and Charging Rules Function
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the relay device 10 shown in FIG.
  • the relay device 10 includes a communication control unit 11, a traffic management unit 12, a traffic notification unit 13, a routing unit 14, and a traffic control unit 15.
  • the communication control unit 11 is realized by an NIC (Network Interface Card) or the like, and controls communication with an external device such as the policy control device 20 or the user terminal 40 via an electric communication line such as a LAN or the Internet.
  • NIC Network Interface Card
  • the traffic management unit 12, the communication notification unit 13, the routing unit 14, and the traffic control unit 15 use electronic circuits such as a CPU (Central Processing Unit) and integrated circuits such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Is achieved.
  • a CPU Central Processing Unit
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the traffic management unit 12 measures the traffic of the user terminal 40 and stores the measured traffic in a memory (not shown). That is, the traffic management unit 12 measures the traffic by accumulating the packet size of the packet received from the user terminal 40 via the communication control unit 11 in the memory.
  • FIG. 3 is a diagram exemplifying a data configuration of the communication amount held in the memory of the relay device 10 shown in FIG.
  • the uplink means traffic from the user terminal 40 to a direction inside the network.
  • Downlink means traffic from the inside of the network to the user terminal 40.
  • the total amount means the sum of the up and down.
  • FIG. 3 illustrates that, for a user terminal 40 of “Xxxx”, for example, the uplink traffic is 300M, the downlink traffic is 1500M, and the total traffic, that is, the total traffic of uplink and downlink is 1800M.
  • the communication amount management unit 12 notifies the communication amount notification unit 13 of the communication amount when the communication amount threshold value received by the communication amount notification unit 13 is exceeded.
  • the communication amount threshold will be described later.
  • the communication amount management unit 12 also resets the communication amount accumulated in the memory to zero.
  • the communication amount notification unit 13 receives a communication amount threshold and a control policy, which will be described later, from the policy control device 20 via the communication control unit 11. When notified of the communication amount from the communication amount management unit 12, the communication amount notification unit 13 notifies the policy control device 20 via the communication control unit 11.
  • the routing unit 14 When the routing unit 14 receives a packet from the user terminal 40 via the communication control unit 11, the routing unit 14 determines a next hop with reference to the destination IP address, and transmits the packet to the determined next hop.
  • the traffic control unit 15 controls the traffic of packets transmitted to and received from the user terminal 40 via the communication control unit 11 according to the control policy received by the traffic management unit 12.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the policy control device 20 according to the embodiment.
  • the policy control device 20 determines a control policy according to the traffic of each user terminal 40 notified from the relay device 10 and notifies the relay device 10 of the control policy.
  • the policy control device 20 executes a notification process described later, calculates a traffic threshold, notifies the relay device 10, and notifies the relay device 10 when the traffic of the user terminal 40 exceeds the traffic threshold.
  • the policy control device 20 includes a communication control unit 21, a storage unit 22, and a control unit 23.
  • the communication control unit 21 is realized by an NIC or the like, and controls communication between the control unit 23 and an external device such as the relay device 10 via an electric communication line such as a LAN or the Internet.
  • the storage unit 22 is realized by a semiconductor memory device such as a random access memory (RAM) or a flash memory, or a storage device such as a hard disk or an optical disk.
  • the storage unit 22 may communicate with the control unit 23 via the communication control unit 21.
  • the storage unit 22 stores a traffic management table 221, a communication speed table 222, a traffic threshold 223 for time notification, and a control policy 224.
  • the traffic management table 221 stores the traffic at each time for each user terminal 40.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a data configuration of the traffic management table 221.
  • the traffic management table 221 includes a user identifier for identifying the user terminal 40, time, and traffic.
  • data see FIG. 3 notified from the relay device 10 is registered.
  • the time means the time at which the communication amount is notified from the relay device 10. This time is equal to the time when the acquisition unit 231 described later acquires the traffic from the relay device 10.
  • FIG. 5 shows that, for example, at 19:51:00 on May 29, 2018, the user terminal 40 of “Xxxx” has an uplink traffic of 300M, a downlink traffic of 1500M, and a total traffic of 1800M. It is shown that the communication amount data is notified from the relay device 10.
  • the communication speed table 222 stores the communication speed of each cycle for each user terminal.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a data configuration of the communication speed table 222. As illustrated in FIG. 6, the communication speed table 222 includes a user identifier for identifying the user terminal 40, a cycle, and a communication speed.
  • the cycle means a cycle of notifying the communication amount by the relay device 10.
  • the communication speed includes the total amount in addition to the uplink and downlink.
  • FIG. 6 shows, for example, in the period from 19:00 to 20:00 on May 29, 2018, the user terminal 40 of “Xxxx” has an uplink communication speed of 500 Mbps [bps] and a downlink communication speed of 1000 Mbps [bps]. , The total amount is 1500 Mbps.
  • the communication amount threshold 223 of the time notification is a communication amount assumed to be notified for each time in the time method. That is, the communication amount threshold value 223 of the time notification is a second threshold value X that is a communication amount when notifying the notification communication amount at a certain time, and is set so that a predetermined number of notification signals can be received at each time. It is preset in each case. For example, when the relay device 10 under the policy control device 20 accommodates 2700 user terminals 40, the communication amount threshold of the time notification is based on the traffic of the user terminals 40, and 2700 notifications per hour are set. A communication amount at which a signal can be received is set as a second threshold value in each cycle.
  • the control policy 224 indicates the contents of traffic control such as a communication band, a priority class, a communication amount, routing, or blocking.
  • the control policy 224 according to the traffic of the user terminal 40 is determined, and is notified to the relay device 10.
  • the relay device 10 controls traffic for each user terminal 40 according to the control policy 224.
  • the control unit 23 is realized using a CPU or the like, and executes a processing program stored in a memory, thereby obtaining an acquisition unit 231, a calculation unit 232, a notification unit 233, a timer management unit 234 as illustrated in FIG. And functions as the policy determination unit 235.
  • the acquisition unit 231 acquires the traffic from the relay device 10 that notifies the traffic when the traffic of the user terminal 40 accommodated in the relay device 10 exceeds the traffic threshold. Specifically, the acquiring unit 231 acquires the data of the communication amount (see FIG. 3) notified from the relay device 10 via the communication control unit 21 and stores the data in the communication amount management table 221.
  • the calculation unit 232 calculates the traffic threshold based on the traffic over a certain period in the past including the traffic currently acquired by the acquisition unit 231. Specifically, the calculation unit 232 uses the communication amount acquired this time and the notification interval from the time when the previous communication amount was acquired to the time when the current communication amount is acquired to change the communication amount per unit time. Is calculated. In other words, the calculation unit 232 calculates the communication speed of the latest one cycle. Then, the calculation unit 232 obtains a first threshold value Y which is a multiplication value of the communication speed and a target value of a notification cycle in which the communication amount is notified from the relay device 10.
  • the ⁇ calculation unit 232 sets the smaller one of the obtained first threshold value Y and the second threshold value X that is the communication amount when notifying the notification communication amount at every fixed time as the communication amount threshold. In other words, the calculation unit 232 sets a smaller threshold value among the multiplication value of the communication speed and the target value of the notification period and the communication amount threshold value 223 of the time notification as the communication amount threshold value.
  • the notifying unit 233 notifies the relay device 10 of the traffic threshold calculated by the calculating unit 232. As described above, if the measured traffic of the user terminal 40 exceeds the notified traffic threshold for the user terminal 40, the relay device 10 reduces the traffic of the user terminal 40 to the policy control device. Notify 20. Therefore, the policy control device 20 can receive a signal notifying the traffic at a frequency not exceeding its processing performance.
  • the timer management unit 234 sets the traffic threshold to be notified to the relay device 10 to 0 when the relay device 10 does not report the traffic even after the target notification period has elapsed.
  • the target notification cycle is a target value of the notification cycle from the current notification to the next notification.
  • the timer management unit 234 sets a timer of the target notification period T + ⁇ in order to monitor the notification of the traffic from the relay device 10.
  • ⁇ represents an addition time defined by the service requirement.
  • the timer management unit 234 sets the traffic threshold to 0 and notifies the notification unit 233. For example, it is considered that the speed of the change in the communication amount of the user terminal 40 decreases, and the communication amount does not exceed the communication amount threshold even when the timer expires. In this case, the relay device 10 immediately notifies the policy control device 20 of the communication amount by updating the communication amount threshold to 0. In this way, the policy control device 20 can acquire the traffic of the user terminal 40 by the push notification.
  • the policy control device 20 calculates the traffic threshold again by using the traffic obtained by the push notification, thereby flexibly responding to the change speed of the traffic and applying the traffic threshold.
  • a control policy 224 can be determined.
  • the policy determination unit 235 refers to the control policy 224, determines a control policy to be applied to the user terminal 40 according to the traffic of each user terminal 40 notified from the relay device 10, and determines the communication control unit 21.
  • the relay device 10 is notified through the relay device 10.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the traffic volume of a certain user terminal 40 changes with the passage of time.
  • the traffic volume means an accumulated traffic volume obtained by accumulating the traffic volume of the user terminal 40 after the measurement is started.
  • the calculation of the first threshold Y will be described.
  • the time from the previous notification time t 0 of the communication amount to the current notification time t, that is, the notification interval is ⁇ t
  • the change in the communication amount per unit time is calculated.
  • the represented communication speed s is calculated by the communication amount / ⁇ t notified at time t.
  • the calculation unit 232 sets the target value of the notification cycle from the current notification to the next notification at the time t as the target notification cycle T set according to the processing performance of the policy control device 20, and reports the communication amount to be notified.
  • the first threshold value Y is calculated so as to be equal to the predicted value of. That is, the first threshold value Y represents the predicted value of the communication amount at the time when the target notification period T has elapsed from the time t, and can be expressed by Expression (1).
  • the target notification period T is set according to the processing performance of the policy control device 20 as described above.
  • the target notification cycle T is calculated by the number of Gx sessions / processing performance of all the user terminals 40.
  • the Gx session means a session for transmitting the control policy 224 established between the policy control device 20 and the relay device 10.
  • the calculation unit 232 refers to the second threshold value X from the communication amount threshold value 223 of the time notification in the storage unit 22.
  • a threshold having a smaller value is set as a traffic threshold.
  • FIG. 8 is a diagram showing the time dependence of the traffic threshold set by the policy control device 20 shown in FIG.
  • a curve L1 shown in FIG. 8 corresponds to the first threshold Y
  • a curve L2 corresponds to the second threshold X
  • a curve L3 corresponds to the traffic threshold set by the method of the first embodiment. I do.
  • the policy control device 20 determines the first threshold Y (see the point P1 in FIG. 2) calculated in the immediately preceding cycle (23:00 to 1:00) and the second threshold X (see FIG.
  • the second threshold value X having the smaller value is adopted as the traffic threshold value for the relay device 10 in the next cycle (see (1) in FIG. 8).
  • the policy control device 20 adopts the second threshold value X (see the point P2 ′ in FIG. 2) in this cycle.
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating the time dependence of the number of notification signals from the relay device 10 when each traffic threshold is adopted.
  • a curve M1 shows a case where the first threshold Y is applied as a traffic threshold
  • a curve M2 shows a case where the second threshold X is applied as a traffic threshold
  • a curve M3 shows the case of implementation.
  • a case where a traffic threshold set using the method of mode 1 is applied is shown.
  • the cycle T1 in FIG. 9 is a cycle in which the first threshold Y is set because X> Y (see (1) in FIG. 9).
  • the period T1 is a time period during which the traffic increases
  • the first threshold Y which is a multiplication value of the communication speed and the target value of the notification cycle at which the relay device 10 is notified of the traffic is applied.
  • the policy control device 20 can acquire the statistical information (the number of notification signals) in which the number of signals is suppressed.
  • the cycle T2 is a cycle in which the second threshold value X is set because X ⁇ Y (see (2) in FIG. 9).
  • the number of times of notification of the signal amount can be kept constant although the communication amount is a small time period, so that the policy control device 20 can acquire a certain number of statistical information (the number of notification signals). it can.
  • the policy control device 20 dynamically sets the traffic threshold for the relay device 10. This makes it possible to eliminate a drop in the number of notification signals from the relay device 10 even during a time zone in which the amount of user traffic is large (see (1) in FIG. 10). In addition, the policy control device 20 can appropriately acquire the statistic information while suppressing the number of notification signals from the relay device 10 even during a time period in which the user traffic increases.
  • FIG. 11 to 13 are sequence diagrams illustrating the operation of the communication system.
  • an explanation will be given of an operation from the relay device 10 newly requesting the policy control device 20 to acquire the traffic threshold for the user terminal 40, acquiring the initial value of the traffic threshold, and applying the initial value. I do.
  • the relay device 10 requests the user terminal 40 to acquire a traffic threshold to be applied to the user terminal 40 using a CCR-I (Credit Control Request-Initial) command (step S1).
  • the policy control device 20 registers the time at which the CCR-I command was received in the traffic management table 221 (step S2).
  • the calculation unit 232 sets a preset initial value as a traffic threshold. Further, the policy determination unit 235 refers to the traffic management table 221 and the control policy 224 to determine a control policy according to the traffic of the user terminal 40, that is, the initial value 0. Further, the timer management unit 234 sets a timer for monitoring the notification of the traffic (step S3).
  • the policy control device 20 notifies the relay device 10 of the initial value of the traffic threshold and the control policy via the communication control unit 21 (step S4).
  • the relay device 10 applies the notified traffic threshold and the control policy, and starts measuring the traffic of the user terminal 40 (step S5).
  • the traffic notification unit 13 transmits the policy control device via the communication control unit 11. 20 is notified of the traffic using a CCR-U (Credit Control Request Request Update) command (step S7).
  • the acquisition unit 23a registers the time at which the CCR-U command was received and the traffic of the user terminal 40 in the traffic management table 221 (step S8).
  • the calculation unit 232 calculates the communication speed s and the first threshold Y, reads the second threshold X, and sets the traffic threshold. Further, the policy determination unit 235 determines a control policy according to the notified communication volume of the user terminal 40. Further, the timer management unit 234 sets a timer for monitoring the notification of the traffic (step S9).
  • the policy control device 20 notifies the relay device 10 of the traffic threshold and the control policy via the communication control unit 21 by using a CCA-U (Credit Control Answer-Update) command (step S10).
  • the relay device 10 applies the notified traffic threshold and the control policy (step S11).
  • the communication amount of the user terminal 40 is acquired by a push notification, the communication amount threshold is updated, and the relay amount is notified to the relay device 10. The operation up to will be described.
  • the timer management unit 234 sets the traffic threshold to 0. Further, the policy determination unit 235 refers to the traffic management table 221 and the control policy 224 to determine a control policy according to the traffic (step S12).
  • the policy control device 20 notifies the relay device 10 via the communication control unit 21 of the traffic threshold set to 0 and the control policy using an RAR (Re Auth Request) command (step S13).
  • the relay device 10 applies the notified communication amount threshold value and control policy (step S14), and notifies the communication control unit that the communication amount threshold value and the control policy have been updated using the RAA (Re @ Auth @ Answer) command.
  • a response is made to the policy control device 20 via the client 11 (step S15).
  • the traffic management unit 12 immediately determines that the traffic of the user terminal 40 has exceeded the traffic threshold set to 0 (step S16). Then, the communication amount notification unit 13 notifies the policy control device 20 of the communication amount using the CCR-U command via the communication control unit 11 (step S17). The policy control device 20 registers the time at which the CCR-U command was received and the traffic of the user terminal 40 in the traffic management table 221 (step S18).
  • the calculation unit 232 calculates the communication speed s and the first threshold Y, reads the second threshold X, and sets the traffic threshold. Further, the policy determination unit 235 determines a control policy according to the notified communication volume of the user terminal 40. Further, the timer management unit 234 sets a timer for monitoring the notification of the traffic (step S19).
  • the notification unit 23c uses the CCA-U command to notify the relay device 10 of the traffic threshold and the control policy via the communication control unit 21 (step S20).
  • the relay device 10 applies the notified traffic threshold and the control policy (step S21).
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure of the communication method according to the first embodiment. The flowchart of FIG. 14 is started, for example, at the timing when a packet is received from the relay device 10.
  • the policy control device 20 When receiving the packet notifying the traffic of the user terminal 40 from the relay device 10 (step S31), the policy control device 20 acquires the time of the notification of the traffic (step S32) and stores at least the traffic and the time. Registration processing of the communication amount and the time to be registered in the unit 22 (step S33).
  • the calculation unit 232 calculates the communication speed s using the notified communication amount (step S34), calculates the first threshold Y using the calculated communication speed s, and calculates the first threshold Y and the calculated first threshold Y.
  • a traffic threshold calculation process of comparing the second threshold X referred to from the storage unit 22 and calculating a traffic threshold of the next cycle is performed (step S35).
  • the policy determination unit 235 determines whether the traffic exceeds the traffic threshold with reference to the traffic management table 221 (step S36). If the traffic does not exceed the traffic threshold (step S36: No), the policy determination unit 235 determines a control policy without restriction (step S37). On the other hand, when the traffic exceeds the traffic threshold (Step S36: Yes), the policy determination unit 235 determines a control policy for performing band control according to the traffic (Step S38).
  • the timer management unit 234 sets a timer for monitoring the notification of the communication amount of the user terminal 40 (step S39), and the notifying unit 233 sends the determined control policy and the calculated communication amount threshold to the relay device 10. Notify (step S40). Thus, a series of notification processing ends.
  • FIG. 15 is a diagram showing a processing procedure of the registration and time registration processing shown in FIG.
  • the acquisition unit 231 repeats the processing of the loop 1 to register the traffic and the time for a certain period.
  • the processing of steps S41 to S47 is performed for each cycle k (1 ⁇ k ⁇ n).
  • the acquisition unit 231 initializes k, and receives a communication amount notification packet from the relay device 10 (step S42).
  • the acquisition unit 231 acquires the time of the communication amount notification (Step S43).
  • the acquiring unit 231 registers the acquired traffic and time in the traffic management table 221 in association with the identifier of the user terminal (step S44).
  • the calculation unit 232 calculates the communication speed (Step S45), and registers the time zone and the communication speed in which the communication speed was calculated in the communication speed table 222 (Step S46). Since the registration processing in this loop has been completed (step S47), 1 is added to n, and the processing of steps S42 to S46 is executed. Steps S41 to S47 are executed until k becomes n.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a processing procedure of the next traffic threshold calculation processing illustrated in FIG.
  • the calculation unit 232 refers to the traffic management table 221 (step S51), and acquires the traffic threshold 223 (second threshold X) of the time notification from the storage unit 22 (step S52). ). Then, the calculation unit 232 calculates a traffic threshold (first threshold Y) based on the communication speed of the latest one cycle (step S53).
  • the calculation unit 232 compares the value of the first threshold Y with the value of the second threshold X, and determines whether or not X ⁇ Y (Step S54). When determining that X ⁇ Y is not satisfied, that is, when determining that X> Y is satisfied (step S54: No), the calculation unit 232 sets Y to the traffic threshold (step S55), and ends the process. On the other hand, when determining that X ⁇ Y is satisfied (step S54: Yes), the calculation unit 232 sets X to the traffic threshold (step S56) and ends the process.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a processing procedure of the relay device 10. The flowchart in FIG. 17 is started, for example, at the timing when a packet is received from the user terminal 40.
  • the traffic management unit 12 receives the packet from the user terminal 40 (Step S61) and measures the traffic (Step S62). Further, the traffic management unit 12 determines whether the traffic exceeds the traffic threshold to which the traffic is applied (step S63).
  • step S63: Yes When the traffic exceeds the traffic threshold (step S63: Yes), the traffic notifying unit 13 notifies the policy control device 20 of the traffic (step S64), and the routing unit 14 transmits the traffic from the user terminal 40. The packet is transferred to the next hop (step S65). On the other hand, if the traffic does not exceed the traffic threshold (step S63: No), the process proceeds to step S65.
  • the policy control device 20 calculates the traffic threshold based on the traffic for a certain period in the past including the traffic acquired this time, and uses the calculated traffic threshold as the relay device. By notifying to 10, the setting of the traffic threshold value is performed. At this time, the policy control device 20 calculates the communication speed of the latest cycle, and a first threshold value that is a multiplication value of the communication speed and a target value of a notification cycle in which the communication amount is notified from the relay device 10; Among the second threshold values, which are the communication amounts when notifying the notification communication amount at regular time intervals, a threshold having a small value is set as the communication amount threshold.
  • the policy control device 20 sets the first threshold Y based on the communication speed of the latest cycle for the cycle in which the traffic increases, and sends the statistical information (the number of notification signals) in which the number of signals is suppressed. get.
  • the policy control device 20 can acquire the number of notification signals within a range not exceeding the processing capabilities of the policy control device 20 and the relay device 10.
  • the policy control device 20 sets the second threshold value X so that the number of times of notification of the signal amount can be maintained constant in a period in which the communication amount is small, and sets a certain number of pieces of statistical information (notification Signal number) in a timely manner.
  • the policy control device 20 suppresses the number of notification signals from the relay device 10 by dynamically setting the traffic threshold for the relay device 10 even during a time period when the user traffic increases. In this way, it is possible to appropriately acquire statistical information, and it is possible to eliminate a drop in the number of notification signals from the relay device 10 even in a time zone in which the amount of communication decreases significantly.
  • policy control device 20 obtains a notification signal from the relay device for notifying the traffic of the user terminal with an appropriate number of signals regardless of the increase or decrease in the traffic of the user terminal. can do.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a schematic configuration of the policy control device according to the second embodiment.
  • the policy control device 220 has a control unit 230 having the same function as the control unit 23, instead of the control unit 23 of the policy control device 20 shown in FIG. .
  • the control unit 230 has a calculation unit 2232.
  • the calculating unit 2232 calculates a communication speed indicating a change in the communication amount at predetermined intervals using the communication amount in the past certain period, and calculates a weighted moving average or an exponential moving average for each calculated communication speed. Weighting is performed to calculate a traffic threshold. Specifically, the calculation unit 2232 obtains the communication speed for each cycle, obtains the integrated value of the weight set for each cycle and the communication speed for each cycle, and sets the sum of the integrated values of all the cycles as the communication amount threshold. calculate.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a state in which the traffic volume of a certain user terminal 40 changes with the passage of time.
  • the traffic volume means an accumulated traffic volume obtained by accumulating the traffic volume of the user terminal 40 after the measurement is started.
  • the calculation unit 2232 sets a threshold (communication amount threshold) of the notification communication amount in the next cycle (target notification cycle T) based on the communication speed in the past certain period (see (1) in FIG. 19). At this time, calculation unit 2232 calculates the communication rate per period ⁇ t 1 ⁇ ⁇ t n, weighted according to the respective period ⁇ t 1 ⁇ ⁇ t n, by performing the communication speed of each cycle, the next Set the traffic threshold. As described above, the policy control device 220 determines the traffic threshold in consideration of the tendency of the communication speed in a certain period in the past in addition to the communication speed in the immediately preceding cycle. Thereby, the policy control device 220 can acquire the notification signal from the relay device that notifies the communication amount of the user terminal with an appropriate number of signals regardless of the increase or decrease of the communication amount of the user terminal.
  • a threshold communication amount threshold
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a state in which the traffic volume of a certain user terminal 40 changes with the passage of time.
  • FIG. 21 is a diagram showing a time change of the weight.
  • the calculation unit 2232 uses a weighted moving average that assigns a reduced weight to each data by a fixed amount (see (1) in FIG. 20). According to the weighted moving average, the calculation unit 2232 sets the weight of the time closest to the current to n with respect to the communication amount of the past n hours, sets the previous time to n-1, and sets the previous time to n-2. And finally reduce the weight to zero.
  • the calculating unit 2232 calculates the traffic threshold f (n) using the equation (2).
  • C n is a communication amount increment of the period ⁇ t n .
  • the calculating unit 2232 obtains the integrated value of the weight and the communication speed set for each cycle for each cycle, and calculates the sum of the integrated values as the communication amount threshold.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a state in which the traffic volume of a certain user terminal 40 changes with the passage of time.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a temporal change in weight.
  • the calculation unit 2232 uses an exponential moving average that assigns an exponentially reduced weight to each data (see (1) in FIG. 22). According to the exponential moving average, the calculation unit 2232 sets the weight of the time closest to the present time to (1- ⁇ ) n with respect to the traffic volume of the past n hours, and sets the preceding time to (1- ⁇ ) (n ⁇ 1 ). ), And the weight of the time before that is reduced as (1 ⁇ ) (n ⁇ 2) . Note that the weight does not become zero.
  • the calculation unit 2232 calculates the traffic threshold f (n) using the equation (3).
  • C n is a communication amount increment of the period ⁇ t n .
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating a processing procedure of the communication method according to the second embodiment. Steps S71 to S74 shown in FIG. 24 are the same processes as steps S31 to S34 shown in FIG.
  • the calculation unit 232 performs the next traffic threshold calculation process of weighting the communication speed by the weighted moving average or the exponential moving average, and calculating the traffic threshold f (n) of the next cycle (step S75).
  • Steps S76 to S80 are the same processing as steps S36 to S40 shown in FIG.
  • FIG. 25 is a diagram depicting a processing procedure of a next traffic threshold calculation processing illustrated in FIG. 24; As shown in FIG. 25, the calculation unit 2232 refers to the traffic management table 221 (Step S81). Then, the calculation unit 2232 repeats the process of the loop 1 in order to obtain the weighted integrated value of the communication speed in each cycle in the past fixed period. Here, the processing of steps S82 to S86 is performed for each cycle k (1 ⁇ k ⁇ n).
  • the calculation unit 2232 obtains the cycle and the communication speed from the storage unit 22 (Step S83), and calculates the weight of the obtained cycle (Step S84).
  • the calculating unit 2232 calculates the weight using the weighted moving average method or the exponential moving average.
  • the calculation unit 2232 calculates the sum of the integrated value of the acquired cycle weight and the acquired cycle communication speed (step S85). By this processing, the registration processing in this loop has been completed (step S86), so 1 is added to n, and the processing of steps S83 to S86 is executed. Steps S82 to S86 are executed until k becomes n. Then, the calculation unit 2232 derives the sum as the traffic threshold f (n) in the next cycle (step S87), and ends the process.
  • the policy control device 220 calculates the communication speed using the communication amount in the past fixed period, and weights the calculated communication speed by the weighted moving average or the exponential moving average. Then, a traffic threshold is calculated. Specifically, the policy control device 220 obtains the communication speed for each cycle, obtains the integrated value of the weight set for each cycle and the communication speed for each cycle, and communicates the sum of the obtained integrated values for all the cycles. It is calculated as an amount threshold.
  • the policy control device 220 dynamically determines the traffic threshold for the relay device 10 in consideration of the tendency of the communication speed in a certain past period. Thereby, the policy control device 220 can acquire the notification signal from the relay device that notifies the communication amount of the user terminal with an appropriate number of signals regardless of the increase or decrease of the communication amount of the user terminal.
  • Each component of the policy control devices 20 and 220 illustrated in FIGS. 4 and 18 is a functional concept, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. That is, the specific form of the distribution and integration of the functions of the policy control devices 20 and 220 is not limited to the illustrated one, and all or a part of the functions may be divided into functional units in arbitrary units according to various loads and usage conditions. Alternatively, they can be physically dispersed or integrated.
  • each processing performed in the policy control devices 20 and 220 may be realized by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU. Further, each processing performed in the policy control devices 20 and 220 may be realized as hardware by wired logic.
  • all or a part of the processes described as being performed automatically may be manually performed.
  • all or part of the processing described as being performed manually can be automatically performed by a known method.
  • the above-described and illustrated processing procedures, control procedures, specific names, and information including various data and parameters can be appropriately changed unless otherwise specified.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a computer on which the policy controllers 20 and 220 are implemented by executing a program.
  • the computer 1000 has, for example, a memory 1010 and a CPU 1020.
  • the computer 1000 has a hard disk drive interface 1030, a disk drive interface 1040, a serial port interface 1050, a video adapter 1060, and a network interface 1070. These components are connected by a bus 1080.
  • the memory 1010 includes a ROM (Read Only Memory) 1011 and a RAM 1012.
  • the ROM 1011 stores, for example, a boot program such as a BIOS (Basic Input Output System).
  • BIOS Basic Input Output System
  • the hard disk drive interface 1030 is connected to the hard disk drive 1090.
  • the disk drive interface 1040 is connected to the disk drive 1100.
  • a removable storage medium such as a magnetic disk or an optical disk is inserted into the disk drive 1100.
  • the serial port interface 1050 is connected to, for example, a mouse 1110 and a keyboard 1120.
  • the video adapter 1060 is connected to the display 1130, for example.
  • the hard disk drive 1090 stores, for example, an operating system (OS) 1091, an application program 1092, a program module 1093, and program data 1094. That is, a program that defines each process of the policy control devices 20 and 220 is implemented as a program module 1093 in which codes executable by the computer 1000 are described.
  • the program module 1093 is stored in, for example, the hard disk drive 1090.
  • a program module 1093 for executing the same processing as the functional configuration in the policy control devices 20 and 220 is stored in the hard disk drive 1090.
  • the hard disk drive 1090 may be replaced by an SSD (Solid State Drive).
  • the setting data used in the processing of the above-described embodiment is stored as the program data 1094 in, for example, the memory 1010 or the hard disk drive 1090. Then, the CPU 1020 reads out the program module 1093 and the program data 1094 stored in the memory 1010 and the hard disk drive 1090 to the RAM 1012 as needed, and executes them.
  • the program module 1093 and the program data 1094 are not limited to being stored in the hard disk drive 1090, but may be stored in, for example, a removable storage medium and read out by the CPU 1020 via the disk drive 1100 or the like. Alternatively, the program module 1093 and the program data 1094 may be stored in another computer connected via a network (LAN, Wide Area Network (WAN), or the like). Then, the program module 1093 and the program data 1094 may be read from another computer by the CPU 1020 via the network interface 1070.
  • LAN Local Area Network
  • WAN Wide Area Network
  • Reference Signs List 10 relay device 11 communication control unit 12 communication amount management unit 13 communication amount notification unit 14 routing unit 15 traffic control unit 20, 220 policy control device 21 communication control unit 22 storage unit 221 communication amount management table 222 communication speed table 223 Time notification Communication amount threshold 224 Control policy 23,230 Control unit 231 Acquisition unit 232,2322 Calculation unit 233 Notification unit 234 Timer management unit 235 Policy determination unit 30 Telecommunication line 40 User terminal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

ポリシー制御装置（２０）は、収容するユーザ端末の通信量が通信量閾値を超えた場合に、通信量を通知する中継装置から、通信量を取得する取得部（２３１）と、取得部（２３１）が今回取得した通信量を少なくとも含む過去の一定期間の通信量を用いて通信速度を算出し、算出した通信速度を基に通信量閾値を算出する算出部（２３２）と、算出部（２３２）が算出した通信量閾値を中継装置に通知する通知部（２３３）と、を有する。

Description

制御装置及び制御方法
　本発明は、制御装置及び制御方法に関する。
　モバイル端末の普及、オンライン動画配信やクラウドサービスの利用拡大により、通信インフラを流れるトラヒックが大幅に増加している。このトラヒック量の増加に対応するため、ネットワークにポリシー制御技術を適用して、ユーザ端末毎にトラヒックを制御している。
　ポリシー制御技術では、個々のパケットの内容が参照され、ユーザ端末毎あるいはアプリケーション毎に、通信帯域、優先クラス、通信量、ルーティング、または遮断等の制御ポリシーが制御される。例えば、制御ポリシーを管理するポリシー制御装置は、ユーザ端末を収容するルータからユーザ端末の通信量を取得して、通信量が多いユーザ端末の通信帯域を制限する制御ポリシーを中継装置（例えば、ルータ）に送信する。ルータは、受信した制御ポリシーに従って、対象ユーザ端末の通信帯域を制限する。
　３ＧＰＰ（3rd　Generation　Partnership　Project）において、ポリシー制御装置が通信量を取得する方式に、時刻方式と通信量方式とが規定されている（非特許文献１，２参照）。時刻方式では、一定時間が経過した際に、ルータがポリシー制御装置に通信量を通知する。
　一方、通信量方式では、ポリシー制御装置が指定した通信量閾値をユーザ端末の通信量が超過した場合に、ルータがポリシー制御装置に通信量を通知する。ここで、ユーザ端末の通信量には、時間帯によりばらつきがある（非特許文献３参照）。
　なお、ポリシー制御装置が単位時間当たりに処理可能な信号量には制限があるため、ルータからポリシー制御装置へ送信する信号数を抑制する必要がある。そこで、ポリシー制御装置に代わって、ルータがユーザ端末の通信量を管理して適用する制御ポリシーを判断することにより、ルータからポリシー制御装置へ送信する信号数を抑制する方式も提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この方式は、３ＧＰＰの標準動作には規定されていない。
　また、適時に信号数を抑制して通知する方式も提案されている（特許文献２参照）。この方式によれば、通信量が増大する時間帯では、適時に統計情報を取得することができるという改善効果が見られる。
特開２０１４－１５５０９６号公報 特開２０１７－１９５４７３号公報
"3GPP　TS23.203　ver.15.0.0"，［online］，［平成３０年８月１６日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：http://www.3gpp.org/ftp//Specs/archive/23_series/23.203/23203-f00.zip＞ "3GPP　TS29.212　ver.14.6.0　Release　14"，［online］，［平成３０年８月１６日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：http://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/129200_129299/129212/14.06.00_60/ts_129212v140600p.pdf＞ 「我が国のインターネットにおけるトラヒックの集計・試算（2017年11月の集計結果の公表）」，［online］，［平成３０年８月１６日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：http://www.soumu.go.jp/menu_news/s-news/02kiban04_04000225.html＞
　図２７は、通信量の時間依存性を示す図である。３ＧＰＰで規定されている通信量の取得の方式のうち、時刻方式によれば、ポリシー制御装置はルータへの制御ポリシーの送信を一定時間毎にしか行えないため、トラヒック制御の即時性がなかった（図２７の（１）参照）。そして、特許文献２記載の方式でも、ユーザ通信量が低減する時間帯、すなわち、通信量の減少が大きい時間帯においては、信号量の通知回数も大幅に低減するため、非特許文献１，２記載の方式同様、即時性が欠如する。
　一方、通信量方式によれば、ユーザ端末の通信量には、時間帯によりばらつきがあるため、ユーザ端末のトラヒックが集中する時間帯には、ルータからポリシー制御装置へ通信量を通知する回数が増大し信号数が増大していた（図２７の（２）参照）。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザ端末の通信量を通知する中継装置からの通知信号を、ユーザ端末の通信量の増減によらず、適切な信号数で取得することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る制御装置は、収容するユーザ端末の通信量が通信量閾値を超えた場合に、通信量を通知する中継装置から、通信量を取得する取得部と、取得部が今回取得した通信量を少なくとも含む過去の一定期間の通信量を用いて通信速度を算出し、算出した通信速度を基に通信量閾値を算出する算出部と、算出部が算出した通信量閾値を中継装置に通知する通知部と、を有することを特徴とする。
　本発明によれば、ユーザ端末の通信量を通知する中継装置からの通知信号を、ユーザ端末の通信量の増減によらず、適切な信号数で取得することができる。
図１は、実施の形態１に係る通信システムの概略構成を示す図である。 図２は、図１に示す中継装置の概略構成を示す模式図である。 図３は、図２に示す中継装置のメモリに保持される通信量のデータ構成を例示する図である。 図４は、実施の形態に係るポリシー制御装置の概略構成を示す図である。 図５は、通信量管理テーブルのデータ構成を例示する図である。 図６は、通信速度テーブルのデータ構成を例示する図である。 図７は、あるユーザ端末のトラヒック量が時刻の経過とともに推移する様子を例示する図である。 図８は、図１に示すポリシー制御装置によって設定される通信量閾値の時間依存を示す図である。 図９は、各通信量閾値を採用した際の中継装置からの通知信号数の時間依存性を示す図である。 図１０は、各通信量閾値を採用した際の中継装置からの通知信号数の時間依存性を示す図である。 図１１は、通信システムの動作を示すシーケンス図である。 図１２は、通信システムの動作を示すシーケンス図である。 図１３は、通信システムの動作を示すシーケンス図である。 図１４は、実施の形態１に係る通信方法の処理手順を示すフローチャートである。 図１５は、図１４に示す登録及び時刻の登録処理の処理手順を示す図である。 図１６は、図１５に示す次回通信量閾値算出処理の処理手順を示す図である。 図１７は、中継装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１８は、実施の形態２に係るポリシー制御装置の概略構成を示す図である。 図１９は、あるユーザ端末のトラヒック量が時刻の経過とともに推移する様子を例示する図である。 図２０は、あるユーザ端末のトラヒック量が時刻の経過とともに推移する様子を例示する図である。 図２１は、重みの時間変化を示す図である。 図２２は、あるユーザ端末のトラヒック量が時刻の経過とともに推移する様子を例示する図である。 図２３は、重みの時間変化を示す図である。 図２４は、実施の形態２に係る通信方法の処理手順を示すフローチャートである。 図２５は、図２４に示す次回通信量閾値算出処理の処理手順を示す図である。 図２６は、プログラムが実行されることにより、ポリシー制御装置が実現されるコンピュータの一例を示す図である。 図２７は、通信量の時間依存性を示す図である。
　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
［実施の形態］
［システム構成］
　図１は、実施の形態１に係る通信システムの概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態１に係る通信システムは、中継装置１０とポリシー制御装置２０（制御装置）とを有し、ＬＡＮ（Local　Area　Network）やインターネットなどの電気通信回線３０を介して相互に通信可能に接続されている。
　中継装置１０は、Ｗｅｂサービスを利用するユーザが使用するユーザ端末４０を収容している。この中継装置１０は、ＰＣＥＦ（Policy　and　Charging　Enforcement　Function）を有する。中継装置１０は、インターネットを介してＷｅｂサーバにアクセスする各ユーザ端末４０の通信量を測定し、ポリシー制御装置２０から通知された通信量閾値を超えた場合に、ポリシー制御装置２０に通信量を通知する。また、中継装置１０は、通信量に応じてポリシー制御装置２０から通知された制御ポリシーに従って、各ユーザ端末４０のトラヒックを制御する。
　ポリシー制御装置２０は、ＰＣＲＦ（Policy　and　Charging　Rules　Function）を有し、ユーザ端末４０毎のトラヒックを制御するための制御ポリシーを管理する。ポリシー制御装置２０は、中継装置１０から通知された各ユーザ端末４０の通信量に応じた制御ポリシーを決定して中継装置１０に通知する。また、ポリシー制御装置２０は、通信量閾値を算出して中継装置１０に通知し、ユーザ端末４０の通信量が通信量閾値を超えた場合に中継装置１０から通知される通信量を取得する。
［中継装置の構成］
　まず、中継装置１０の構成について説明する。図２は、図１に示す中継装置１０の概略構成を示す模式図である。図２に例示するように、中継装置１０は、通信制御部１１、通信量管理部１２、通信量通知部１３、ルーティング部１４、及びトラヒック制御部１５を備える。
　通信制御部１１は、ＮＩＣ（Network　Interface　Card）等で実現され、ポリシー制御装置２０やユーザ端末４０等の外部の装置とのＬＡＮやインターネットなどの電気通信回線を介した通信を制御する。
　通信量管理部１２、通信量通知部１３、ルーティング部１４、及び、トラヒック制御部１５は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等の電子回路や、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）等の集積回路を用いて実現される。
　通信量管理部１２は、ユーザ端末４０の通信量を測定して不図示のメモリに保持する。すなわち、通信量管理部１２は、通信制御部１１を介してユーザ端末４０から受信したパケットのパケットサイズをメモリに累積することにより、通信量を測定する。
　図３は、図２に示す中継装置１０のメモリに保持される通信量のデータ構成を例示する図である。図３に示すように、ユーザ端末４０を識別するユーザ識別子毎に、上り、下り及び総量の通信量が保持される。ここで、上りとは、ユーザ端末４０からネットワーク内部の方向へのトラヒックを意味する。下りとは、ネットワーク内部からユーザ端末４０へのトラヒックを意味する。総量とは、上り及び下りの合計を意味する。図３には、例えば「Ｘｘｘｘ」のユーザ端末４０について、上りの通信量が３００Ｍ、下りの通信量が１５００Ｍ、総量すなわち上りと下りと合計の通信量が１８００Ｍであることが例示されている。
　通信量管理部１２は、通信量通知部１３が受信した通信量閾値を超えた場合に、通信量通知部１３に通信量を通知する。通信量閾値については後述する。なお、通信量管理部１２は、通信量を通知した場合に、あわせてメモリに累積されている通信量を０にリセットする。
　通信量通知部１３は、ポリシー制御装置２０から通信制御部１１を介して、後述する通信量閾値及び制御ポリシーを受信する。また、通信量通知部１３は、通信量管理部１２から通信量を通知された場合に、通信制御部１１を介してポリシー制御装置２０に通知する。
　ルーティング部１４は、通信制御部１１を介してユーザ端末４０からパケットを受信したら、宛先ＩＰアドレスを参照してネクストホップを判定し、判定したネクストホップに送信する。
　トラヒック制御部１５は、通信量管理部１２が受信した制御ポリシーに従って、通信制御部１１を介してユーザ端末４０との間で送受されるパケットのトラヒックを制御する。
［ポリシー制御装置の構成］
　次に、ポリシー制御装置の構成について説明する。図４は、実施の形態に係るポリシー制御装置２０の概略構成を示す図である。ポリシー制御装置２０は、中継装置１０から通知された各ユーザ端末４０の通信量に応じた制御ポリシーを決定して中継装置１０に通知する。また、ポリシー制御装置２０は、後述する通知処理を実行し、通信量閾値を算出して中継装置１０に通知し、ユーザ端末４０の通信量が通信量閾値を超えた場合に中継装置１０から通知される通信量を取得する。図４に例示するように、このポリシー制御装置２０は、通信制御部２１、記憶部２２、及び制御部２３を備える。
　通信制御部２１は、ＮＩＣ等で実現され、ＬＡＮやインターネットなどの電気通信回線を介した中継装置１０等の外部の装置と制御部２３との通信を制御する。
　記憶部２２は、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、フラッシュメモリ（Flash　Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。なお、記憶部２２は、通信制御部２１を介して制御部２３と通信する構成でもよい。記憶部２２には、通信量管理テーブル２２１、通信速度テーブル２２２、時刻通知の通信量閾値２２３及び制御ポリシー２２４が記憶されている。
　通信量管理テーブル２２１は、ユーザ端末４０毎に、各時刻の通信量を記憶する。図５は、通信量管理テーブル２２１のデータ構成を例示する図である。図５に例示するように、通信量管理テーブル２２１は、ユーザ端末４０を識別するユーザ識別子、時刻及び通信量を含む。ユーザ識別子及び通信量は、中継装置１０から通知されたデータ（図３参照）が登録される。時刻とは、中継装置１０から通信量が通知された時刻を意味する。この時刻は、後述する取得部２３１が中継装置１０から通信量を取得する時刻に等しい。
　図５には、例えば、２０１８年５月２９日１９時５１分００秒に、「Ｘｘｘｘ」のユーザ端末４０について、上りの通信量３００Ｍ、下りの通信量１５００Ｍ、総量が１８００Ｍであることを示す通信量のデータが中継装置１０から通知されたことが示されている。
　通信速度テーブル２２２は、ユーザ端末毎に、各周期の通信速度を記憶する。図６は、通信速度テーブル２２２のデータ構成を例示する図である。図６に例示するように、通信速度テーブル２２２は、ユーザ端末４０を識別するユーザ識別子、周期及び通信速度を含む。周期とは、中継装置１０による通信量の通知周期を意味する。通信速度は、上りと下り加え、総量も含む。
　図６には、例えば、２０１８年５月２９日１９：００－２０：００の周期において、「Ｘｘｘｘ」のユーザ端末４０について、上りの通信速度５００Ｍ［ｂｐｓ］、下りの通信速度１０００Ｍ［ｂｐｓ］、総量が１５００Ｍ［ｂｐｓ］であることが示されている。
　時刻通知の通信量閾値２２３は、時刻方式において時刻毎に通知されると想定された通信量である。すなわち、時刻通知の通信量閾値２２３は、一定時刻毎に通知通信量を通知する場合の通信量である第２の閾値Ｘであり、各時刻で所定数の通知信号数が受信できるように周期毎に予め設定されている。例えば、２７００個のユーザ端末４０を、ポリシー制御装置２０下の中継装置１０が収容する場合には、時刻通知の通信量閾値は、ユーザ端末４０のトラヒックを基に、１時間あたり２７００個の通知信号が受信できるような通信量を第２の閾値として各周期で設定する。
　制御ポリシー２２４は、通信帯域、優先クラス、通信量、ルーティング、または遮断等のトラヒックの制御の内容を示す。ユーザ端末４０の通信量に応じた制御ポリシー２２４が決定され、中継装置１０に通知される。中継装置１０は、制御ポリシー２２４に従ってユーザ端末４０毎にトラヒックの制御を行う。
　制御部２３は、ＣＰＵ等を用いて実現され、メモリに記憶された処理プログラムを実行することにより、図４に例示するように、取得部２３１、算出部２３２、通知部２３３、タイマー管理部２３４及びポリシー判定部２３５として機能する。
　取得部２３１は、中継装置１０に収容されるユーザ端末４０の通信量が通信量閾値を超えた場合に通信量を通知する中継装置１０から、通信量を取得する。具体的に、取得部２３１は、中継装置１０から通知される通信量のデータ（図３参照）を、通信制御部２１を介して取得して、通信量管理テーブル２２１に格納する。
　算出部２３２は、取得部２３１が今回取得した通信量を含む過去の一定期間の通信量を基に通信量閾値を算出する。具体的には、算出部２３２は、今回取得された通信量と前回通信量が取得された時刻から今回通信量が取得された時刻までの通知間隔とを用いて単位時間あたりの通信量の変化を表す通信速度を算出する。言い換えると、算出部２３２は、直近の１周期の通信速度を算出する。そして、算出部２３２は、該通信速度と中継装置１０から通信量が通知される通知周期の目標値との乗算値である第１の閾値Ｙを求める。
　算出部２３２は、求めた第１の閾値Ｙと、一定時刻毎に通知通信量を通知する場合の通信量である第２の閾値Ｘとのうち、値が小さい閾値を通信量閾値とする。言い換えると、算出部２３２は、該通信速度と通知周期の目標値との乗算値と、時刻通知の通信量閾値２２３とのうち、値が小さい閾値を通信量閾値とする。
　通知部２３３は、算出部２３２が算出した通信量閾値を中継装置１０に通知する。なお、上述したように、中継装置１０は、測定しているユーザ端末４０の通信量が通知された該ユーザ端末４０に対する通信量閾値を超えた場合に、ユーザ端末４０の通信量をポリシー制御装置２０に通知する。したがって、ポリシー制御装置２０は、その処理性能を超えない頻度で、通信量を通知する信号を受信することができる。
　タイマー管理部２３４は、通信量閾値を通知した後、目標通知周期が経過しても中継装置１０から通信量が通知されない場合に、該中継装置１０に通知する通信量閾値を０に設定する。目標通知周期は、今回の通知から次回の通知までの通知周期の目標値である。
　具体的に、タイマー管理部２３４は、中継装置１０に通信量閾値を通知した際、中継装置１０からの通信量の通知を監視するため、目標通知周期Ｔ＋βのタイマーを設定する。ここで、βはサービス要件により規定される加算時間を表す。
　そして、タイマー管理部２３４は、タイマーが満了した場合に、通信量閾値を０に設定し、通知部２３３に通知する。例えば、ユーザ端末４０の通信量の変化の速度が低下して、タイマー満了時にも通信量が通信量閾値を超えていないと考えられる。この場合に、通信量閾値が０に更新されることにより、中継装置１０は直ちにポリシー制御装置２０に通信量を通知する。このようにして、ポリシー制御装置２０は、ユーザ端末４０の通信量をプッシュ通知により取得することができる。
　なお、ポリシー制御装置２０は、プッシュ通知により取得した通信量を用いて通信量閾値を再度算出することにより、トラヒック量の変化の速度に柔軟に対応して、通信量閾値を算出し、適用する制御ポリシー２２４を判定することができる。
　ポリシー判定部２３５は、制御ポリシー２２４を参照し、中継装置１０から通知された各ユーザ端末４０の通信量に応じて当該ユーザ端末４０に対して適用する制御ポリシーを決定し、通信制御部２１を介して中継装置１０に通知する。
［算出部の処理］
　次に、図４に示す算出部２３２の通信量閾値の算出処理について説明する。図７は、あるユーザ端末４０のトラヒック量が時刻の経過とともに推移する様子を例示する図である。トラヒック量とは、ユーザ端末４０について測定が開始されてからの通信量を累積した累積通信量を意味する。
　まず、第１の閾値Ｙの算出について説明する。中継装置１０から時刻ｔに通信量が通知された場合に、前回の通信量の通知時刻ｔ０から今回の通知時刻ｔまでの時間すなわち通知間隔をΔｔとして、単位時間あたりの通信量の変化を表す通信速度ｓは、時刻ｔに通知された通信量／Δｔにより算出される。
　算出された通信速度ｓを用いれば、次回の通知での通信量すなわちトラヒック量の増分は、通信速度ｓ×通知間隔Δｔと予測される。そこで、算出部２３２は、時刻ｔにおける今回の通知から次回の通知までの通知周期の目標値を、ポリシー制御装置２０の処理性能に応じて設定される目標通知周期Ｔとして、通知される通信量の予測値と等しくなるように、第１の閾値Ｙを算出する。すなわち、第１の閾値Ｙは、時刻ｔから目標通知周期Ｔが経過した時点での通信量の予測値を表し、（１）式で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、目標通知周期Ｔは、上述したように、ポリシー制御装置２０の処理性能に応じて設定される。例えば、目標通知周期Ｔは、全ユーザ端末４０のＧｘセッションの数／処理性能により算出される。ここで、Ｇｘセッションとは、ポリシー制御装置２０と中継装置１０との間で確立している制御ポリシー２２４を送信するためのセッションを意味する。
　続いて、算出部２３２は、記憶部２２の時刻通知の通信量閾値２２３から第２の閾値Ｘを参照する。第１の閾値Ｙと、第２の閾値Ｘとのうち、値が小さい閾値を通信量閾値として設定する。
　図８は、図１に示すポリシー制御装置２０によって設定される通信量閾値の時間依存を示す図である。図８に示す曲線Ｌ１は、第１の閾値Ｙに対応し、曲線Ｌ２は、第２の閾値Ｘに対応し、曲線Ｌ３は、本実施の形態１の手法によって設定された通信量閾値に対応する。
　ポリシー制御装置２０は、直前の周期（２３：００～１：００）において算出された第１の閾値Ｙ（図２の点Ｐ１参照）と、予め設定されている第２の閾値Ｘ（図２の点Ｐ２参照）との値を比較し、値が小さい第２の閾値Ｘを次の周期においても、中継装置１０に対する通信量閾値として採用する（図８の（１）参照）。図８の例では、ポリシー制御装置２０は、現在の周期（１：００～３：００）においては、この周期における第２の閾値Ｘ（図２の点Ｐ２´参照）を採用する。
　図９及び図１０は、各通信量閾値を採用した際の中継装置１０からの通知信号数の時間依存性を示す図である。図９において、曲線Ｍ１は、第１の閾値Ｙを通信量閾値として適用した場合を示し、曲線Ｍ２は、第２の閾値Ｘを通信量閾値として適用した場合を示し、曲線Ｍ３は、実施の形態１の方式を用いて設定した通信量閾値を適用した場合を示す。
　図９の周期Ｔ１は、Ｘ＞Ｙのため第１の閾値Ｙが設定された周期である（図９の（１）参照）。周期Ｔ１は、通信量が増大する時間帯であるものの、通信速度と中継装置１０から通信量が通知される通知周期の目標値との乗算値である第１の閾値Ｙを適用しているため、ポリシー制御装置２０は、信号数を抑制した統計情報（通知信号数）を取得することができる。一方、周期Ｔ２は、Ｘ≦Ｙのため第２の閾値Ｘが設定された周期である（図９の（２）参照）。周期Ｔ２では、通信量が少ない時間帯であるものの、信号量の通知回数を一定に維持することができるため、ポリシー制御装置２０は、一定数の統計情報（通知信号数）を取得することができる。
　このように、ポリシー制御装置２０は、中継装置１０に対する通信量閾値を動的に設定する。これによって、ユーザ通信量の減少が大きい時間帯であっても、中継装置１０からの通知信号数の落ち込みを解消することが可能になる（図１０の（１）参照）。また、ポリシー制御装置２０は、ユーザ通信量が増大する時間帯であっても、中継装置１０からの通知信号数を抑制しながら統計情報を適切に取得することが可能になる。
［通信システムの動作］
　図１１～図１３は、通信システムの動作を示すシーケンス図である。まず、図１１を参照し、中継装置１０が、ポリシー制御装置２０に新規にユーザ端末４０に対する通信量閾値の取得を要求し、通信量閾値の初期値を取得して適用するまでの動作について説明する。
　まず、中継装置１０は、ＣＣＲ－Ｉ（Credit　Control　Request-Initial）コマンドを用いて、ユーザ端末４０に対して適用する通信量閾値の取得を要求する（ステップＳ１）。ポリシー制御装置２０は、ＣＣＲ－Ｉコマンドを受信した時刻を通信量管理テーブル２２１に登録する（ステップＳ２）。
　ポリシー制御装置２０では、算出部２３２が、予め設定されている初期値を通信量閾値として設定する。また、ポリシー判定部２３５が、通信量管理テーブル２２１及び制御ポリシー２２４を参照し、ユーザ端末４０の通信量すなわち初期値０に応じた制御ポリシーを決定する。また、タイマー管理部２３４が、通信量の通知を監視するタイマーを設定する（ステップＳ３）。
　ポリシー制御装置２０は、通信制御部２１を介して中継装置１０に通信量閾値の初期値と制御ポリシーとを通知する（ステップＳ４）。中継装置１０は、通知された通信量閾値と制御ポリシーとを適用し、ユーザ端末４０の通信量の測定を開始する（ステップＳ５）。
　次に、図１２を参照して、中継装置１０がポリシー制御装置２０にユーザ端末４０の通信量を通知して、ポリシー制御装置２０から通知された通信量閾値を適用するまでの動作について説明する。
　中継装置１０では、通信量管理部１２がユーザ端末４０の通信量が通信量閾値を超過したことを検出した場合（ステップＳ６）、通信量通知部１３が通信制御部１１を介してポリシー制御装置２０に、ＣＣＲ－Ｕ（Credit　Control　Request-Update）コマンドを用いて通信量を通知する（ステップＳ７）。ポリシー制御装置２０では、取得部２３ａが、ＣＣＲ－Ｕコマンドを受信した時刻とユーザ端末４０の通信量とを通信量管理テーブル２２１に登録する（ステップＳ８）。
　ポリシー制御装置２０では、算出部２３２が、通信速度ｓ及び第１の閾値Ｙの算出を行い、第２の閾値Ｘを読み出して、通信量閾値を設定する。また、ポリシー判定部２３５が、通知されたユーザ端末４０の通信量に応じた制御ポリシーを決定する。また、タイマー管理部２３４が、通信量の通知を監視するタイマーを設定する（ステップＳ９）。
　ポリシー制御装置２０は、ＣＣＡ－Ｕ（Credit　Control　Answer-Update）コマンドを用いて、通信制御部２１を介して中継装置１０に通信量閾値と制御ポリシーとを通知する（ステップＳ１０）。中継装置１０は、通知された通信量閾値と制御ポリシーとを適用する（ステップＳ１１）。
　次に、図１３を参照して、ポリシー制御装置２０が設定したタイマーが満了した場合に、ユーザ端末４０の通信量をプッシュ通知で取得し、通信量閾値を更新して中継装置１０に通知するまでの動作について説明する。
　ポリシー制御装置２０では、タイマー管理部２３４が、タイマーの満了を検出すると、通信量閾値を０に設定する。また、ポリシー判定部２３５が、通信量管理テーブル２２１及び制御ポリシー２２４を参照し、通信量に応じた制御ポリシーを決定する（ステップＳ１２）。
　ポリシー制御装置２０は、通信制御部２１を介して中継装置１０に、ＲＡＲ（Re　Auth　Request）コマンドを用いて、０に設定された通信量閾値と制御ポリシーとを通知する（ステップＳ１３）。中継装置１０は、通知された通信量閾値と制御ポリシーとを適用し（ステップＳ１４）、ＲＡＡ（Re　Auth　Answer）コマンドを用いて、通信量閾値と制御ポリシーとを更新したことを、通信制御部１１を介してポリシー制御装置２０に応答する（ステップＳ１５）。
　中継装置１０では、通信量管理部１２が直ちに、０に設定された通信量閾値をユーザ端末４０の通信量が超過したと判定する（ステップＳ１６）。そして、通信量通知部１３が、通信制御部１１を介してポリシー制御装置２０に、ＣＣＲ－Ｕコマンドを用いて通信量を通知する（ステップＳ１７）。ポリシー制御装置２０は、ＣＣＲ－Ｕコマンドを受信した時刻とユーザ端末４０の通信量とを通信量管理テーブル２２１に登録する（ステップＳ１８）。
　ポリシー制御装置２０では、算出部２３２が、通信速度ｓ及び第１の閾値Ｙの算出を行い、第２の閾値Ｘを読み出して、通信量閾値を設定する。また、ポリシー判定部２３５が、通知されたユーザ端末４０の通信量に応じた制御ポリシーを決定する。また、タイマー管理部２３４が、通信量の通知を監視するタイマーを設定する（ステップＳ１９）。
　ポリシー制御装置２０では、通知部２３ｃが、ＣＣＡ－Ｕコマンドを用いて、通信制御部２１を介して中継装置１０に通信量閾値と制御ポリシーとを通知する（ステップＳ２０）。中継装置１０は、通知された通信量閾値と制御ポリシーとを適用する（ステップＳ２１）。
［通知処理］
　次に、図１４を参照して、ポリシー制御装置２０による通信量閾値の通知処理について説明する。図１４は、実施の形態１に係る通信方法の処理手順を示すフローチャートである。図１４のフローチャートは、例えば、中継装置１０からパケットを受信したタイミングで開始される。
　ポリシー制御装置２０は、中継装置１０からユーザ端末４０の通信量を通知するパケットを受信すると（ステップＳ３１）、通信量の通知の時刻を取得し（ステップＳ３２）、少なくとも通信量と時刻とを記憶部２２に登録する通信量及び時刻の登録処理（ステップＳ３３）。
　算出部２３２は、通知された通信量を用いて通信速度ｓを算出し（ステップＳ３４）、算出された通信速度ｓを用いて第１の閾値Ｙを算出し、算出した第１の閾値Ｙと記憶部２２から参照した第２の閾値Ｘとを比較して、次回周期の通信量閾値を算出する通信量閾値算出処理を行う（ステップＳ３５）。
　ポリシー判定部２３５は、通信量管理テーブル２２１を参照して通信量が通信量閾値を超過しているか否かを判定する（ステップＳ３６）。通信量が通信量閾値を超過していない場合には（ステップＳ３６：Ｎｏ）、ポリシー判定部２３５は、規制なしの制御ポリシーを決定する（ステップＳ３７）。一方、通信量が通信量閾値を超過している場合には（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）、ポリシー判定部２３５は、通信量に応じて帯域制御を行う制御ポリシーを決定する（ステップＳ３８）。
　タイマー管理部２３４が、ユーザ端末４０の通信量の通知を監視するためのタイマーを設定する（ステップＳ３９）とともに、通知部２３３が、決定した制御ポリシーと算出した通信量閾値とを中継装置１０に通知する（ステップＳ４０）。これにより、一連の通知処理が終了する。
［通信量及び時刻の登録処理の処理手順］
　次に、登録及び時刻の登録処理（図１４のステップＳ３３）の処理手順について説明する。図１５は、図１４に示す登録及び時刻の登録処理の処理手順を示す図である。図１５に示すように、取得部２３１は、一定期間の通信量及び時刻を登録するため、ループ１の処理を繰り返す。ここでは、周期ｋ（１≦ｋ≦ｎ）毎にステップＳ４１～ステップＳ４７の処理を行う。まず、取得部２３１は、ｋを初期化し、中継装置１０から通信量通知のパケットを受信する（ステップＳ４２）。
　続いて、取得部２３１は、通信量通知の時刻を取得する（ステップＳ４３）。取得部２３１は、取得した通信量及び時刻を、ユーザ端末の識別子に対応付けて通信量管理テーブル２２１に登録する（ステップＳ４４）。続いて、算出部２３２は、通信速度を算出し（ステップＳ４５）、通信速度を算出した時間帯と通信速度とを通信速度テーブル２２２に登録する（ステップＳ４６）。このループにおける登録処理は終了したため（ステップＳ４７）、ｎに１を加算して、ステップＳ４２～ステップＳ４６の処理を実行する。ステップＳ４１～ステップＳ４７の処理は、ｋがｎになるまで実行される。
［次回通信量閾値算出処理の処理手順］
　次に、次回通信量閾値算出処理（図１４のステップＳ３５）の処理手順について説明する。図１６は、図１５に示す次回通信量閾値算出処理の処理手順を示す図である。図１６に示すように、算出部２３２は、通信量管理テーブル２２１を参照するとともに（ステップＳ５１）、時刻通知の通信量閾値２２３（第２の閾値Ｘ）を記憶部２２から取得する（ステップＳ５２）。そして、算出部２３２は、直近の１周期の通信速度を基づく通信量閾値（第１の閾値Ｙ）を算出する（ステップＳ５３）。
　算出部２３２は、第１の閾値Ｙと第２の閾値Ｘとの値を比較し、Ｘ≦Ｙであるか否かを判定する（ステップＳ５４）。算出部２３２は、Ｘ≦Ｙでないと判定した場合、すなわち、Ｘ＞Ｙであると判定した場合（ステップＳ５４：Ｎｏ）、通信量閾値にＹを設定する（ステップＳ５５）、処理を終了する。一方、算出部２３２は、Ｘ≦Ｙであると判定した場合（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、通信量閾値にＸを設定して（ステップＳ５６）、処理を終了する。
［中継装置における処理手順］
　次に、図１７を参照して、ポリシー制御装置２０から通信量閾値を通知された後の中継装置１０の処理について説明する。図１７は、中継装置１０の処理手順を示すフローチャートである。図１７のフローチャートは、例えば、ユーザ端末４０からパケットを受信したタイミングで開始される。
　中継装置１０では、通信量管理部１２が、ユーザ端末４０からのパケットを受信して（ステップＳ６１）、通信量を測定する（ステップＳ６２）。また、通信量管理部１２が、通信量が適用されている通信量閾値を超過しているか否かを判定する（ステップＳ６３）。
　通信量が通信量閾値を超過している場合（ステップＳ６３：Ｙｅｓ）、通信量通知部１３がポリシー制御装置２０に通信量を通知する（ステップＳ６４）とともに、ルーティング部１４がユーザ端末４０からのパケットをネクストホップに転送する（ステップＳ６５）。一方、通信量が通信量閾値を超過していない場合には（ステップＳ６３：Ｎｏ）、ステップＳ６５に処理を進める。
［実施の形態１の効果］
　このように、本実施の形態１に係るポリシー制御装置２０は、今回取得した通信量を含む過去の一定期間の通信量を基に、通信量閾値を算出し、算出した通信量閾値を中継装置１０に通知することで、通信量閾値の設定を行う。この際、ポリシー制御装置２０は、直近の周期の通信速度を算出し、該通信速度と中継装置１０から通信量が通知される通知周期の目標値との乗算値である第１の閾値と、一定時刻毎に通知通信量を通知する場合の通信量である第２の閾値とのうち、値が小さい閾値を通信量閾値とする。
　すなわち、ポリシー制御装置２０は、通信量が増大する周期に対しては、直近の周期の通信速度に基づく第１の閾値Ｙを設定して、信号数を抑制した統計情報（通知信号数）を取得する。ポリシー制御装置２０は、ポリシー制御装置２０及び中継装置１０の処理能力を超えない範囲の通知信号数を取得できる。一方、ポリシー制御装置２０は、通信量が少ない周期に対しては、信号量の通知回数を一定に維持することができるように第２の閾値Ｘを設定して、一定数の統計情報（通知信号数）を適時取得する。
　上記のように、ポリシー制御装置２０は、中継装置１０に対する通信量閾値を動的に設定することによって、ユーザ通信量が増大する時間帯であっても、中継装置１０からの通知信号数を抑制しながら統計情報を適切に取得でき、通信量の減少が大きい時間帯であっても中継装置１０からの通知信号数の落ち込みを解消することが可能になる。
　したがって、本実施の形態１によれば、ポリシー制御装置２０は、ユーザ端末の通信量を通知する中継装置からの通知信号を、ユーザ端末の通信量の増減によらず、適切な信号数で取得することができる。
［実施の形態２］
　次に、実施の形態２について説明する。図１８は、実施の形態２に係るポリシー制御装置の概略構成を示す図である。
　図１８に示すように、本実施の形態２に係るポリシー制御装置２２０は、図２に示すポリシー制御装置２０の制御部２３に代えて、制御部２３と同様の機能を有する制御部２３０を有する。なお、実施の形態２では、記憶部２２に、時刻通知の通信量閾値２２３を登録する必要はない。制御部２３０は、算出部２２３２を有する。
　算出部２２３２は、過去の一定期間の通信量を用いて、通信量の変化を表す通信速度を所定の周期毎に算出し、算出した各通信速度に対して、加重移動平均または指数移動平均による重み付けを行い、通信量閾値を算出する。具体的には、算出部２２３２は、周期毎に通信速度を求め、周期毎に設定された重みと通信速度との積算値を周期毎に求め、全周期の積算値の和を通信量閾値として算出する。
［算出部の処理］
　まず、算出部２２３２による通信量閾値の算出処理について説明する。図１９は、あるユーザ端末４０のトラヒック量が時刻の経過とともに推移する様子を例示する図である。トラヒック量とは、ユーザ端末４０について測定が開始されてからの通信量を累積した累積通信量を意味する。
　算出部２２３２は、過去の一定期間の通信速度から、次回周期（目標通知周期Ｔ）の通知通信量の閾値（通信量閾値）を設定する（図１９の（１）参照）。この際、算出部２２３２は、周期Δｔ１～Δｔｎ毎に通信速度を算出し、それぞれの周期Δｔ１～Δｔｎに応じた重み付けを、各周期の通信速度に対して行うことで、次回の通信量閾値を設定する。このように、ポリシー制御装置２２０は、直前の周期の通信速度に加え、過去の一定期間の通信速度の傾向を考慮の上、通信量閾値を決定する。これによって、ポリシー制御装置２２０は、ユーザ端末の通信量を通知する中継装置からの通知信号を、ユーザ端末の通信量の増減によらず、適切な信号数で取得することができる。
［第１の処理例］
　ここで、算出部２２３２による通信量閾値の算出処理の例について説明する。図２０は、あるユーザ端末４０のトラヒック量が時刻の経過とともに推移する様子を例示する図である。図２１は、重みの時間変化を示す図である。算出部２２３２は、図２０及び図２１に示すように、個々のデータに一定量ずつ減らした重みを付ける加重移動平均を用いる（図２０の（１）参照）。算出部２２３２は、加重移動平均に従い、過去ｎ時間の通信量に対し、最も現在に近い時間の重みをｎとし、その前の時間をｎ－１、その前々の時間をｎ－２のように重みを減らしていき、最終的に重みをゼロにする。
　算出部２２３２は、（２）式を用いて通信量閾値ｆ（ｎ）を算出する。Ｃｎは、周期Δｔｎの通信量増分である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　このように、算出部２２３２は、周期毎に設定された重みと通信速度との積算値を周期毎に求め、積算値の和を通信量閾値として算出する。
［第２の処理例］
　次に、算出部２２３２による通信量閾値の算出処理の他の例について説明する。図２２は、あるユーザ端末４０のトラヒック量が時刻の経過とともに推移する様子を例示する図である。図２３は、重みの時間変化を示す図である。算出部２２３２は、図２２及び図２３に示すように、個々のデータに指数関数的に減少した重みを付ける指数移動平均を用いる（図２２の（１）参照）。算出部２２３２は、指数移動平均にしたがい、過去ｎ時間の通信量に対し、最も現在に近い時間の重みを（１－α）ｎとし、その前の時間を（１－α）（ｎ－１）とし、その前々の時間を（１－α）（ｎ－２）のように重みを減らしていく。なお、重みは０にはならない。
　算出部２２３２は、（３）式を用いて通信量閾値ｆ（ｎ）を算出する。Ｃｎは、周期Δｔｎの通信量増分である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
［通知処理］
　次に、図２４を参照して、ポリシー制御装置２２０による通信量閾値の通知処理について説明する。図２４は、実施の形態２に係る通信方法の処理手順を示すフローチャートである。図２４に示すステップＳ７１～ステップＳ７４は、図１４に示すステップＳ３１～ステップＳ３４と同じ処理である。
　算出部２３２は、通信速度に対して加重移動平均または指数移動平均による重み付けを行い、次回周期の通信量閾値ｆ（ｎ）を算出する次回通信量閾値算出処理を行う（ステップＳ７５）。ステップＳ７６～ステップＳ８０は、図１４に示すステップＳ３６～ステップＳ４０と同じ処理である。
［次回通信量閾値算出処理の処理手順］
　次に、次回通信量閾値算出処理（図２４のステップＳ７５）の処理手順について説明する。図２５は、図２４に示す次回通信量閾値算出処理の処理手順を示す図である。図２５に示すように、算出部２２３２は、通信量管理テーブル２２１を参照する（ステップＳ８１）。そして、算出部２２３２は、過去の一定期間における各周期の通信速度の重み付け積算値を取得するため、ループ１の処理を繰り返す。ここでは、周期ｋ（１≦ｋ≦ｎ）毎にステップＳ８２～ステップＳ８６の処理を行う。
　まず、算出部２２３２は、記憶部２２から周期及び通信速度の取得を行い（ステップＳ８３）、取得した周期の重みの算出を行う（ステップＳ８４）。算出部２２３２は、加重移動平均法または指数移動平均を用いて重みを算出する。
　算出部２２３２は、取得した周期の重みと、取得した周期の通信速度との積算値の和を算出する（ステップＳ８５）。この処理により、このループにおける登録処理は終了したため（ステップＳ８６）、ｎに１を加算して、ステップＳ８３～ステップＳ８６の処理を実行する。ステップＳ８２～ステップＳ８６の処理は、ｋがｎになるまで実行される。そして、算出部２２３２は、和を次回周期の通信量閾値ｆ（ｎ）として導出し（ステップＳ８７）、処理を終了する。
［実施の形態２の効果］
　このように、実施の形態２では、ポリシー制御装置２２０は、過去の一定期間の通信量を用いて通信速度を算出し、算出した通信速度に対して、加重移動平均または指数移動平均による重み付けを行い、通信量閾値を算出する。具体的には、ポリシー制御装置２２０は、周期毎に通信速度を求め、周期毎に設定された重みと通信速度との積算値を周期毎に求め、求めた全周期の積算値の和を通信量閾値として算出する。
　上記のように、ポリシー制御装置２２０は、中継装置１０に対する通信量閾値を、過去の一定期間の通信速度の傾向を考慮の上で動的に決定する。これによって、ポリシー制御装置２２０は、ユーザ端末の通信量を通知する中継装置からの通知信号を、ユーザ端末の通信量の増減によらず、適切な信号数で取得することができる。
［実施の形態のシステム構成について］
　図４及び図１８に示したポリシー制御装置２０，２２０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ように構成されていることを要しない。すなわち、ポリシー制御装置２０，２２０の機能の分散及び統合の具体的形態は図示のものに限られず、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または統合して構成することができる。
　また、ポリシー制御装置２０，２２０において行われる各処理は、全部または任意の一部が、ＣＰＵ及びＣＰＵにより解析実行されるプログラムにて実現されてもよい。また、ポリシー制御装置２０，２２０において行われる各処理は、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てもよい。
　また、実施の形態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行うこともできる。もしくは、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行うこともできる。この他、上述及び図示の処理手順、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適宜変更することができる。
［プログラム］
　図２６は、プログラムが実行されることにより、ポリシー制御装置２０，２２０が実現されるコンピュータの一例を示す図である。コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０、ＣＰＵ１０２０を有する。また、コンピュータ１０００は、ハードディスクドライブインタフェース１０３０、ディスクドライブインタフェース１０４０、シリアルポートインタフェース１０５０、ビデオアダプタ１０６０、ネットワークインタフェース１０７０を有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。
　メモリ１０１０は、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）１０１１及びＲＡＭ１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic　Input　Output　System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０９０に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１１００に接続される。例えば磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が、ディスクドライブ１１００に挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０は、例えばマウス１１１０、キーボード１１２０に接続される。ビデオアダプタ１０６０は、例えばディスプレイ１１３０に接続される。
　ハードディスクドライブ１０９０は、例えば、ＯＳ（Operating　System）１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３、プログラムデータ１０９４を記憶する。すなわち、ポリシー制御装置２０，２２０の各処理を規定するプログラムは、コンピュータ１０００により実行可能なコードが記述されたプログラムモジュール１０９３として実装される。プログラムモジュール１０９３は、例えばハードディスクドライブ１０９０に記憶される。例えば、ポリシー制御装置２０，２２０における機能構成と同様の処理を実行するためのプログラムモジュール１０９３が、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。なお、ハードディスクドライブ１０９０は、ＳＳＤ（Solid　State　Drive）により代替されてもよい。
　また、上述した実施の形態の処理で用いられる設定データは、プログラムデータ１０９４として、例えばメモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、メモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して実行する。
　なお、プログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される場合に限らず、例えば着脱可能な記憶媒体に記憶され、ディスクドライブ１１００等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。或いは、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、ネットワーク（ＬＡＮ、ＷＡＮ（Wide　Area　Network）等）を介して接続された他のコンピュータに記憶されてもよい。そして、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、他のコンピュータから、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。
　以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
　１０　中継装置
　１１　通信制御部
　１２　通信量管理部
　１３　通信量通知部
　１４　ルーティング部
　１５　トラヒック制御部
　２０，２２０　ポリシー制御装置
　２１　通信制御部
　２２　記憶部
　２２１　通信量管理テーブル
　２２２　通信速度テーブル
　２２３　時刻通知の通信量閾値
　２２４　制御ポリシー
　２３，２３０　制御部
　２３１　取得部
　２３２，２２３２　算出部
　２３３　通知部
　２３４　タイマー管理部
　２３５　ポリシー判定部
　３０　電気通信回線
　４０　ユーザ端末

Claims (8)

  1. 　収容するユーザ端末の通信量が通信量閾値を超えた場合に、前記通信量を通知する中継装置から、前記通信量を取得する取得部と、
    　前記取得部が今回取得した通信量を少なくとも含む過去の一定期間の通信量を用いて通信速度を算出し、算出した通信速度を基に前記通信量閾値を算出する算出部と、
    　前記算出部が算出した前記通信量閾値を前記中継装置に通知する通知部と、
    　を有することを特徴とする制御装置。
  2. 　前記算出部は、今回取得された通信量と前回通信量が取得された時刻から今回通信量が取得された時刻までの通知間隔とを用いて単位時間あたりの通信量の変化を表す通信速度を算出し、該通信速度と前記中継装置から通信量が通知される通知周期の目標値との乗算値である第１の閾値と、一定時刻毎に通知通信量を通知する場合の通信量である第２の閾値とのうち、値が小さい閾値を前記通信量閾値とすることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記通知周期の目標値は、当該制御装置の処理性能に応じて設定されることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  4. 　前記算出部は、前記過去の一定期間の通信量を用いて、通信量の変化を表す通信速度を所定の周期毎に算出し、算出した各通信速度に対して、加重移動平均または指数移動平均による重み付けを行い、前記通信量閾値を算出することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  5. 　前記算出部は、周期毎に前記通信速度を求め、周期毎に設定された重みと前記通信速度との積算値を周期毎に求め、求めた全周期の積算値の和を前記通信量閾値として算出することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
  6. 　制御装置が実行する制御方法であって、
    　収容するユーザ端末の通信量が通信量閾値を超えた場合に、前記通信量を通知する中継装置から、前記通信量を取得する取得工程と、
    　前記取得工程において今回取得された通信量を少なくとも含む過去の一定期間の通信量を用いて通信速度を算出し、算出した通信速度を基に前記通信量閾値を算出する算出工程と、
    　前記算出工程において算出された前記通信量閾値を前記中継装置に通知する通知工程と、
    　を含んだことを特徴とする制御方法。
  7. 　前記算出工程は、今回取得された通信量と前回通信量が取得された時刻から今回通信量が取得された時刻までの通知間隔とを用いて単位時間あたりの通信量の変化を表す通信速度を算出し、該通信速度と前記中継装置から通信量が通知される通知周期の目標値との乗算値である第１の閾値と、一定時刻毎に通知通信量を通知する場合の通信量である第２の閾値とのうち、値が小さい閾値を前記通信量閾値とすることを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
  8. 　前記算出工程は、前記過去の一定期間の通信量を用いて、通信量の変化を表す通信速度を所定の周期毎に算出し、算出した各通信速度に対して、加重移動平均または指数移動平均による重み付けを行い、前記通信量閾値を算出することを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
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