JP2015002397A - 通信装置及び通信システム及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯域保証されたネットワークにおけるデータ転送において、エンドユーザ間の通信として、ＴＣＰ通信が使用された場合においてもネットワークの帯域を有効利用する。【解決手段】 距離遅延相当分の基準ＲＴＴの測定のため、送信パケットに優先度を付加する優先度付加部を備え、優先度付加部により付加された高優先度パケットによる基準ＲＴＴ測定を行う。ＴＣＰフロー毎にネットワークにおけるキューイング遅延を測定し、測定したキューイング遅延があらかじめ設定された閾値以上である場合、輻輳状態と判定する。あらかじめ設定された保証帯域と輻輳状態に基づいた動的な送信帯域制御を行うことにより、ネットワーク帯域の有効利用を図る。【選択図】 図５

Description

本発明は、通信装置及び通信システム及び通信方法に係り、特に、パケット転送ネットワークを構成するエッジノード装置におけるパケット制御技術に関する。

レイヤ３ネットワークにおける帯域保証・ベストエフォートサービスを実現する方法として、例えば、ＩＥＴＦ（ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）のＲＦＣ２５９７に記されているＡＦ（Ａｓｓｕｒｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）がある（非特許文献１）。ＡＦは、エッジノードにおける保証帯域以上のパケットへのマーキングと中継ノードにおける輻輳時のマーキングパケットの優先廃棄とによって、帯域保証・ベストエフォートサービスの実現を可能としている。

Ｊ．Ｈｅｉｎａｎｅｎ， ｅｔ ａｌ．"Ａｓｓｕｒｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ＰＨＢ Ｇｒｏｕｐ"，ＩＥＴＦ，ＲＦＣ ２５９７，Ｊｕｎｅ １９９９．

エンドユーザ間の通信としては、標準的なトランスポートプロトコルであるＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が用いられる場合が多い。ＴＣＰでは、ウィンドウサイズをパケット廃棄に応じて自律的に変化させる帯域制御が行われる。ＡＦが適用されたネットワークにおけるＴＣＰ通信では、パケット廃棄が発生しなければ、ウィンドウサイズを増加させ続け、送信帯域が、保証帯域以上となった場合には、保証帯域以上分の送信帯域についてはマーキングをするといった動作となる。マーキングされたパケットは、輻輳発生時、優先廃棄対象であり、積極的に廃棄される。ＴＣＰ通信においては、パケット廃棄が発生すると、ウィンドウサイズを減少させ、スループットを低下させることで輻輳状態から回復を試みる機構があるので、より輻輳制御機能が効きすぎてしまう場合があるといった結果となる。
つまり、ＡＦの適用により、帯域保証・ベストエフォートサービスを提供しようとしても、エンドユーザの端末間通信として、ＴＣＰ通信が使用された場合においては、ＴＣＰ通信における輻輳制御機構によって、帯域保証された帯域を十分に活用できない場合があるといった課題がある。
本発明の目的は、以上の点に鑑み、帯域保証されたネットワークにおけるデータ転送において、エンドユーザ間の通信として、帯域保証及びベストエフォートサービスを実現可能な通信装置及び通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の解決手段によると、
通信装置であって、
ユーザ端末と、ユーザ端末間の通信帯域が帯域保証され且つパケットの優先制御機能を備えた中継ノードを有する帯域保証ネットワークとの間に設けられ、
フロー毎のＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を測定する機能を有し、最高優先度が付加された特定パケットの送信時刻と該特定パケットの確認応答パケットの受信時刻により前記帯域保証ネットワークにおける距離遅延相当分の基準ＲＴＴ測定を行い、及び、データパケットについて測定したデータパケットＲＴＴと、前記基準ＲＴＴとの差分を算出することにより、キューイング遅延を算出し、前記キューイング遅延があらかじめ設定された閾値以上である場合、輻輳状態と判定して輻輳状態通知を出力する輻輳判定部と、
帯域保証情報をフロー毎に保持する帯域情報保持部と、
前記輻輳判定部が出力する輻輳状態通知と、前記帯域情報保持部からの帯域保証情報と、に基づいてパケットの送信帯域を決定する送信帯域管理部と
を備えた通信装置が提供される。

本発明の第２の解決手段によると、
通信システムであって、
第１のユーザ端末と第２のユーザ端末との間の通信帯域が帯域保証され、且つ、パケット送信の優先制御機能を備えた中継ノードを有する帯域保証ネットワークと、
前記帯域保証ネットワーク接続され、前記第１のユーザ端末と前記第２のユーザ端末との間にそれぞれ設けられた第１及び第２のエッジノードと、
を備え、
前記第１のエッジノードは、
フロー毎のＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を測定する機能を有し、最高優先度が付加された特定パケットの送信時刻と該特定パケットの確認応答パケットの受信時刻により前記帯域保証ネットワークにおける距離遅延相当分の基準ＲＴＴ測定を行い、及び、データパケットについて測定したデータパケットＲＴＴと、前記基準ＲＴＴとの差分を算出することにより、キューイング遅延を算出し、前記キューイング遅延があらかじめ設定された閾値以上である場合、輻輳状態と判定して輻輳状態通知を出力する輻輳判定部と、
前記保証された通信帯域である帯域保証情報をフロー毎に保持する帯域情報保持部と、
前記輻輳判定部が出力する輻輳状態通知と、前記帯域情報保持部からの帯域保証情報と、に基づいてパケットの送信帯域を決定する送信帯域管理部と
を備えた通信システムが提供される。

本発明の第３の解決手段によると、
通信装置における通信方法であって、
前記通信装置は、
ユーザ端末と、ユーザ端末間の通信帯域が帯域保証され且つパケットの優先制御機能を備えた中継ノードを有する帯域保証ネットワークとの間に設けられ、
フロー毎のＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を測定する機能を有し、最高優先度が付加された特定パケットの送信時刻と該特定パケットの確認応答パケットの受信時刻により前記帯域保証ネットワークにおける距離遅延相当分の基準ＲＴＴ測定を行い、
データパケットについて測定したデータパケットＲＴＴと、前記基準ＲＴＴとの差分を算出することにより、キューイング遅延を算出し、前記キューイング遅延があらかじめ設定された閾値以上である場合、輻輳状態と判定して輻輳状態通知を出力し、
帯域保証情報をフロー毎に保持し、
前記輻輳状態通知と、前記帯域保証情報と、に基づいてパケットの送信帯域を決定する
ことを特徴とする通信方法が提供される。

本発明によると、帯域保証されたネットワークにおけるデータ転送において、エンドユーザ間の通信として、帯域保証及びベストエフォートサービスを実現可能な通信装置及び通信システム及び通信方法を提供することができる。

エッジノードが設置された通信ネットワークの一例を示す図。 本実施例におけるエッジノード１１０の内部構成を示すブロック図。 通信開始時におけるエッジノード１１０の動作と、装置間のパケット転送をイメージした図。 ＤＡＴＡパケット受信時におけるエッジノード１１０の動作と、装置間のパケット転送をイメージした図。 本実施例において、帯域保証ネットワーク１４０の輻輳状態を判定し、ＤＡＴＡパケット送信時の送信帯域制御へのフィードバック動作のシーケンス図。 実施例２において、帯域保証ネットワーク１４０の輻輳状態を判定し、ＤＡＴＡパケット送信時の送信帯域制御へのフィードバック動作のシーケンス図。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

Ａ．概要

本実施の形態は、特に、エンドユーザ間の通信として、ＴＣＰプロトコルを使用した場合において、帯域保証・ベストエフォートサービスを実現する技術に関する。

本実施例のエッジノードは、
ユーザ端末とユーザ端末との間の通信帯域が帯域保証され、かつ、パケット送信の優先制御機能を備えた中継ノードによって構成される帯域保証ネットワークと接続され、前記ユーザ端末と前記ユーザ端末との間に設けられたエッジノードであって、
前記保証された通信帯域である保証帯域をＴＣＰフロー毎に保持する帯域情報保持部と、
前記ＴＣＰフロー毎に、前記帯域保証ネットワークにおけるキューイング遅延を測定し、前記測定したキューイング遅延があらかじめ設定された閾値以上である場合、輻輳状態と判定し、輻輳状態を通知する輻輳判定部と、
前記輻輳判定部が出力する輻輳状態通知と、前記帯域情報保持部からの保証帯域と、に基づいて送信帯域を決定する送信帯域管理部とを有する。
また、前記輻輳判定部が、前記キューイング遅延を測定するため、前記ＴＣＰフロー毎のＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を測定する機能を有し、データパケットについて測定したＲＴＴと、あらかじめ測定した前記帯域保証ネットワークにおける距離遅延相当分の基準ＲＴＴとの差分を算出することにより、前記キューイング遅延を算出することができる。
また、前記距離遅延相当分の基準ＲＴＴの測定のため、送信パケットに優先度を付加する優先度付加部を備え、前記優先度付加部により付加された高優先度パケットによる基準ＲＴＴ測定を行うことができる。
また、前記優先度付加部により優先度が付加されるパケットとして、３ｗａｙ−ｈａｎｄｓｈａｋｅパケットを用いることができる。
ひとつの実施例では、前記送信帯域管理部における送信帯域決定の際、前記輻輳状態通知がない状態、即ち、前記帯域保証ネットワークにおいて、余剰帯域があると判断された場合、前記送信帯域を一定の割合で増加した送信帯域とすることができる。
別の実施例では、前記送信帯域管理部における送信帯域決定の際、前記輻輳状態通知がない状態、即ち、前記帯域保証ネットワークにおいて、余剰帯域があると判断された場合、前記送信帯域を一定の割合で増加した送信帯域とするとともに、
前記輻輳状態通知がある状態、即ち、前記帯域保証ネットワークにおいて、輻輳が発生していると判断された場合、前記送信帯域を一定の割合で減少した送信帯域とすることができる。

Ｂ．実施の形態

図１は、エッジノードが設置された通信ネットワークの１例を示す。
本実施例は、図１に示すように、エッジノード１１０、１１１と、帯域保証ネットワーク１４０と、帯域管理サーバ１３０と、ユーザ端末１０１〜１０４を備える。
帯域保証ネットワーク１４０は、帯域保証されたネットワークであり、中継ノード（コアノード）１２０を含む。中継ノード１２０は、複数存在してよい。また、中継ノード１２０は、優先制御機能を備え、例えばパケットのＩＰヘッダのＴＯＳ（Ｔｙｐｅ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）フィールドに記載された値を元に優先度を決定し、優先度に基づくパケット転送を行う。優先制御の方式としては、ＰＱ（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｑｕｅｉｎｇ）などの従来の方式でよい。
以下、ＴＣＰを例に説明するが、これに限らず適宜のプロトコルに適用することができる。また、以下、ＳＹＮパケット（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅ ｐａｃｋｅｔ、同期パケット）を用いる場合を説明するが、これに限らず適宜の特定パケットを用いることができる。
帯域管理サーバ１３０は、帯域保証ネットワーク１４０の全ＴＣＰフローの帯域管理を行っており、ＴＣＰフロー毎の帯域情報をエッジノード１１０，１１１に設定する。帯域管理サーバ１３０による帯域管理によって、ユーザ端末間の各ＴＣＰフローは、帯域保証ネットワーク１４０での保証帯域が確保され、各ＴＣＰフローにおいて、保証帯域以下でのデータ転送が行われている限りは、帯域保証ネットワーク１４０内でのパケット廃棄は発生しない。
本実施例では、ユーザ端末１０１は、エッジノード１１０と中継ノード１２０とエッジノード１１１を介してユーザ端末１０３とＴＣＰ通信を行う。ここでは、ユーザ端末１０１は、ＴＣＰフローの送信元であり、ユーザ端末１０１より送信されたデータパケットは、エッジノード１１０に送信され、エッジノード１１０により、中継ノード１２０、エッジノード１１１を介して通信相手であるユーザ端末１０３に送信される。
データパケットを受信したユーザ端末１０３は、確認応答としてＡＣＫパケット（確認応答パケット）をユーザ端末１０１に送信する。ユーザ端末１０３から送信されたＡＣＫパケットは、エッジノード１１１に送信され、エッジノード１１１により、中継ノード１２０、エッジノード１１０を介してユーザ端末１０１に送信される。

図２は、本実施例におけるエッジノード１１０の内部構成を示すブロック図である。なお、図１に示したエッジノード１１１についても同じ構成を有する。
図２に示すようにエッジノード１１０は、パケット受信部２１０，２１１と、送信パケット識別部２２０と、送信帯域管理部２３０と、優先度付加部２４０と、パケット送信部２５０，２５１と、帯域情報保持部２６０と、受信パケット識別部２７０と、輻輳判定部２８０とを備える。
ユーザ端末側から送信されてきたパケットは、パケット受信部２１０により受信され、送信パケット識別部２２０に送信される。
送信パケット識別部２２０は、パケットのヘッダを参照し、ＩＰヘッダの送信元アドレス、宛先アドレス、及びＴＣＰヘッダの送信元ポート番号、宛先ポート番号に基づきＴＣＰフローを識別する。また、送信パケット識別部２２０は、ＴＣＰヘッダを参照し、ＳＹＮパケット、ＳＹＮ＋ＡＣＫパケット（ＳＹＮパケットに対する確認応答パケット）であった場合に、優先度付加部２４０において、優先度の付加を行う。
なお、ＳＹＮパケット、ＳＹＮ＋ＡＣＫパケットへの優先度の付加については、優先度付加部２４０が、中継ノード１２０におけるパケット転送の優先制御機能に基づく方法で行い、最も高い優先度を付加するものとする。
帯域情報保持部２６０は、帯域管理サーバ１３０により設定されたＴＣＰフロー毎の帯域保証情報を保持している。
送信帯域管理部２３０は、帯域情報保持部２６０に保持されている帯域保証情報と、輻輳判定部２８０から通知される輻輳状態通知を元に、ＴＣＰフローのデータパケットの送信帯域を決定し、パケット送信部２５０へと通知する。
パケット送信部２５０では、送信帯域管理部２３０により設定されるＴＣＰフロー毎の送信帯域を元にパケットの送信制御を行うとともに、各パケットの送信時刻情報を輻輳判定部２８０に通知する。なお、送信帯域制御の方式としては、例えば従来技術であるシェーパ等でよい。
一方、中継ノード側から送信されてきたパケットは、パケット受信部２１１により受信され、受信パケット識別部２７０を経て、パケット送信部２５１により、ユーザ端末に送信される。
受信パケット識別部２７０では、受信したパケットのヘッダ情報を参照し、ＴＣＰフローを識別する。また、受信したパケットがＡＣＫパケットであった場合には、到着時刻情報を輻輳判定部２８０に通知する。
輻輳判定部２８０は、パケット送信部２５０から送信したパケットの送信時刻情報と受信パケット識別部２７０にて受信したパケットの受信時刻情報とによって、ＴＣＰフローのＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を算出し、各ＴＣＰフローの輻輳状態を判定する。
なお、パケット送信部２５０及び、受信パケット識別部２７０は、常に同一の時刻で時間の経過を計測するタイマを備えることを前提とする。また、優先度付加部２４０により優先度が付加されるパケットとして、例えば、３ｗａｙ−ｈａｎｄｓｈａｋｅパケットを用いるようにしてもよい。

図３は、通信開始時におけるエッジノード１１０の動作と、装置間のパケット転送をイメージした図である。ここでは、ユーザ端末１０１から送信され、ユーザ端末１０３にて受信される例において説明し、中継ノードに関しては、省略する。
まず、エッジノード１１０では、ユーザ端末１０１からＳＹＮパケットを受信すると（Ｓ３０１）、送信パケット識別部２２０により、受信したパケットのヘッダ情報を参照し、ＴＣＰフローを識別する。受信したパケットがＳＹＮパケットであった場合、優先度付加部２４０において、優先度の付加を行い（Ｓ３０２）、パケット送信部２５０を介して、ＳＹＮパケットの転送を行う。
優先度の付加は、例えば、パケットのＩＰヘッダのＴＯＳ（Ｔｙｐｅｓ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）フィールドを用いて行い、優先度付加部２４０は、受信したＳＹＮパケットのＩＰヘッダのＴＯＳフィールドの上位３ビットに「１１１（最高優先度）」を書き込む。
最高優先度の優先度を付加されたＳＹＮパケットは、帯域保証ネットワーク１４０においては優先的に転送され、対向側のエッジノードであるエッジノード１１１を経て、ユーザ端末１０３に送信される。
次に、エッジノード１１１におけるユーザ端末１０３より送信された確認応答パケット受信時の処理については、エッジノード１１０におけるＳＹＮパケット受信時の処理と同様であり、最高優先度の優先度を付加されたＳＹＮ＋ＡＣＫパケットとして、エッジノード１１０に転送される。
エッジノード１１０では、受信したＳＹＮ＋ＡＣＫパケットが受信パケット識別部２７０に到着すると（Ｓ３０３）、ＴＣＰフローの識別を行い、ＡＣＫパケットであった場合、輻輳判定部２８０において当該ＴＣＰフローのＳＹＮパケット送信時の時刻情報と、ＳＹＮ＋ＡＣＫパケット受信時の時刻情報とにより、ＲＴＴの算出を行う（Ｓ３０４）。なお、ＲＴＴは、例えば、ＳＹＮ＋ＡＣＫパケット受信時の時刻情報値から、ＳＹＮパケット送信時の時刻情報値を減算することで算出することができる。
ここで算出されたＲＴＴは、帯域保証ネットワーク１４０での転送優先度を最高優先として転送した結果であり、帯域保証ネットワーク１４０でのキューイング遅延をほぼ無視することが可能であり、往復の距離遅延分に相当するＲＴＴであるので、以下基準ＲＴＴと称する。

図４では、ＤＡＴＡパケット受信時の動作を示す。図３と同様、ユーザ端末１０１からＤＡＴＡパケットを受信すると（Ｓ４０１）、送信パケット識別部２２０により、受信したパケットのヘッダ情報を参照し、ＴＣＰフローを識別する。送信帯域管理部２３０は、帯域情報保持部２６０にて保持されているＴＣＰフロー毎の帯域保証情報と、輻輳判定部２８０より通知されるＴＣＰフロー毎の輻輳状態を元に送信帯域を決定し、パケット送信部２５０に通知する。なお、送信帯域の決定方法については、従来の図５、図６を用いて説明する。
パケット送信部２５０は、通知された送信帯域による送信帯域制御を行い（Ｓ４０２）、ＤＡＴＡパケット転送を行う。転送されたＤＡＴＡパケットは、エッジノード１１１を経てユーザ端末１０３に転送され、確認応答としてユーザ端末１０３よりＡＣＫパケットが送信される。
エッジノード１１１を経て到着したＡＣＫパケットは、受信パケット識別部２７０に到着すると（Ｓ４０３）、ＴＣＰフローの識別を行い、ＡＣＫパケットであった場合、輻輳判定部２８０において、当該ＴＣＰフローのＡＣＫパケット到着時の時刻情報値から、例えば、ＤＡＴＡパケット送信時の時刻情報値を減算することにより、ＲＴＴ（データパケットＲＴＴ）の算出を行う（Ｓ４０４）。
輻輳判定部２８０は、ステップＳ４０４にて算出されたデータパケットＲＴＴと基準ＲＴＴの差分を算出することにより、帯域保証ネットワーク１４０におけるキューイング遅延を算出し、このキューイング遅延をあらかじめ設定された閾値と比較することにより、輻輳状態を判定する。即ち、基準ＲＴＴは、帯域保証ネットワーク１４０における伝送路遅延及び、経由するネットワーク装置における装置内固定遅延との合計とほぼ等価であるため、ステップＳ４０４にて算出されたデータパケットＲＴＴから基準ＲＴＴを減算することで、帯域保証ネットワーク１４０におけるキューイング遅延相当分の算出が可能となる。
なお、この閾値は、例えば、事前の網設計での遅延設計において机上計算して設定することができる。あるいは、基準ＲＴＴに数倍の安全係数をかけた値を用いてもよい。

図５は、本実施例において、帯域保証ネットワーク１４０の輻輳状態を判定し、ＤＡＴＡパケット送信時の送信帯域制御へのフィードバック動作のシーケンス図を示す。
帯域情報保持部２６０は、あらかじめ設定されている帯域保証情報（帯域保証値）を送信帯域管理部２３０へ通知する（Ｓ５０１）。
送信パケット識別部２２０は、最初のＤＡＴＡパケットが到着すると（Ｓ５０２）、受信パケットのヘッダ情報を参照し、ＴＣＰフローの識別を行い、送信帯域管理部２３０へとＴＣＰフロー情報を通知する（Ｓ５０３）。
すると、送信帯域管理部２３０は、帯域情報保持部２６０より通知された帯域保証値（ＣＩＲ：Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）を送信帯域として（Ｓ５０４）、パケット送信部２５０に送信帯域通知を行う（Ｓ５０５）。
パケット送信部２５０は、通知された送信帯域にてパケット送信制御を行うとともに（Ｓ５０６）、パケット送信時刻情報を輻輳判定部２８０に通知する（Ｓ５０７）。
次に、送信したＤＡＴＡパケットの確認応答であるＡＣＫパケットが輻輳判定部２８０に到着すると（Ｓ５０８）、ＡＣＫパケットの受信時刻情報値から、パケット送信部２５０から送信時刻情報通知により通知された送信時刻情報値を減算することでＲＴＴを算出し、既に算出済みの基準ＲＴＴとの差分により、遅延値を算出する（Ｓ５０９）。遅延値算出（Ｓ５０９）は、一回の遅延値算出の結果で決定してもよいし、複数回の遅延値算出から平均遅延値で決定してもよい。
輻輳判定部２８０は、上述のように算出した遅延値とあらかじめ設定された閾値とを比較する（Ｓ５１０）。比較の結果、算出遅延値が閾値を上回っていた場合、送信帯域管理部２３０に輻輳状態通知を実施する（Ｓ５１１）。
すると、送信帯域管理部２３０は、次の当該ＴＣＰフローのＤＡＴＡパケット受信時（Ｓ５１２、Ｓ５１３）に、輻輳状態通知の有無を判断する（Ｓ５１４）。
一方、送信帯域管理部２３０は、輻輳状態通知が有る場合（輻輳状態の場合）は、送信帯域をＣＩＲから変更せずに（Ｓ５１５）送信帯域通知を行う（Ｓ５１７）。送信帯域管理部２３０は、輻輳状態通知が無い場合（非輻輳状態の場合）には、帯域保証ネットワーク１４０に余剰帯域があると判断し、送信帯域を増加させて送信帯域として設定する（Ｓ５１６）。ここでは送信帯域の帯域増加分をαとしている。

本実施例では、送信帯域制御動作として、送信帯域の帯域減少分を変更可能な装置の例を説明する。
図６は、本実施例において、帯域保証ネットワーク１４０の輻輳状態を判定し、ＤＡＴＡパケット送信時の送信帯域制御へのフィードバック動作のシーケンス図を示す。
図５の輻輳状態判定（Ｓ５１４）にて、輻輳状態と判定した場合の送信帯域決定動作（Ｓ５１５）が異なるのみであり、それ以外の動作については、説明を省略する。
図６においては、輻輳状態判定（Ｓ６１４）の結果、輻輳状態と判定された場合、送信帯域管理部２３０は、前回送信時の送信帯域より減少させた送信帯域として設定する（Ｓ６１５）。ここでは、送信帯域の帯域減少分をβとしている。
本実施例によれば、低輻輳時であれば、送信帯域−βとするのみで、輻輳解消が図られる可能性があり、高いスループットが期待できる。
また、高輻輳になった場合には、輻輳状態が継続する限り送信帯域を減少させ続ける動作となる為、確実な輻輳回避が可能となる。

Ｃ．実施例の効果
本実施例によれば、ネットワークにて保証された通信帯域である保証帯域による送信帯域制御に、ネットワークにおけるキューイング遅延監視結果をリアルタイムに反映することが可能な構成としたため、ネットワークに余剰帯域がある場合には、保証帯域以上のスループットを可能としつつ、輻輳発生時にはパケットの廃棄を防ぐことが可能となり、エンドユーザ間の通信として、ＴＣＰ通信が使用された場合においても、ネットワークの帯域を有効利用可能となる。

Ｄ．付記
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれている。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０１ ユーザ端末
１０２ ユーザ端末
１０３ ユーザ端末
１０４ ユーザ端末
１１０ エッジノード
１１１ エッジノード
１２０ 中継ノード
１３０ 帯域管理サーバ
１４０ 帯域保証ネットワーク
２１０ パケット受信部
２１１ パケット受信部
２２０ 送信パケット識別部
２３０ 送信帯域管理部
２４０ 優先度付加部
２５０ パケット送信部
２６０ 帯域情報保持部
２７０ 受信パケット識別部
２８０ 輻輳判定部

Claims (10)

1. 通信装置であって、
   ユーザ端末と、ユーザ端末間の通信帯域が帯域保証され且つパケットの優先制御機能を備えた中継ノードを有する帯域保証ネットワークとの間に設けられ、
   フロー毎のＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を測定する機能を有し、最高優先度が付加された特定パケットの送信時刻と該特定パケットの確認応答パケットの受信時刻により前記帯域保証ネットワークにおける距離遅延相当分の基準ＲＴＴ測定を行い、及び、データパケットについて測定したデータパケットＲＴＴと、前記基準ＲＴＴとの差分を算出することにより、キューイング遅延を算出し、前記キューイング遅延があらかじめ設定された閾値以上である場合、輻輳状態と判定して輻輳状態通知を出力する輻輳判定部と、
   帯域保証情報をフロー毎に保持する帯域情報保持部と、
   前記輻輳判定部が出力する輻輳状態通知と、前記帯域情報保持部からの帯域保証情報と、に基づいてパケットの送信帯域を決定する送信帯域管理部と
   を備えた通信装置。
   
2. 請求項１に記載された通信装置において、
   前記送信帯域管理部は、送信帯域を決定する際、前記輻輳状態通知により輻輳状態でないと判断された場合、前記送信帯域を予め定められた一定の割合で増加した送信帯域とすることを特徴とする通信装置。
   
3. 請求項１に記載された通信装置において、
   前記送信帯域管理部は、送信帯域を決定する際、
   前記輻輳状態通知により輻輳状態でないと判断された場合、前記送信帯域を予め定められた一定の割合で増加した送信帯域とし、
   前記輻輳状態通知により輻輳状態であると判断された場合、前記送信帯域を予め定められた一定の割合で減少した送信帯域とする
   ことを特徴とする通信装置。
   
4. 請求項１に記載された通信装置において、
   受信したパケットが前記特定パケットであった場合、前記特定パケットに最高優先度の優先度の付加を行い、前記特定パケットを転送する優先度付加部をさらに備えたことを特徴とする通信装置。
   
5. 請求項４に記載された通信装置において、
   受信したパケットが前記特定パケットであることを識別するための送信パケット識別部と、
   受信したパケットが確認応答パケットであることを識別し、受信時刻を前記輻輳判定部に通知するための受信パケット識別部と
   をさらに備えたことを特徴とする通信装置。
   
6. 請求項１に記載された通信装置において、
   前記送信帯域管理部により決定された送信帯域を元にパケットの送信制御を行い、及び、各パケットの送信時刻を前記輻輳判定部に通知するパケット送信部をさらに備えたことを特徴とする通信装置。
   
7. 請求項１に記載された通信装置において、
   前記輻輳判定部は、前記キューイング遅延を算出するとき、一回の遅延値算出の結果で決定すること、又は、複数回の遅延値算出から平均遅延値で決定することを特徴とする通信装置。
   
8. 請求項１に記載された通信装置において、
   前記基準ＲＴＴ測定を行うためのパケットとして、３ｗａｙ−ｈａｎｄｓｈａｋｅパケットを用いること、
   又は、
   前記特定パケットは、ＳＹＮパケットであり、前記確認応答パケットは、ＳＹＮ＋ＡＣＫパケットであること
   を特徴とする通信装置。
   
9. 通信システムであって、
   第１のユーザ端末と第２のユーザ端末との間の通信帯域が帯域保証され、且つ、パケット送信の優先制御機能を備えた中継ノードを有する帯域保証ネットワークと、
   前記帯域保証ネットワーク接続され、前記第１のユーザ端末と前記第２のユーザ端末との間にそれぞれ設けられた第１及び第２のエッジノードと、
   を備え、
   前記第１のエッジノードは、
   フロー毎のＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を測定する機能を有し、最高優先度が付加された特定パケットの送信時刻と該特定パケットの確認応答パケットの受信時刻により前記帯域保証ネットワークにおける距離遅延相当分の基準ＲＴＴ測定を行い、及び、データパケットについて測定したデータパケットＲＴＴと、前記基準ＲＴＴとの差分を算出することにより、キューイング遅延を算出し、前記キューイング遅延があらかじめ設定された閾値以上である場合、輻輳状態と判定して輻輳状態通知を出力する輻輳判定部と、
   前記保証された通信帯域である帯域保証情報をフロー毎に保持する帯域情報保持部と、
   前記輻輳判定部が出力する輻輳状態通知と、前記帯域情報保持部からの帯域保証情報と、に基づいてパケットの送信帯域を決定する送信帯域管理部と
   を備えた通信システム。
   
10. 通信装置における通信方法であって、
    前記通信装置は、
    ユーザ端末と、ユーザ端末間の通信帯域が帯域保証され且つパケットの優先制御機能を備えた中継ノードを有する帯域保証ネットワークとの間に設けられ、
    フロー毎のＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を測定する機能を有し、最高優先度が付加された特定パケットの送信時刻と該特定パケットの確認応答パケットの受信時刻により前記帯域保証ネットワークにおける距離遅延相当分の基準ＲＴＴ測定を行い、
    データパケットについて測定したデータパケットＲＴＴと、前記基準ＲＴＴとの差分を算出することにより、キューイング遅延を算出し、前記キューイング遅延があらかじめ設定された閾値以上である場合、輻輳状態と判定して輻輳状態通知を出力し、
    帯域保証情報をフロー毎に保持し、
    前記輻輳状態通知と、前記帯域保証情報と、に基づいてパケットの送信帯域を決定する
    ことを特徴とする通信方法。

Images