JP2003078556A - ネットワークシステム、ネットワーク中継装置、ネットワーク中継監視装置およびネットワーク運用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データの品質を確保し且つネットワークの効
率的利用を可能とするネットワーク中継装置を提供す
る。 【解決手段】 伝送されるデータの種別を識別する識別
手段１３と、識別された種別およびその宛先に応じて各
データに最適な経路を選択する選択手段１４と、各デー
タの種別および宛先毎の最適な経路情報を保持する保持
手段１５と、を有し、受信データを最適な経路に向けて
送出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＩＰデータ
の伝送を行うネットワークシステムと、そのネットワー
クシステムの一構成要素をなすネットワーク中継装置
と、そのネットワークシステムの別の構成要素をなすネ
ットワーク中継監視装置と、そのネットワークシステム
に固有のネットワーク運用方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年は、パーソナルコンピュータの急速
な普及と共に、インターネットの普及、企業ＩＰ（Ｉｎ
ｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網（イントラネッ
ト）の拡充、ＩＰ上での音声とデータの統合（ＶｏＩ
Ｐ）、キャリアによるＩＰ仮想専用線サービス（ＩＰ−
ＶＰＮ）等、ＩＰデータ通信の重要性が一層高まりつつ
ある。

【０００３】また、ネットワークそれ自体の高機能化
や、高性能化も進むと共に、電子メールやＷＷＷ（Ｗｏ
ｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）の普及、動画／音声の再生
といった種々のアプリケーションも普及し、これによっ
てデータトラフィックの総量も急速に増大している。さ
らにまた、ネットワーク自体の高速化も進みつつあり、
これに伴って容量の大きなマルチメディアデータの利用
も普及し始めている。

【０００４】上述の状況下でネットワークインフラはさ
らに整備され、ＩＰ上で伝送されるデータも多様化し、
かつ、増加しており、これからもデータ通信（ＩＰ通
信）のさらなる普及が見込まれる現在、今後、ＩＰデー
タ通信全体として考慮すべき事項は多い。例えば、
（ｉ）性質の異なるトラフィックの混在によるネットワ
ークパフォーマンスの低下、（ii）インフラとしてのネ
ットワークの効率的な使用、（iii ）最適経路の選択や
制御（トラフィックエンジニアリング）等である。

【０００５】これらについてさらに詳しく述べる。例え
ば、データが散発的で１回の通信ではそれほどトラフィ
ック量は多くないＷＷＷ参照時のｈｔｔｐ（ｈｙｐｅｒ
ｔｅｘｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）トラ
フィックと、一旦データ通信が始まると多量のデータが
ある程度長時間に亘って連続するマルチメディアトラフ
ィックとを比べると、両トラフィック共に同じＩＰプロ
トコルを使用しながらも、それぞれのデータの性質は異
なる。例えば、一方でｈｔｔｐを、帳票処理や情報参照
等の主業務のために使用し、他方でマルチメディアの１
つである動画を娯楽等のために使用した場合を考えてみ
ると、前者のｈｔｔｐトラフィックの重要度は高いにも
拘らず、後者のマルチメディアと混在したとき、ｈｔｔ
ｐトラフィックでのデータのやり取りとウェブページの
表示あるいはその検索に時間がかかってしまう。

【０００６】しかし、マルチメディアの通信にはある程
度の帯域を使用してコンスタントにデータパケットを伝
送しなければならない。そうしないとエンドシステムで
の再生が十分にできないからである。またそのマルチメ
ディアの通信では高画質な表示が要求される場合もある
が、この場合には、トラフィック量はさらに増えること
になることから、ネットワークが十分な帯域を確保する
こと、輻輳回避の対策をとること、伝送経路の分離等の
対策をとることが必須となる。

【０００７】その対策として従来は、例えば企業ネット
ワークにおいて、ルータ等のネットワーク中継装置が有
する単純な優先制御機能を利用しているだけである。ま
た、通信事業者（キャリア）やＩＳＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅ
ｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）の提供するサ
ービスについては、単に契約ユーザの拠点間を仮想専用
線サービスで接続しているだけである。かくして、上記
の単純な優先制御は提供されてはいるものの、ネットワ
ークとしての輻輳管理や帯域管理についてはほとんど行
われていないのが現状である。

【０００８】上記輻輳管理について見るとその輻輳制御
機能は、ＩＰ通信において、ネットワークではなく、エ
ンドシステムに実装されているＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉ
ｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のス
ロースタートアルゴリズム等に頼っているのが状況であ
る。したがって、インフラであるネットワークの部分で
は、輻輳制御あるいは輻輳回避といった技術自体がほと
んど確立されていない。

【０００９】また、上記マルチメディアトラフィックに
ついて見ると、このトラフィックは、通常、ＵＤＰ（Ｕ
ｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ
でデータが伝送されるが、このＵＤＰには輻輳制御の機
構がない。このため、上記スロースタートアルゴリズム
のもとで伝送されるＴＣＰのデータはその通信帯域を、
ＵＤＰのデータによって侵食されてしまうことになる。

【００１０】これらの問題に対しては、例えば、マルチ
メディアデータの帯域保証技術としてＲＳＶＰ（Ｒｅｓ
ｏｕｒｃｅｒｅ Ｓｅｒ Ｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃ
ｏｌ）がある。しかしその保証の対象となるのは、主と
して、連続的なデータであるマルチメディアデータのみ
であり、ＩＰネットワーク上の多くを占める散発的なＴ
ＣＰのデータに、その帯域保証技術を適用することは困
難である。

【００１１】また、パケット毎の優先制御技術としては
Ｄｉｆｆｓｅｒｖ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ Ｓ
ｅｒｖｉｃｅｓ）等もある。しかし例えば、有限なネッ
トワークの帯域の中で、この技術を混在させて使用して
も、通信できるデータの総量は当然ネットワークの帯域
に制限されてしまう。したがってデータ通信の品質を十
分に確保することができない場合がある。

【００１２】さらにまた、余りデータ通信に利用されて
いない別の経路があれば、そちらの経路を迂回経路とし
て使用することも考えられる。この場合はネットワーク
全体として、帯域等の資源の効率的な利用が図れること
になる。しかし、このような技術は未だ確立されるに至
っていないのが現状である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、いろ
いろな種類のトラフィック、例えば、音声や動画ストリ
ーム等のためのマルチメディアトラフィックや、データ
転送、Ｗｅｂページ参照のためのｈｔｔｐトラフィック
等、これらのトラフィックがネットワーク上に混在して
いるのが現状である。この場合例えば、ビデオオンデマ
ンドのような動画トラフィックはＵＤＰを使用するが、
このようなトラフィックは、長時間、かつ、連続的なパ
ケットストリームからなる。また、ＴＣＰを使用する上
記のｈｔｔｐトラフィックでは、時間に対するデータ量
がバースト的でしかも突発的になる傾向にある。

【００１４】上記ｈｔｔｐトラフィックと同じようにＴ
ＣＰを使用するデータ転送プロトコルであるｆｔｐにつ
いて見ると、このｆｔｐは連続的であり、しかもデータ
転送量によってその連続データが持続する時間も異なっ
てくる。このようなｆｔｐによってファイル転送を行う
とその転送中、ネットワークは一時的に過負荷状態にな
る。この過負荷状態で、例えばＷｅｂページを参照しよ
うとすると、エンドシステムでのＷｅｂページの表示は
非常に遅くなってしまう。

【００１５】また上記ＵＤＰについて見ると、例えばビ
デオオンデマンドのような容量の大きいデータストリー
ムに対してこのＵＤＰが使用される。しかしＵＤＰはＴ
ＣＰの場合と異なり、廃棄データ、ロストデータあるい
はＣＲＣ（ｃｙｃｌｉｃ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｃｈ
ｅｃｋ）エラーパケット等が発生したときに、これらを
改めて送り直すための再送機能が無い。したがって、こ
のようなＵＤＰストリームとＴＣＰデータが競合した場
合には、当然双方のデータの各一部が廃棄されることに
なる。しかしＴＣＰはその再送機能を持っているので、
ＴＣＰのスロースタートアルゴリズムを実行したとき
に、ＴＣＰのデータはＵＤＰのデータに帯域を奪われて
しまう。このためＴＣＰデータの転送能力は著しく低下
してしまう（ＴＣＰのスロースタートアルゴリズムにつ
いては、最後に、図３０、図３１および図３２を参照し
て補足説明する）。

【００１６】また前述のように、余りデータ通信に利用
されていない別の経路があれば、そちらの経路を迂回経
路として使用することも考えられる。この場合は、ネッ
トワークを全体として効率的に利用できることになる。
ところが現状では、この迂回経路の使用に関する実用的
な技術が未だ確立されていない。

【００１７】以上のことから今後、トラフィックの多様
化、マルチメディアデータや、キャリアが提供するＩＰ
−ＶＰＮサービスの普及が一層進展するのに伴って、さ
まざまなトラフィックをそれぞれに相応しい伝送品質を
保持しながらネットワークの効率的な利用を図るべく、
常に適切な経路でデータ伝送が行えるトラフィックエン
ジニアリングの開発が強く要求される。

【００１８】したがって本発明は、データ通信の品質確
保とネットワークの効率的利用を同時に可能にするた
め、ネットワーク内でデータ種別に応じて、適切な経路
を選択してデータ伝送を行うことのできるネットワーク
システムを提供することを目的とするものである。

【００１９】さらにはそのための、ネットワーク中継装
置、ネットワーク中継監視装置およびネットワーク運用
方法を提供することを目的とするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明に係るネッ
トワークシステムの基本構成を示す図である。

【００２１】本図に示すとおり、本発明に係るネットワ
ーク１０は、少なくとも、ネットワーク１１と、識別手
段１３と、選択手段１４とを有する。

【００２２】すなわち、データ（パケットＰＫＴとして
示す）を伝送する複数のパス１２によって構成されるネ
ットワーク１１、パス１２上を伝送されるデータ（ＰＫ
Ｔ）の種別を識別する識別手段１３、各データ（ＰＫ
Ｔ）毎に、識別された種別およびその宛先に応じて、予
め収集した各パス１２毎の帯域情報Ｉｂをもとに、各デ
ータに最適なパスの経路を選択する選択手段１４、であ
る。

【００２３】さらに好ましくは、ネットワークシステム
１０は、選択手段１４により選択された、各データの種
別および宛先毎の、最適なパスの経路情報を保持する保
持手段１５を有し、この保持手段１５内の経路情報に従
って、受信したデータを最適な経路に向けて送出するよ
うにする。

【００２４】また選択手段１４はさらに、各パス１２の
輻輳情報Ｉｃを逐次収集して帯域情報Ｉｂと輻輳情報Ｉ
ｃの双方を参照して各データに最適なパスの経路を選択
するようにする。

【００２５】さらにまた、ネットワーク１０内に、パス
１２を介して相互に接続する複数のネットワーク中継装
置２１を有し、各ネットワーク中継装置２１は、それぞ
れで監視して得た輻輳情報Ｉｃとそれぞれに接続するパ
ス１２の帯域情報Ｉｂとを、他のネットワーク中継装置
２１に通知する通知手段１６を有し、全てのネットワー
ク中継監視装置２１において、同一の輻輳情報Ｉｃおよ
び帯域情報Ｉｂを共有するようにする。

【００２６】本発明は、図１の構成により、ネットワー
ク１１内のあるネットワーク中継装置（図１の３つの手
段１３，１４および１５を含む）で受信したパケットＰ
ＫＴを、トラフィックの特性やプロコトル種別等で分類
し、さらにその分類したパケットＰＫＴ群毎に、それぞ
れ異なる適切なパス１２の経路で伝送するという方法を
取る。

【００２７】このとき、上記ネットワーク中継装置（１
３，１４，１５）は、ネットワーク１１内の構成を把握
するとともに、各パス１２の帯域情報Ｉｂ、ある時間で
の輻輳状態（Ｉｃ）や輻輳の傾向を把握して、これらの
情報や状態を利用することにより、パケットＰＫＴの目
的や特性に合った経路を選択し、選択した経路でパケッ
トを伝送することを可能にするものである。

【００２８】以上のような最適経路の選択を常時実行す
ることによって、データ通信の効率的伝送運用ならびに
伝送品質の向上と、ネットワーク資源の有効利用とを実
現することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図２は本発明に係るネットワーク
システムの具体例を示す図である。なお、全図を通じて
同様の構成要素には同一の参照番号または記号を付して
示す。

【００３０】図２において注意すべき点は、図１に示す
識別手段１３、選択手段１４および保持手段１５が、複
数のネットワーク中継装置２１（２１Ａ，２１Ｂ…）の
各々の内部に構築される点である。ただしこれに限定す
るものではなく、上記の手段１３，１４および１５を、
ネットワーク中継装置２１以外の適当な装置内に構築し
てもよい（図２７の６０参照）。

【００３１】図２を参照すると、ネットワークシステム
１０を構成するネットワークの一部を、参照番号１１と
して示す。このネットワーク１１は複数のパスから構成
されているが、本図ではその一部を参照番号１２として
示す。特に、サブネットワーク２３Ａからサブネットワ
ーク２３Ｂまでの複数のパス１２の経路を取り出して示
す。

【００３２】上記複数のパス１２には、図１の手段１
３，１４および１５をそれぞれ内蔵する複数のネットワ
ーク中継装置２１が、２１Ａ〜２１Ｅのように、配設さ
れる。なお該中継装置２１は、例えばルータあるいはレ
イヤ３スイッチである。

【００３３】これらのネットワーク中継装置２１の配下
には、サブネットワーク２３が、２３Ａ〜２３Ｄのよう
に、接続される。なお、本図では、特にサブネットワー
ク２３Ａ内のデータ送信ホスト２４と、サブネットワー
ク２３Ｂ内のデータ受信ホスト／サーバ２５とを、具体
例として示す。これらホスト２４およびホスト／サーバ
２５には、それぞれ、ネットワーク中継装置２１Ａおよ
び２１Ｅが接続されている。

【００３４】ネットワーク中継装置２１Ａについては、
さらに２つの送信ポート２２を、参照番号２２−１およ
び２２−２として、具体的に示す。

【００３５】本図では、送信ポート２２−２からのパス
１２の経路には、マルチメディアデータＤｍが実線矢印
のように転送され、送信ポート２２−１からのパス１２
の経路には、ｈｔｔｐの帳票処理データＤｎが点線矢印
のように転送される例を示す。

【００３６】これらデータＤｍおよびＤｎが、上記のよ
うに経路分けされる前提として、各ネットワーク中継装
置２１間では、相互に帯域情報Ｉｂと輻輳情報Ｉｃのや
りとりを行う。このやりとりのための通知は、図２にお
いて、各ネットワーク中継装置２１間の双方向の矢印
（Ｉｂ／Ｉｃ）として示す。

【００３７】本図についてさらに具体的に説明する。

【００３８】まず、ネットワーク２３Ａからネットワー
ク２３Ｂへ日常的に、データ通信が行われているものと
する。このデータには、データ量が多くかつ長時間のス
トリーミングであるマルチメディア通信と、情報参照や
帳票処理データ等散発的に発生しかつ比較的データ量は
少ないが重要な情報を扱う業務メディア通信と、がある
ものとする。

【００３９】通常のＩＰネットワークでは、サブネット
ワーク２３Ａと２３Ｂとの間の通信には、最短経路とな
るネットワーク中継装置２１Ａ→２１Ｂ→２１Ｅの経路
が使用される。つまり、全てのメディア通信のトラフィ
ックが同一の経路上に混在することになる。この場合、
データストリームであるマルチメディアデータを扱うマ
ルチメディア通信に圧迫されて、上記の情報参照用のｈ
ｔｔｐデータや帳票処理データを扱う業務メディア通信
が阻害され、業務上重要である通信の、両エンドシステ
ム間でのレスポンスが遅くなるという問題が生ずる。

【００４０】ここで、上記の最短経路ではないが、ネッ
トワーク帯域の大きい、ネットワーク中継装置２１Ａ→
２１Ｃ→２１Ｄ→２１Ｅの経路があるものとする。そう
するとマルチメディアデータは、帯域が大きい上記の経
路（上記ネットワーク中継装置２１の経路ＡＣＤＥ）で
伝送した方が、エンドシステムでの動画や音声の再生
が、高品質で実現される。

【００４１】したがって、マルチメディアデータは、ネ
ットワーク中継装置２１の経路ＡＣＤＥで伝送し、他方
ｈｔｔｐデータや帳票処理データは、ネットワーク中継
装置２１の経路ＡＢＥで伝送することができれば、ネッ
トワーク１１の効率は向上し、またこれらの両データに
対して良好なレスポンスも得られる。

【００４２】図３は本発明に係るネットワーク中継装置
の一実施例を示す図である。なお、図２に示すネットワ
ーク中継装置２１Ａ〜２１Ｅはいずれも同一の構成を有
するので、その中の１つである２１Ａについて図３に示
す。

【００４３】本図に示すネットワーク中継装置２１Ａ
は、基本的に図２に示すように、ネットワーク１１を構
成する複数のパス１２上を伝送されるデータの種別を識
別する識別手段１３と、各データ毎に、識別された種別
およびその宛先に応じて、予め収集した各パス１２毎の
帯域情報Ｉｂをもとに、各データに最適なパスの経路
（図２のＤｍの経路やＤｎの経路）を選択する選択手段
１４と、この選択手段１４により選択された、各データ
の種別および宛先毎の、最適なパスの経路情報Ｉｒを保
持する保持手段１５と、からなる。そしてこの保持手段
１５内の経路情報Ｉｒに従って、受信したデータを最適
なパスの経路に向けて送出するようにする。

【００４４】上記の選択手段１４はさらに、各パス１２
の輻輳情報Ｉｃを逐次収集して帯域情報Ｉｂと該輻輳情
報Ｉｃの双方を参照して各データに最適なパスの経路を
選択する。

【００４５】具体的には、上記の識別手段１３は、パス
１２より受信したデータの種別を識別して分類しかつ分
離するパケット識別部３１と、その識別の基準となるデ
ータの分類条件を設定する分類条件設定部３２から構成
される。

【００４６】また具体的には、上記の選択手段１４は、
データの種別を識別する基準となる、データの分類条件
に従って分離されたデータ毎に、他のネットワーク中継
装置（２１Ｂ〜２１Ｅ）から得た帯域情報Ｉｂおよび輻
輳情報Ｉｃに基づいて、受信した各データの宛先に転送
するのに最適なパスの経路を選択する条件を設定する経
路選択条件設定部３３から構成され、この経路選択条件
設定部３３に従って選択された最適経路（Ｉｒ）を、保
持手段１５に保持せしめるようにする。

【００４７】上記保持手段１５は、周知のルーティング
テーブル３４からなる。

【００４８】パケット識別部３１を通過したデータ（パ
ケットＰＫＴ）は、スイッチ等の転送機能部３５に入力
され、ここで、ルーティングテーブル３４からの経路情
報Ｉｒに従ってスイッチされ、該当の送信ポート（２
２）からその宛先に向けたパス１２へ転送される。

【００４９】ここで上記経路選択条件設定部３３につい
て見てみると、該設定部３３は、他のネットワーク中継
装置（２１Ｂ〜２１Ｅ）からの輻輳情報Ｉｃを、定期的
にあるいは輻輳が発生する毎に、受信しこれを経路選択
に反映する。

【００５０】このために、他のネットワーク中継装置
（２１Ｂ〜２１Ｅ）の各々にも、図３に示す輻輳監視部
３６と全く同様の輻輳監視部と、帯域情報／輻輳情報パ
ケット生成部３７と全く同様の帯域情報／輻輳情報パケ
ット生成部が備えられる。すなわち図３のネットワーク
中継装置２１Ａを代表して説明すると、該装置２１Ａ内
には、各パス１２より受信ポート（２６−１，２６−
２，２６−３）に受信したデータの輻輳状況を監視する
輻輳監視部３６と、その監視により検出した輻輳情報Ｉ
ｃと、自己（２１Ａ）に接続されるパス１２が有する帯
域を示す帯域情報Ｉｂとを、他のネットワーク中継装置
（２１Ｂ〜２１Ｅ）に向けて送信するためのパケットを
生成する帯域情報／輻輳情報パケット生成部３７と、が
設けられる。

【００５１】以上のように構成されるネットワーク中継
装置２１Ａ（他のネットワーク中継装置２１Ｂ〜２１Ｅ
についても同様）の一連の動作例を説明する。

【００５２】なお、以下述べる実施例では、大企業のネ
ットワーク、ＩＳＰ（インターネットサービスプロバイ
ダ）およびキャリア等の比較的大きなネットワークで使
用され、かつ、各ネットワーク中継装置２１がネットワ
ーク１１全体のトポロジを把握するための、ネットワー
クのルーティングプロトコルとして、ＯＳＰＦ（Ｏｐｅ
ｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）を使用
した場合について述べる。もちろん、その他のＲＩＰ
（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔ
ｏｃｏｌ）等のルーティングプロトコルを使用した場合
にも本発明を適用可能である。

【００５３】まず図３で示される構成を有するネットワ
ーク中継装置２１Ａのパケット識別部３１にて、サブネ
ットワーク２３Ａから流入するデータ（パケットＰＫ
Ｔ）を識別して分類する。例えば、マルチメディアデー
タにはＵＤＰが使用され、ｈｔｔｐデータや帳票処理デ
ータには、データ伝送の確実性を保証するためにＴＣＰ
が使用される。

【００５４】そこで分類条件設定部３２に、ＴＣＰとＵ
ＤＰを、分類条件として設定しておいて、ＴＣＰとＵＤ
Ｐデータとを識別しこれらを分離する。また経路選択条
件設定部３３内の条件を、マルチメディアデータ（ＵＤ
Ｐ）は２１Ａ→２１Ｃ→２１Ｄ→２１Ｅの経路で伝送さ
せるように、またＴＣＰデータは２１Ａ→２１Ｂ→２１
Ｅの経路で伝送させるように、設定する。さらに、その
条件をルーティングテーブル３４に入力し、経路情報Ｉ
ｒを更新する。

【００５５】この実現には例えば、ネットワーク中継装
置２１Ａの出力インタフェース（ＴＸ）とデータ種のマ
ッピング情報とを作成して使用すれば良い。

【００５６】また、どちらのネットワークが最短経路か
否かや、経路ごとの帯域幅に関する情報、あるいはパス
１２毎の輻輳情報も経路選択の際には必要であり、ルー
ティングテーブル３４を参照した経路毎のホップ数（通
過するネットワーク中継装置２１の数）と、輻輳監視部
３６で輻輳を検出した結果と、パス１２毎の帯域情報Ｉ
ｂとを参照して、動的に経路を決定する等を行う。

【００５７】これらの情報（Ｉｂ，Ｉｃ）をネットワー
ク中継装置２１間でやり取りし、経路選択条件設定部３
３に記憶し設定して、ルーティングテーブル３４を参照
することで、帯域の広い経路や、輻輳の起きていない経
路を選択して、トラフィック特性毎に最適な経路に分け
て伝送させる。

【００５８】図４の（ａ）および（ｂ）は図３の経路選
択条件設定部３３の概念を説明するための図である。

【００５９】図４（ａ）は、本発明の機能を発揮させな
い場合、あるいは条件設定されていない場合の経路選択
条件設定部３３の概念を示し、図４（ｂ）は、本発明の
機能を発揮させて、静的あるいは動的に条件設定された
場合の経路選択条件設定部３３の概念を示す。

【００６０】この図４（ｂ）の概念により、トラフィッ
ク種別すなわちデータ種別毎にそれぞれの種別に相応し
い最適経路を選択してデータ伝送を行うことができる。

【００６１】さらに、仮に図２の経路ＡＢＥ（２１Ａ→
２１Ｂ→２１Ｅ）のどこかで輻輳状態を検出した場合に
は、この情報（Ｉｃ）を経路選択条件設定部３３に反映
させて、最重要であるｈｔｔｐデータや帳票処理データ
を、図２の経路ＡＣＤＥ（２１Ａ→２１Ｃ→２１Ｄ→２
１Ｅ）で伝送し、重要でないマルチメディアデータは経
路ＡＢＥで伝送させる、ということも可能である。

【００６２】図４（ｂ）の例によれば、図２のサブネッ
トワーク２３Ａからサブネットワーク２３Ｂへの転送デ
ータのうち、ＴＣＰデータは、帯域１．５Ｍのパスのル
ータ２１Ｂ側へ、送信ポート２２−１より、送出し、Ｕ
ＤＰデータは、帯域３Ｍのパスのルータ２１Ｃ側へ、送
信ポート２２−２より、送出すべきことを示している。

【００６３】上述のように、データのトラフィック特性
が異なるものをそれぞれに相応しい最適経路で伝送する
ことにより、重要なデータである、情報参照用のｈｔｔ
ｐデータや帳票処理データのレスポンスを改善すること
ができ、またマルチメディアデータについては、そのエ
ンドシステムでのスムースなデータの再生を実現するこ
とができる。

【００６４】さらには、負荷分散的に複数の経路を使用
することによって、ネットワーク１１全体の効率的な利
用が可能になる。

【００６５】さらにまた本発明は、後に図２８および図
２９を参照して説明するように、例えば、ＩＳＰ（Ｉｎ
ｔｅｒｎｅｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）の
キャリアの仮想専用線サービス（ＶＰＮサービス）等
で、高課金ユーザには複数の経路を使用したトラフィッ
ク種別（データ種別）に応じた伝送による低遅延／低パ
ケット廃棄率サービスを提供し、擬似的負荷分散サービ
スを提供する一方、通常課金のユーザに対しては、通常
の経路を使用するサービスを提供する等、豊富なサービ
スメニューを提供することで多様なサービスに利用でき
るものである。

【００６６】図５は図３のネットワーク中継装置をさら
に詳しく示す図である。

【００６７】本図において、図３に示す構成要素１３，
１４，１５，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３
７，２２−１〜２２−３，２６−１〜２６−３と同一の
構成は、同一の参照番号を付して示す。

【００６８】したがって、図５において新しく示される
構成要素は、パケット判別部４１、入力キュー４２、帯
域情報データベース４３、経路情報パケット生成部４
４、経路／帯域情報データベース４５、コマンドライン
・インタフェース４６、インタフェース４７，４８，４
９である。

【００６９】パケット判別部４１と入力キュー４２は、
前述のパケット識別部３１を構成する。インタフェース
４７からのパケットは、そのパケット判別部４１にて、
分類条件設定部３２での分類条件（少なくとも、ＴＣＰ
かＵＤＰか、等）に従い、パケットの種別を判別する。

【００７０】このパケット判別部４１にて、受信したパ
ケットが、他のネットワーク中継装置からの帯域情報伝
達パケットであると判別すると、このパケットは、入力
キュー４２には入れずに帯域情報データベース４３側に
送出する。そしてこのデータベース４３に、そのパケッ
トにより伝達された帯域情報を格納する（図１０参
照）。このデータベース４３には、このネットワーク中
継装置２１Ａ自身が他のネットワーク中継装置に伝達す
べき帯域情報も格納する。

【００７１】また上記パケット判別部４１にて、受信し
たパケットが、他のネットワーク中継装置からの輻輳情
報伝達パケットであると判別すると、このパケットは、
入力キュー４２には入れずに、経路選択条件設定部３３
内の経路／帯域情報データベース４５側に送出し、その
パケットが伝達する輻輳情報を、該データベース４５に
格納する。

【００７２】なお経路／帯域情報データベース４５の本
来の役割は、任意の１つのサブネットワーク（２３）か
ら任意の他のサブネットワーク（２３）までの採り得る
経路や、各経路の帯域情報等を格納し（図１３参照）、
経路選択条件設定部３３にこれらの情報を提供すること
である。なお、該条件設定部３３および上記分類条件設
定部３２での条件設定は、ユーザが適宜定めるものであ
り、そのために、コマンドライン・インタフェース４６
が設けられる。

【００７３】さらにまた上記パケット判別部４１にて、
受信したパケットが、本来のデータ転送用パケット（マ
ルチメディアデータＤｍ、帳票処理データＤｎ）である
と判別すると、これを入力キュー４２に入れる。

【００７４】入力キュー４２から出力される上記のデー
タは、前述したルーティングテーブル３４によるルーテ
ィング制御のもとで、転送機能部３５から該当のインタ
フェース（４８／４９）へ送出され、さらに次段のネッ
トワーク中継装置へ転送される。

【００７５】上記入力キュー４２に次から次へと詰め込
まれるパケットの詰まり具合は（図２０および図２１参
照）、輻輳監視部３６にて検出される。ここで検出され
た輻輳の状況は、前述した輻輳情報伝達パケットとして
他のネットワーク中継装置に送信されるが、このパケッ
トを生成するのが、経路情報パケット生成部４４であ
る。このパケット生成部４４では、前述した帯域情報デ
ータベース４３に格納される帯域情報を他のネットワー
ク中継装置に送信するための帯域情報伝達パケットも生
成する。

【００７６】上記のいずれの伝達パケットも、転送機能
部３５を経由することなく、直接、インタフェース（Ｔ
Ｘ）４７，４８および４９から他のネットワーク中継装
置に向けて送信される。

【００７７】次に実際のネットワーク形態例を参照しな
がら、図５の構成と動作を詳細に説明する。

【００７８】図６は本発明を適用するネットワーク形態
の一例を示す図である。

【００７９】なお本図のネットワーク形態は、図２の形
態をさらに拡張して示すものであって、その対象は、イ
ンターネットでもイントラネットでもＩＳＰ（Ｉｎｔｅ
ｒｎｅｔ Ｓｅｖｉｃｅｓ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）ネット
ワークでも構わない。

【００８０】本図において、ネットワーク１、ネットワ
ーク２…は、各サブネットワークを識別するためのＩＤ
記号であり、図では１２のサブネットワークが存在す
る。また、ルータ１、ルータ２…は、前述したネットワ
ーク中継装置２１のそれぞれを識別するためのＩＤ記号
であって、図では６台のネットワーク中継装置（以下、
ルータとも称す）が存在する。

【００８１】これらのルータ（２１）には、元々、ネッ
トワークのトポロジデータベースを保持していること
が、本発明の適用上、望ましい。なお、ルーティングプ
ロトコルとして既述のＯＳＰＦを利用すれば、かかるト
ポロジデータベースを各ルータが容易に保持することが
できる。これを図７に示す。

【００８２】図７はネットワークのトポロジデータベー
スの内容を表す図である。

【００８３】トポロジーデータベース５１の左端および
上端には、それぞれ図６に示す、ルータのＩＤ記号およ
びサブネットワークのＩＤ記号が示されている。

【００８４】例えば図６のルータ１に着目すると、これ
はネットワーク１，２および３に接続しているので、図
７の該当のところに○が付されている。あるいは図６の
ルータ７に着目すると、これはネットワーク９，１０，
１１および１２に接続しているので、図７の該当のとこ
ろに○が付されている。

【００８５】このトポロジーデータベース５１により、
どのルータ（ネットワーク中継装置）はどのネットワー
クに接続しているか、を容易に把握することができる。
したがって、このトポロジデータベース５１から、図３
および図５のルーティングテーブル４４を容易に作成す
ることができる。

【００８６】そしてそのトポロジデータベース５１を使
用すると、経路選択条件設定部３３（図５）は、任意の
１つのサブネットワークから任意の他のサブネットワー
クまでに至る全ての種類の経路を認識でき、その認識し
た経路を自内の経路／帯域情報データベース４５（図
５）に格納することができる。その一例を図８に示す。

【００８７】図８は経路／帯域情報データベース４５内
の保持データの一例を図式的に示す図である。

【００８８】この一例は、転送データが図６のネットワ
ーク１からネットワーク７に至る全ての種類の経路を表
す。これらの経路は全部で１０種類あるので、その各々
に経路番号を付与する。図８の左端に示す経路番号１〜
経路番号１０である。

【００８９】その中の１つ、例えば経路番号６について
見てみると、この経路番号６は、図６のネットワーク１
からネットワーク７までの経路として、次のルータを経
由する。

【００９０】ルータ１→ルータ３→ルータ７→ルータ５
→ルータ６である。このときのルータ段数（図８の右上
段参照）は「５」である。ルータ段数とはいわゆる通過
ホップ数のことである。

【００９１】このような図８の情報は、全てのルータが
共通に認識し、かつ、それぞれの中に保持する。

【００９２】上記図８では、経路／帯域情報データベー
ス４５の内容として、各経路番号毎の具体的な経路（ル
ータ１→ルータ２→ルータ７…等）と、それぞれのルー
タ段数とを示すのみであるが、本発明の実施において
は、さらに各パスの帯域情報Ｉｂや輻輳情報Ｉｃを各ル
ータで獲得し、該情報も上記経路／帯域情報データベー
ス４５に格納し保持する必要がある。

【００９３】それらの情報ＩｂおよびＩｃのルータ相互
間での通知には、前述した帯域情報／輻輳情報伝達パケ
ットを用いる。これを図で示す。

【００９４】図９は帯域情報／輻輳情報伝達パケットの
一例を示す図である。

【００９５】この一例は、イーサネット（登録商標）フ
レーム５２を利用しており、その中に本発明のためのフ
ィールドが定義されている。このフィールドは拡大して
輻輳情報フィールド５３として下段に示す。

【００９６】この輻輳情報フィールド５３はエリアａ，
ｂおよびｃを含む。

【００９７】エリアａは、帯域情報の通知なのか更新な
のか、を示すためのエリアであり、そのために図示する
２ビット（“１０”または“１１”）が用意されてい
る。

【００９８】エリアｂには、他のルータに帯域情報を伝
える主体となるサブネットワークのネットワークアドレ
スが書き込まれる。

【００９９】エリアｃには、その帯域情報の内容をなす
帯域幅が書き込まれる。この帯域幅の情報は、帯域情報
データベース４３（図５）に格納されている。

【０１００】イーサネットフレーム５２には、フィール
ド５３の他に通常のＭＡＣヘッダ、ＩＰヘッダおよびＦ
ＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が
含まれる。

【０１０１】かかるイーサネットフレーム５２は、経路
情報パケット生成部４４（図５）にてパケットとして組
み立てられ、インタフェース４７，４８および４９（図
５）の各出力（ＴＸ）側からそれぞれのパス１２に送信
される。

【０１０２】上記のように、エリアｃの帯域幅の情報
は、帯域情報データベース４３に格納されている。これ
を図１０を参照して説明する。

【０１０３】図１０は帯域情報データベース４３内の内
容を一具体例をもって示す図である。

【０１０４】該データベース４３には、図６に示す全て
のサブネットワーク（ネットワークＩＤが、ネットワー
ク１、ネットワーク２〜ネットワーク１２）の各々につ
いて、各帯域幅が示されている。例えば、ネットワーク
６は４．５Mbit、ネットワーク１０は３Mbitである。こ
れらの帯域幅データは、図９に示す伝達パケット（５
２）をルータ相互間でやりとりすることにより入手でき
る。

【０１０５】各ルータ（２１）においてはそれぞれ、受
信したパケットが上記の伝達パケット（５２）なのか、
本来のマルチメディアデータや業務メディアデータを搬
送するデータパケットなのかを識別する必要がある。こ
の識別を可能にするには、例えば図１１および図１２に
示す、公知のＩＰｖ４ヘッダおよびＩＰｖ６ヘッダを利
用すればよい。

【０１０６】図１１はＩＰｖ４ヘッダのフォーマットを
示す図であり、図１２はＩＰｖ６ヘッダのフォーマット
を示す図である。いずれのフォーマットも、ＲＦＣ（Ｒ
ｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）７９１によ
り公知である。例えば、図１１に示すＩＰｖ４ヘッダ５
３および図１２に示すＩＰｖ６ヘッダ５４において、現
在未使用になっている、「ＩＰｖ４ヘッダのＴｙｐｅｏ
ｆ Ｓｅｒｖｉｃｅフィールド」および「ＩＰｖ６ヘッ
ダのＴｒａｆｆｉｃＣｌａｓｓフィールド」のそれぞれ
の下位２ビットに特定の値を設定する。あるいは、ＩＰ
ｖ４ヘッダ５３の場合は、「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」フィー
ルドに現在使用されている値以外の特定の値を設定すれ
ばよい。

【０１０７】ここで図５を再び参照すると、同図に示す
パケット判別部４１は、受信ポート２６−３から受信し
たパケットのタイプを、上述した下位２ビット等を見
て、判別する。そしてその受信パケットが上述の伝達パ
ケット（５２）であると判別したときは、これを経路選
択条件設定部３３へ送る。

【０１０８】図１１のＩＰｖ４ヘッダ５３内の「Ｐｒｏ
ｔｏｃｏｌ」フィールドは、その受信パケット（ＩＰパ
ケット）が何であるか、言い換えると何を搬送している
か、を示すＩＤ番号であり、例えばＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅ
ｒｎｅｔ ＣｏｎｔｒｏｌＭｅｓｓａｇｅ Ｐｒｏｔｏ
ｃｏｌ）は「２」、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は「６」等と定
められている。これらの値は、インターネット技術の標
準化団体が発行する文書であるところの上記ＲＦＣ（Ｒ
ｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）における１
７００番等に記述されている。

【０１０９】上記ＩＰパケットを、各ルータ（ネットワ
ーク中継装置）が次々にパス１２上を伝達していき（ホ
ップバイホップ）、ネットワーク１１内の各ルータに、
ネットワーク１１内の各経路が有する帯域情報が伝達さ
れる。つまり、あるインタフェース（４７，４８，４
９）から送信された伝達パケットを次に受信したルータ
は、その受信したインタフェースを除く残りの全てのイ
ンタフェースから、当該伝達パケットを転送する。

【０１１０】もし、これらのインタフェースのうちのあ
るインタフェースで同一内容の伝達パケットを受信して
いたら、そのインタフェースより先のルータでは既に同
一内容の帯域／輻輳情報を持っていることが分かるか
ら、そのルータへは該伝達パケットを転送しない。

【０１１１】上記伝達パケットを受信したルータは、上
記図５のパケット判別部４１にて、伝達パケットである
ことを確認すると、これを入力キュー４２には入れず
に、帯域情報データベース４３へ送る。かくして帯域
と、その対象となる経路情報とをデータベース４３に反
映させ、上記図１０のデータベース４３を完成させる。

【０１１２】その帯域情報データベース４３の情報を、
ルータ同士で交換すると、全てのルータが同一内容の、
各経路の帯域幅の情報を上記図１０のように持つことが
できる。

【０１１３】以上述べた、ルータ間での伝達パケットの
やりとりにより、上記図８に示すデータベース４５の情
報にさらに各経路番号毎の帯域情報をも加味した内容の
データベース４５を得ることができる。この例を図１３
に示す。

【０１１４】図１３は帯域情報を加えた経路／帯域情報
データベース４５内の保持データの一例を図式的に示す
図である。

【０１１５】図１３の見方は、既述の図８の見方と全く
同じであるが、図１３では図８に対してさらに、各経路
番号毎の帯域情報の欄が追加されている。図１３ではこ
の帯域情報として、例えば最小帯域を基準とした情報を
示している。例えば経路番号１の経路では、最小でも１
Mbitの帯域は確保できることを表している。

【０１１６】したがって、マルチメディアデータの転送
には広帯域で（かつ、ルータ段数の少ない）経路を選択
すべきであるから、図５の経路選択条件設定部３３は、
経路番号３の２Mbitの経路を選択するように設定する。
かつ、この設定をルーティングテーブル３４に反映させ
る。

【０１１７】帯域情報として、図１３の場合は最小帯域
を基準として定めたが、この他にもネットワーク状況に
応じて種々の定め方がある。これを概括的に述べると、
以下のとおりである。

【０１１８】最適なパス１２の経路を選択するために選
択手段１４（図１）が参照する帯域情報は、（ａ）経路
上の複数のパス１２がそれぞれ有する帯域のうちの最小
帯域、（ｂ）１つの経路に沿った一連のパス１２の各々
が有する帯域の平均値である平均帯域（後述）、（ｃ）
１つの経路に沿った一連のパス１２の各々が有する帯域
のうちの最大値である最大帯域（後述）、のうちのいず
れか１つをパラメータとして定義することができる。

【０１１９】上述の経路／帯域情報データベース４５を
有する経路選択条件設定部３３（図５）は、ルーティン
グテーブル３４へ反映すべきルーティングデータを生成
する。この例を図１４に示す。

【０１２０】図１４は経路選択条件設定部３３の設定機
能を概念的に表す図である。

【０１２１】図６のネットワーク１からネットワーク７
へ２種類のトラフィック（ＴＣＰとＵＤＰ）が伝送され
る場合に、どのようにそれぞれの最適な経路を通過させ
るか、が本発明の一つの課題である。

【０１２２】これまでの処理で、図６のルータ１は、Ｔ
ＣＰを使用するｈｔｔｐや帳票データを、最短経路であ
る図８の経路番号１の経路で伝送し、一方ＵＤＰを使用
するマルチメディアデータとその他のデータを経路番号
２の経路で伝送するための情報を、この図１４の内容に
従って、図５の経路選択条件設定部３３が作成する。

【０１２３】図１４を参照すると、まず宛先のサブネッ
トワークは、上述の例によればネットワーク７（図６）
である。また上記２種類のトラフィック（伝送データ種
別）は、ＴＣＰデータと、ＵＤＰデータおよびそれら以
外のデータ（＊で表す）と、である。

【０１２４】このようなデータを伝送するための経路が
有すべき条件は、ＴＣＰについては同図の（ｄ）の条件
であり、ＵＤＰ，＊については同図の（ｅ）の条件であ
る。

【０１２５】そして割り振るべき最小帯域は、ＴＣＰに
ついて２Mbit、ＵＤＰ，＊について１Mbitである。

【０１２６】かくして、図１３のデータベース４５を参
照して、使用する経路は、ＴＣＰについて経路番号
「３」（図１３）の経路としＵＤＰ，＊について経路番
号「１」（図１３）の経路とすることが、該設定部３３
により設定される。この設定結果は、一方において、即
座にルーティングテーブル３４（図５）に反映され、他
方において、経路選択条件伝達パケットにより全てのル
ータに通知され、全てのルータが同一の内容（上記設定
結果）を共有する。このパケットの一例を図１５に示
す。

【０１２７】図１５は経路選択条件伝達パケットの一例
を示す図である。

【０１２８】図１５のパケットは図９に示すパケットと
データ構造は同じであり、イーサネットフレーム５２か
らなると共にその中に輻輳情報フィールド５３を含む。

【０１２９】図９と異なるのは、該フィールド５３に収
容される情報の中身であり、上記図１４の例に従えば、
エリアｆには送信元のネットワーク１のネットワークア
ドレスが、エリアｇには宛先のネットワーク７のネット
ワークアドレスが、エリアｈには、ＴＣＰ，ＵＤＰ，
＊、経路番号「３」「１」が書き込まれる。

【０１３０】これらエリアｆ，ｇおよびｈへの書込みは
経路選択条件設定部３３（図５）により行われるが、イ
ーサネットフレーム５２そのものは経路情報パケット生
成部４４（図５）によって生成される。

【０１３１】かくして図１５のイーサネットフレーム５
２は、インタフェース（ＴＸ）４７，４８および４９よ
り、全てのルータに伝達され、全てのルータで上記エリ
アｆ，ｇおよびｈの内容が共有（データベース４３およ
び４５にて）される。

【０１３２】かくしてネットワーク１１全体として見る
と、データ種別毎に最適な経路を選択して、マルチメデ
ィアデータや業務メディアデータ等が目的の宛先サブネ
ットワークまで転送される。この様子を図１６に示す。

【０１３３】図１６は本発明に基づきデータ種別毎に最
適経路が選択される様子を示す図であり、図６に図２を
重ね合わせたものに相当する。

【０１３４】前述のとおり図１５に示す経路選択条件デ
ータパケットで、送信元と宛先、データ種別とその使用
経路の各情報を各ルータ（ネットワーク中継装置）に次
々に伝達することにより、データ種別毎にどの経路を使
用してデータ伝送すべきか、という情報が伝達される。

【０１３５】各ルータはこの情報を、ルーティングテー
ブル３４と転送機能部３５に反映させることにより、図
１６に示すように、同じ送信元からの、比較的大きな帯
域を要求するマルチメディアデータＤｍと、帯域は必要
としないが確実な通信が求められる帳票データやｈｔｔ
ｐデータ等の業務メディアデータＤｎと、を別の経路で
伝送することが可能になる。

【０１３６】通常のルーティングであれば、全てのデー
タ（Ｄｍ，Ｄｎ）の最適経路は最短経路であり、しかも
帯域も十分でない経路「１」で伝送されるので、重要な
帳票データ（Ｄｎ）の通信に対してマルチメディアデー
タＤｍの通信が悪影響を与えてしまう。しかし、本発明
のシステムによれば、両方のデータ（Ｄｍ，Ｄｎ）を分
離することで、トラフィック間の干渉をなくし、またネ
ットワーク１１全体を有効に利用できるようになる。

【０１３７】このような本発明による効果は、既述のＯ
ＳＰＦのもとで顕著であるが、既述のＲＩＰ環境のもと
でも発揮させることができる。

【０１３８】ルーティングプロトコルとしてそのＲＩＰ
（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔ
ｏｃｏｌ）を使用しているネットワーク１１は、比較的
小さなネットワークである。また、ＲＩＰはＯＳＰＦと
異なり、どのネットワーク中継装置（ルータ）にどのサ
ブネットワーク２３が接続しているか、というネットワ
ークのトポロジの情報を各ネットワーク中継装置（ルー
タ）が持つことはなく、あるパケットを転送（ルーティ
ング）する際に、次のネットワーク中継装置（ルータ）
のアドレスを把握しているだけである。

【０１３９】しかしこのようなＲＩＰ環境の場合でも、
自分がどのサブネットワークに接続しているか、という
情報を各ネットワーク中継装置（ルータ）が送信し、全
てのネットワーク中継装置がトポロジを把握できれば良
い。これには例えば、図１７のパケットを利用すれば良
い。

【０１４０】図１７は本発明をＲＩＰ環境にも適応させ
るために利用するパケットフレームの一例を示す図であ
る。これはトポロジ交換フレームである。

【０１４１】なお本図の見方は、上記図９および図１５
と全く同じである。究極は、図８の経路情報を全てのル
ータで共有し合うことになる。

【０１４２】すなわち、ルータ（ネットワーク中継装
置）を識別するルータＩＤと、接続しているネットワー
クアドレスとを含むブロードキャスト情報パケットを使
用すればよい。

【０１４３】図示するルータＩＤとしては例えば、ラン
ダムな一意の数を用いればよい。これにより、図７と同
様のトポロジデータベースを持つことができ、さらに帯
域情報を交換することによって図１３に示す経路／帯域
データベース４５を作成することができ、ＯＳＰＦ環境
のときと同様に、最適経路の動的な選択を実現すること
ができる。

【０１４４】ここで再び、本発明の好適環境であるＯＳ
ＰＦ環境に戻って説明を続ける。

【０１４５】既に、最適なパス１２の経路を選択するた
めに用いる帯域情報として、（ａ）経路上の複数のパス
１２がそれぞれ有する帯域のうちの最小帯域、（ｂ）１
つの経路に沿った一連のパス１２の各々が有する帯域の
平均値である平均帯域、（ｃ）１つの経路に沿った一連
のパス１２の各々が有する帯域のうちの最大値である最
大帯域、のうちのいずれか１つをパラメータとして定義
することができることについて述べた。このうち上記
（ａ）は既に図１３に示したので、上記（ｂ）および
（ｃ）について説明する。

【０１４６】帯域情報に従って複数のトラフィック（デ
ータ）を別々の経路で伝送する場合、経路の平均帯域を
パラメータとすることも考えられる。この例を図１８に
示す。

【０１４７】図１８は経路／帯域情報データベース４５
内の保持データの第２の例を図式的に示す図である。本
図では図１３と異なり、右上段に＜平均帯域＞が示され
ている。

【０１４８】すなわち経路／帯域情報データベース４５
に各経路毎に計算した平均帯域を帯域情報として加え
る。

【０１４９】図１８の例では、経路番号１０の経路の平
均帯域が大きいことが分かる。しかし、帳票データ等の
データＤｎを最短経路の経路番号１で伝送する場合、ネ
ットワーク３の部分が共通の伝送路になるため、ネット
ワーク３および５を含まない経路での平均帯域が大きい
経路は経路番号４の経路であるので、経路選択条件設定
部３３に「ＴＣＰデータ伝送経路と重なる部分がない経
路の中で平均帯域が最大の経路」という条件を追加す
る。あるいはそのような経路計算処理を追加すれば、マ
ルチメディアデータＤｍは経路４で伝送することができ
る。

【０１５０】また、各経路の中で最大帯域を含む経路を
基準にすることも考えられる。この例を図１９に示す。

【０１５１】図１９は経路／帯域情報データベース４５
内の保持データの第３の例を図式的に示す図である。す
なわち経路／帯域データベース４５に各経路での最大帯
域を情報として加える。

【０１５２】図１９の例では、経路番号２の経路は最大
帯域がネットワーク９の５Mbitであるが、同時に、ネッ
トワーク１２の１Mbit（図１３）という経路も含まれて
おり、例えばマルチメディアデータＤｍを伝送するには
相応しくない。

【０１５３】この場合は図１３の最小帯域情報も組合せ
て経路選択条件設定部３３を作成すればよい。

【０１５４】例えば経路番号３の経路の最小帯域は２Mb
itであり、最大帯域も４．５Ｍであるから、連続的でト
ラフィック量も多いマルチメディアデータＤｍであれ
ば、この経路「３」を伝送するのが良い。このように各
種帯域幅を組み合わせて経路選択を行う方法も考えられ
る。

【０１５５】帯域情報のパラメータとしては上述の、最
小帯域、平均帯域および最大帯域の他にもある。

【０１５６】例えば選択手段１４は、帯域情報および輻
輳情報に加えて、各経路１２に固有のルータ段数（通過
ホップ数）の情報をも参照して、各データに最適なパス
の経路を選択することもできる。

【０１５７】つまりルータ（ネットワーク中継装置）を
いくつ通過するか、というホップ数を経路選択の際のパ
ラメータに加えればさらに有効である。

【０１５８】例えば、最小帯域をパラメータとし、帳票
データと、マルチメディアデータとｈｔｔｐデータと
を、それぞれ、別々の経路で伝送することを想定する
と、図１３より、マルチメディアデータは最小帯域が最
大の経路「３」を、帳票データは経路「１」を通してそ
れぞれ伝送するようにし、最後にｈｔｔｐデータは通過
するホップ数が前二者の次に少ない経路「２」で伝送す
るようにすることが考えられる。このように、ホップ数
もパラメータに加えることで、比較的短距離の経路とい
う条件も加えてさらに最適な経路選択が行える。

【０１５９】以上、ネットワークの帯域情報によるデー
タ種別毎の経路選択の実施例について述べたので、次に
既述の輻輳情報について説明を補足する。

【０１６０】経路選択の際にもう１つ重要なのがネット
ワークの輻輳状態である。仮に帯域が大きく、あるいは
トラフィック毎に別々の経路でデータを伝送しても、輻
輳が頻繁に発生する経路は、例えば帳票データ（Ｄｎ）
等の伝送には向かない。

【０１６１】また、マルチメディアデータ（Ｄｍ）の伝
送でも、パケット廃棄等が発生して、エンドシステムで
動画や音声の再生が途切れる可能性もある。

【０１６２】そこで、帯域情報と共に輻輳情報も加味し
て経路選択を行うことが必要である。これについて以
下、説明する。

【０１６３】図２０は輻輳状態監視の第１の態様を示す
図であり、図２１は輻輳状態監視の第２の態様を示す図
である。

【０１６４】これらの図は、上記図５における左端に示
す入力側インタフェース４７および入力キュー４２の部
分を拡大して示しており、その近傍の輻輳監視部３６に
よって輻輳状態監視が行われる。まず、各ネットワーク
中継装置（ルータ）２１は、各インタフェース（図５で
はインタフェース４７のみについて示す）のキューの状
態を監視する。キューは入力キューでも出力キューでも
良いが、入力キュー４２を監視する場合について述べ
る。キューは、パケットＰＫＴが一旦入力されると次の
処理に送られるまで一旦これを収容する機構／機能部分
である。

【０１６５】輻輳監視部３６で入力キュー４２の輻輳状
態を検出すると、経路情報パケット生成部４４に指示
し、輻輳状態にあるインタフェースが接続するネットワ
ークアドレスを、他のネットワーク中継装置２１に通知
する。このために用いるパケットの一例を図２２に示
す。

【０１６６】図２２は輻輳状態伝達パケットの一例を示
す図である。

【０１６７】本図のパケットのフレーム構造は、図９や
図１５に示すものと殆ど同じであり、このような輻輳情
報伝達パケットを経路情報パケット生成部４４（図５）
にて生成し、全ての送信ポート（ＴＸ）から全ルータに
送信する。これをホップバイホップでネットワーク１１
内の各ネットワーク中継装置２１に通知する。

【０１６８】パス１２が輻輳しているか否かを示すため
には、例えば図２２のエリアｉの２ビットを使用して、
「０１＝輻輳、１０＝輻輳の解消」とすればよい。また
パケットのエリアｊに、対象となるインタフェースが接
続するネットワークのネットワークアドレスを、情報と
して含める。

【０１６９】なお、輻輳情報伝達パケットであるか、そ
れ以外のパケットであるかは、例えば前述した図１１に
示すＩＰｖ４ヘッダあるいは図１２に示すＩＰｖ６ヘッ
ダにおいて、現在未使用になっている「ＩＰｖ４のＴｙ
ｐｅ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅフィールド」または「ＩＰ
ｖ６のＴｒａｆｆｉｃ Ｃｌａｓｓフィールド」の各下
位２ビットに特定の値を設定する。あるいはＩＰｖ４ヘ
ッダの場合は、「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」フィールドに現在
使用されている値以外の値を設定する等により判別する
ことができる。ここをパケット判別部４１でチェック
し、輻輳情報伝達パケットであれば、これを経路選択条
件設定部３３へ送る。

【０１７０】この時、輻輳状態であるか否かを判断する
基準としては、入力データ（パケットＰＫＴ）により入
力キュー４２が溢れて、パケット廃棄が発生し始めたと
きに輻輳状態発生と判断する方法がある。これを上記図
２０に示す。

【０１７１】あるいは、入力キュー４２に、全キュー長
に対して例えば８０％のパケットＰＫＴが蓄積されたと
きのスレッショルド値を、輻輳監視部３６に設定してお
き、この８０％の状態になった場合に輻輳状態発生と判
断する方法がある。これを図２１に示す。

【０１７２】前者（図２０）では、完全な輻輳状態とな
ったあとの判断であり、それに続くパケットＰＫＴは当
然廃棄されてしまう。しかしネットワーク中継装置２１
の資源（ここでは入力キュー）を１００％使用できると
いう利点がある。

【０１７３】一方後者（図２１）は、例えば８０％で輻
輳状態と判断するため、残りの２０％のキューが未使用
になる可能性がある。しかし輻輳状態を早めに判断する
ので、他のデータトラフィックのパケットが廃棄される
可能性を減少させることができる。

【０１７４】輻輳情報伝達パケット（図２２）を受信し
たネットワーク中継装置２１は、その輻輳情報を経路選
択条件設定部３３（図５）に送り、これを経路／帯域情
報データベース４５（図５）に加える。この一例を図２
３に示す。

【０１７５】図２３は輻輳情報を加えた経路／帯域情報
データベース４５内の保持データの一例を図式的に示す
図である。

【０１７６】本図は、上記図１３のデータベース４５
に、その輻輳情報を加えた一例を示す。本図では、図６
のネットワーク５、すなわち、ルータ３とルータ５との
間が輻輳状態であることを示している。

【０１７７】この場合には、ルータ３においても、ネッ
トワーク５は使用不可の情報を有しているので、図１６
に示すマルチメディアデータＤｍの伝送経路と重ならな
い経路番号６の経路が選択される。この場合の経路選択
条件設定部３３（図５）は、例えば図２４のようにな
る。

【０１７８】図２４は経路選択条件設定部３３の設定機
能を概念的に表す図である。

【０１７９】本図の見方は上記図１４と同じである。た
だし、エリア（ｄ）において、「輻輳している経路を通
過しないこと」という条件が加わる。

【０１８０】かくして、最適経路は例えば図２５のよう
になる。

【０１８１】図２５は本発明に基づき輻輳情報を加味し
て最適経路が選択される様子を示す図である。

【０１８２】本図の見方は上記図１６と同じである。た
だし、図２５の場合は、図２３の輻輳情報（×）から、
ルータ３およびルータ５を経由する経路に輻輳があるこ
とが分かるので、図１６と異なり、当該ネットワーク５
を迂回する経路が選択されている。

【０１８３】以上、パケットのデータ種別に応じて、少
なくとも帯域情報と、輻輳情報とに基づき、そのパケッ
トの最適経路を選択する具体例について説明したので、
次に、その「データ種別」をいかに識別して分類する
か、すなわち図１の識別手段１３がいかに「データ種
別」を識別するかについて説明する。

【０１８４】あらかじめその識別用パラメータの全てを
挙げてみると、識別手段１３は、（ａ）入力されるデー
タの宛先アドレス、（ｂ）入力されるデータの宛先ネッ
トワークアドレス、（ｃ）入力されるデータの送信元ア
ドレス、（ｄ）入力されるデータの送信元ネットワーク
アドレス、（ｅ）入力されるデータの宛先ポート番号、
（ｆ）入力されるデータのプロトコル番号、（ｇ）入力
されるデータの受信インタフェース、の少なくとも１つ
に基づいて、複数のパス１２上を伝送されるデータの種
別を識別することができる。以下、それぞれについて詳
しく説明する。

【０１８５】図３でも述べたように、ネットワーク中継
装置２１がデータパケットＰＫＴを受信した場合、分類
条件設定部３２に設定された情報に基づいて、パケット
識別部３１でパケットをデータ種別毎に分類する。

【０１８６】（ａ）宛先アドレス まず、パケット識別部３１でパケットの宛先アドレスを
調べることで区別することができる。どのアドレス宛て
のデータが通常経路以外で伝送されるかという条件は、
分類条件設定部３２に設定しておき、これを参照して分
類する。

【０１８７】これは例えば、クライアント−サーバ通信
において、対象のサーバ／ホストコンピュータのアドレ
スが指定されていた場合に、ある経路で伝送する、とい
う場合に適用できる。

【０１８８】（ｂ）宛先ネットワークアドレス あるいは、特定のサブネットワーク２３宛てのデータ毎
に伝送経路を分離する場合には、宛先となるサブネット
ワークのアドレスを元に、パケットを分類すればよい。
例えば、サーバ−クライアント通信において、クライア
ントの数が極端に多い場合で、かつ、それらクライアン
トが、単一のサブネットワークあるいは複数のサブネッ
トワークに連係していた場合に、それらのサブネットワ
ーク情報を元に、パケットを分類すれば、全てのネット
ワークアドレスを指定して、パケットを分類する必要が
なくなり、効率的である。

【０１８９】すなわち、上記の（ａ）と（ｂ）は、サー
バ−クライアント型のアプリケーション通信のトラフィ
ックを、まとめて経路選択する場合に適用すると有効で
ある。

【０１９０】（ｃ）送信元アドレスおよび（ｄ）送信元
ネットワークアドレス またあるいは、上述とは逆の発想で、サーバからのデー
タ分離には送信元アドレスを、クライアントからのデー
タ分離には送信元ネットワークアドレスを指定してトラ
フィックを分類することもできる。

【０１９１】（ｅ）宛先ポート番号 また、例えば基幹業務通信に使われるプロトコルとし
て、ＳＮＡ（Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｒｃ
ｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）、ＦＮＡ（ＦｕｊｉｔｓｕＮｅｔ
ｗｏｒｋ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）等があり、
（ｉ）ＳＮＡ ｏｎＴＣＰ／ＩＰの場合はポート番号が
１０８（ＳＮＡ Ｇａｔｅｗａｙ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｅ
ｒｖｅｒ）あるいは１４３９（／ｔｃｐ Ｅｉｃｏｎ
Ｘ２５／ＳＮＡ Ｇａｔｅｗａｙ）、一方、（ii）ＦＮ
Ａ ｏｎ ＴＣＰ／ＩＰの場合はポート番号が４９２／
４９３（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ
Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｆｏｒ ＦＮＡ）、と決ま
っているため（以上ＩＡＮＡのアサイメントより）、こ
れらの宛先ポート番号によって、対象パケットを分類す
ることもできる。なお一般的なｈｔｔｐでは、宛先ポー
ト番号として８０を使用している。

【０１９２】（ｆ）プロトコル番号 あるいは、既に触れたように、ＩＰヘッダ内のプロトコ
ル番号でパケットを分類する方法もある。例えば、帳票
データやｈｔｔｐはＴＣＰを使用しており、プロトコル
番号は「６」である。また音声、動画といったマルチメ
ディアにはＵＤＰが使用されており、プロトコル番号は
「１７」である。これらを利用してパケットを分類し、
別の経路で伝送させることもできる。

【０１９３】（ｇ）受信インタフェース さらに、あるネットワーク中継装置２１のあるインタフ
ェース（４７〜４９）には、ホストコンピュータやサー
バ等を設置したデータセンタが接続される。このときそ
のインタフェースで受信するパケットは同一の経路で伝
送させることが多いので、パケットの受信インタフェー
ス毎にパケットをグループ化してその同一の経路で伝送
し、別のインタフェースで受信したパケットは、別の経
路で伝送することもできる。この場合はネットワーク中
継装置２１でのパケット分類処理の負荷は非常に軽くな
る。

【０１９４】また、さらに細かな分類制御が要求される
場合は、上記（ａ）〜（ｇ）のいずれかを適切に組み合
わせて使用するとよい。例えば、ＦＮＡとｈｔｔｐを特
別な経路で伝送したい場合には、プロトコル番号「６」
（ＴＣＰ）と宛先ポート番号「４９２／４９３」（ＦＮ
Ａ）と「８０」（ｈｔｔｐ）を指定して、パケット分類
を行えばよい。

【０１９５】本発明に係るネットワークシステムおよび
ネットワーク中継装置に関する詳細な説明は以上のとお
りである。

【０１９６】次に本発明に係るネットワーク中継監視装
置およびネットワーク運用方法について説明する。

【０１９７】図２６は本発明に係るネットワーク中継監
視装置の構成を示す図である。

【０１９８】本図に示す本発明のネットワーク中継監視
装置６０は、複数のネットワーク中継装置２１と、複数
のネットワーク中継装置２１間に布線されデータ（パケ
ット）を転送する複数のパス１２からなるネットワーク
と、を集中的に監視するネットワーク中継監視装置であ
る。この装置６０は、ネットワーク１１のトポロジを管
理するトポロジ管理手段６１と、複数のパス１２の伝送
能力を管理する伝送管理手段６２と、トポロジ管理手段
６１と伝送管理手段６２とから提供される各情報に基づ
いて、複数のパス１２を経由して転送すべきデータの経
路のうちの最適経路を、該データの種別（ＴＣＰ，ＵＤ
Ｐ）に応じて設定する経路設定手段６３と、経路設定手
段６３による経路設定情報を、複数のネットワーク中継
装置２１に配布する配布手段６４と、を備えている。

【０１９９】具体的には、該装置６０は次のように機能
する。

【０２００】上記のトポロジおよび伝送能力に関する情
報を、ネットワーク中継監視装置６０で元々保有する
か、または、各ネットワーク中継装置２１より各該ネッ
トワーク中継装置２１の通信手段７１を介して収集する
ようにする。

【０２０１】ここに上記の伝送能力に関する情報は、各
ネットワーク中継装置２１が有する帯域情報Ｉｂであ
り、また各該ネットワーク中継装置２１より通信手段７
１を介して送信される輻輳情報Ｉｃである。

【０２０２】ネットワーク中継装置２１よりその輻輳情
報Ｉｃを受信したときは、上記の最適経路の情報を更新
して、配布手段６４により複数のネットワーク中継装置
２１に再配布する。

【０２０３】このネットワーク中継監視装置６０の位置
付けを分かり易く示すと図２７のようになる。

【０２０４】図２７は本発明に係るネットワーク中継監
視装置６０を有するネットワークシステム１０の一例を
示す図である。

【０２０５】主として、ネットワーク中継装置２１の処
理負荷低減と集中管理による管理コスト削減等の目的
で、あるＩＳＰやキャリア、企業ネットワーク範囲等を
対象として、ネットワークサーバのような専用装置を設
けて処理を行わせることができるが、これを適用したの
が図２７の構成である。

【０２０６】この場合、集中制御専用装置であるネット
ワーク中継監視装置６０は、ＯＳＰＦ等のルーティング
プロトコルメッセージを収集して、ネットワーク１１内
のトポロジの把握と、各経路の帯域ならびに輻輳情報
（Ｉｂ，Ｉｃ）を収集し、図５に示した経路／帯域情報
データベースを４５と同様のデータベースを生成し、再
び各ネットワーク中継装置２１に配布する。また、ネッ
トワークトポロジの変化や輻輳情報等、そのデータベー
スの内容に変更があったことを契機に該データベースの
内容を更新して、配布手段６４より再配布する。

【０２０７】つまり、集中制御専用装置（６０）のアド
レスを設定しておいて、上記各情報に変化があった場合
ネットワーク中継装置２１は、その集中制御専用装置
（６０）にデータを通信手段７１から送信して通知す
る。

【０２０８】ルーティングプロトコルメッセージの収集
は、メッセージが送信されるマルチキャストアドレスで
受信しても良いし、あるいは、装置（６０）がＯＳＰＦ
自体を実装して、ＯＳＰＦメッセージのリスナー・ノー
ド（装置としてルーティングはしないが、メッセージは
収集するノード）として動作することにより収集しても
よい。

【０２０９】集中制御専用装置（６０）は、これらの情
報を元に、図５の帯域／輻輳情報データベース４３と同
様のデータベースを更新して、各ネットワーク中継装置
２１に配布する。

【０２１０】ネットワーク中継装置２１の数が比較的少
ないならば、各装置２１宛のユニキャストでその更新情
報を送信して良いが、数が多くなれば、マルチキャスト
等の方法を取ることができる。

【０２１１】また、どのトラフィック（データパケッ
ト）をどのような条件の経路で転送するか、という既述
の経路選択条件は、顧客を収容しているネットワーク中
継装置２１から収集するか、あるいは、顧客のリクエス
トに応じて集中的にこの装置（６０）で管理し、配布し
てもよい。

【０２１２】これにより、各ネットワーク中継装置２１
は、自身の持つ各インタフェース（４７，４８，４９）
の帯域情報をネットワーク１１内に通知したり、輻輳情
報を同様に通知したり、情報の変更に伴う上記帯域／輻
輳情報データベースの更新処理を行ったりすることを要
しない。したがってその分の処理負荷を低減することが
でき、ネットワーク中継装置２１として、内部ＣＰＵや
メモリ等の資源を、パケット伝送処理に集中させること
ができる。

【０２１３】以上、ネットワークにおいて帯域情報を利
用した経路選択と、それに輻輳を回避した経路制御を行
うネットワークシステムやネットワーク中継装置につい
て述べたが、最後にこれらの機能を実装したネットワー
ク中継装置を利用した本発明のネットワーク運用方法に
ついて説明する。

【０２１４】このネットワーク運用方法は、ネットワー
ク１１につながる複数のサブネットワーク２３にそれぞ
れ連係する複数のネットワーク中継装置２１と、各ネッ
トワーク中継装置２１を介して各サブネットワーク２３
の配下のユーザにサービスを提供するサービス提供者
（図６のＳ）と、を少なくとも含むネットワークシステ
ム１０における運用方法であって、ネットワーク中継装
置２１を、ネットワーク１１を構成する複数のパス１２
上を伝送されるデータの種別を識別する識別手段１３
と、各データ毎に、識別された種別およびその宛先に応
じて、予め収集した各パス１２毎の帯域情報をもとに、
各データに最適なパス１２の経路を選択する選択手段１
４と、この選択手段１４により選択された、各データの
種別および宛先毎の、最適なパスの経路情報を保持する
保持手段１５と、により構成し、ネットワーク中継装置
１２に、保持手段１５内の経路情報に従って、受信した
データを最適なパスの経路に向けて送出する機能をもた
せることにより、サービス提供者Ｓが、低遅延保証／低
パケット損失率保証サービスおよび仮想専用線負荷分散
サービスの少なくとも一方を提供するようにすることを
特徴とするものである。

【０２１５】すなわち、本発明のネットワーク中継装置
２１を利用することにより、トラフィック特性やデータ
種別に応じた動的な最適経路による通信を行って、パケ
ットの遅延を抑えたりパケット廃棄率を減少させること
で、結果として良好な通信品質やレスポンスを提供する
というサービスを実現し、また、トラフィック毎に別々
の経路を使用することにより、結果として擬似的な負荷
分散サービスを提供するものである。

【０２１６】図２８は本発明のネットワーク運用方法を
用いたサービスモデルの一例を示す図である。

【０２１７】図２８に示すように、インターネットサー
ビスプロバイダやキャリア（サービス提供者Ｓ）を含む
ネットワークにおいて、本発明の機能を実装したネット
ワーク中継装置２１を配置する。

【０２１８】これにより提供される最適経路選択機能に
よって、低遅延や低パケット廃棄率を実装したり、ある
いは、トラフィック毎の負荷分散機能が提供される個人
ユーザや企業ユーザには、通常の契約者の課金より高額
の課金を行う等のサービスを提供する。かくしてバラエ
ティに富んだサービスの提供が可能となり、サービス提
供者は、本発明を利用しない他のサービス提供者に対し
て差別化を図ることができる。

【０２１９】図２８において、企業ユーザ１は、キャリ
ア（Ｓ）と、最適経路選択／負荷分散サービス（ネット
ワーク１１内でのパケット廃棄率ｘｘ％以下、あるいは
マルチメディアデータＤｍのみネットワーク１１内での
遅延をｘｘms以下とする、あるいはトラフィックＡとＢ
を別々の経路で伝送することにより実質２倍の帯域を利
用できる、等）を契約したユーザであり、また、企業ユ
ーザ２は、通常の接続サービスで契約したユーザである
とする。

【０２２０】このとき、企業ユーザ２は、拠点間通信の
すべてのトラフィックの伝送を、通常のルーティング経
路のみで行うが、企業ユーザ１の方は、例えば帳票デー
タを、通常サービスで契約している企業ユーザが使用し
ない経路を利用して伝送するとともに、マルチメディア
データＤｍを、さらに帯域の大きな別の経路で伝送する
等、複数の経路をトラフィック種に応じて自在に使い分
けるサービスを受けることができる。

【０２２１】これにより、企業ユーザ２は、料金は安い
があまり品質やレスポンスの良くない通信サービスを受
けることになるが、一方の企業ユーザ１の方は、例えば
帳票データのパケット廃棄率はｘｘ％以内で伝送すると
いったサービスやマルチメディアデータＤｍのネットワ
ーク内での遅延をｘｘms以下に抑えるといったサービ
ス、さらには、トラフィック毎に別々の経路で伝送する
といった擬似的な負荷分散サービス、を享受することが
できる。

【０２２２】見方を変えると、実質的に約２倍の帯域を
企業ユーザ１は利用していることになる。

【０２２３】ここでＩＳＰと企業ユーザ１との間で、帳
票データのパケット廃棄率とマルチメディアデータの遅
延時間とを、サービスのパラメータとするものとする。

【０２２４】企業ユーザ１が接続する初段のネットワー
ク中継装置２１で、企業ユーザ１から送信するパケット
の総数（入力パケット数）を統計情報として計測すると
ともに、ＩＳＰのネットワークから出て行くパケットの
総数を各エッジルータ（ＩＳＰから出て行く位置に存在
するネットワーク中継装置）で統計情報として計測す
る。そしてそれらを合計することにより、ＩＳＰネット
ワークを出て行ったパケットの総数（出力パケット数）
を計算する。そうすると、上記パケット廃棄率は、
〔（１−＜出力パケット数＞／＜入力パケット数＞）×
１００＝＜パケット廃棄率％＞〕として求まる。

【０２２５】また、企業ユーザ１が接続する初段のネッ
トワーク中継装置２１で、企業ユーザ１から送信するマ
ルチメディアデータパケットの（例えば）最初のパケッ
トの時刻ｔ１と、そのパケットがＩＳＰのネットワーク
から出て行く時刻ｔ２とを記録する。そうすると、上記
の遅延時間は〔ｔ２−ｔ１〕として求まる。

【０２２６】上記のパケット廃棄率と遅延時間の２つの
値を、顧客管理や課金計算やサーバ／ネットワークメン
テナンス等を行うＩＳＰのネットワーク管理センタで、
例えば１ヶ月ごとに収集する。そしてこれらの値に応じ
て料金体系を設定する。あるいは契約廃棄率を守れなか
った場合には、その高低に応じて、料金の一部をＩＳＰ
がユーザに返却する。

【０２２７】例えば、契約内容が、「廃棄率＝１％以下
／遅延１ms以下」である場合、下記表のような「契約金
一部還元サービス」を提供できる。

【０２２８】

【表１】

【０２２９】また、 （ａ）廃棄率保証サービスと遅延保証サービス （ｂ）廃棄率保証サービスのみ （ｃ）遅延保証サービスのみ といったような、バラエティに富んだサービスメニュー
を、ユーザに提供することが可能になる。

【０２３０】また、 （ｄ）マルチメディアデータとその他のトラフィックと
は必ず別々の経路を使用することにより、通信品質を厳
密に保証する負荷分散サービス （ｅ）分類して別々の経路を使用するトラフィック種の
数に応じた複数仮想負荷分散サービス といった、厳密にトラフィック種別を指定した負荷分散
サービスメニューの提供も可能である。

【０２３１】この場合には、実際にはネットワークの使
用を効率化することで擬似的な負荷分散サービスを提供
するのであって、実際に回線２本を契約するということ
にはならない。このため、例えば通常料金の１．２〜
１．５倍の契約金とすることもできるし、また、回線２
本で負荷分散サービスを提供している他のＩＳＰ等より
安価なサービスを提供することも可能であるから、競争
力を持つビジネスが実現できる。

【０２３２】また、分類して別々の経路を使用するトラ
フィック種の数に応じた料金体系でサービスを提供する
といった、これまでにないサービスを提供することがで
きる。

【０２３３】以上のことから、本発明により、さまざま
なバラエティに富んだサービスやビジネスモデルを実現
することが可能になる。これを図２９に示す。

【０２３４】図２９は本発明による最適経路選択制御を
利用したサービスシステムを図式的に表す図である。

【０２３５】ＩＳＰの提供する、輻輳回避サービスや廃
棄率一定値以下を保証するサービスの契約をするとき
の、ユーザとＩＳＰとの間の課金の流れと、それによる
サービス提供の流れとが示されている。

【０２３６】本図中ｍは、本発明による最適経路選択制
御の利益を享受する企業ユーザ１であり、ｎはその利益
を享受できない通常の企業ユーザ２である。

【０２３７】企業ユーザ１は、通常料金Ｂより高い料金
Ａ（Ａ＞Ｂ）を支払うことによって、仮想専用線負荷分
散サービスｏの提供を受けることができる。また低遅延
保証／低パケット損失率保証サービスｐの提供を受ける
こともできる。この保証が守られなければ、前出の〔表
１〕に基づき、企業ユーザ１には違約金が支払われる。
このようなサービスはこれまでにないサービスである。

【０２３８】最後に、前出の〔従来の技術〕において述
べた、ＴＣＰのスロースタートアルゴリズムについて補
足説明をする。

【０２３９】図３０は周知のプロトコルスタックを示す
図であり、図３１はＴＣＰのスロースタートアルゴリズ
ムの一般的なシーケンスを示す図であり、図３２は図３
１のシーケンスをグラフ化して示す図である。

【０２４０】なお、図３０は単に本発明の主たる適用対
象であるＴＣＰおよびＵＤＰが存在する層すなわちトラ
ンスポート層のプロトコルスタック上の位置付けを示す
だけである。

【０２４１】結論的には、図３２に示すように、従来、
ｑやｒのように送信データ量の深い落ち込みが生ずると
いう欠点を、本発明により、点線ｓのごとくそのような
深い落ち込み（ｑ，ｒ）を回避できる、ということであ
る。

【０２４２】ＴＣＰ／ＩＰでは、ネットワーク１１が許
容するデータ伝送速度が、限りなく遅いかもしれない、
と想定してまず通信を開始する。データ送信の始めは最
小のパケットを１つ送信し、徐々にデータ送信量を上げ
ていく。その途中でネットワーク１１内での輻輳による
パケット廃棄等が発生して、送信データに対する確認応
答（＝ＡＣＫ，Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）が返
らないと、一旦送信データ量を急激に減少させる（図３
２のｑやｒ）。そこから再度徐々にデータ送信量を増や
していく、というのがスロースタートアルゴリズムであ
る。

【０２４３】この場合、ネットワーク１１内の輻輳緩和
のために、エンドシステムのＴＣＰモジュールは、デー
タ送信量を最悪の場合、一旦零に戻してから徐々にデー
タ送信量を上げていくため、仮にその零にした時点で実
際にはネットワーク１１が輻輳状態にはないとしても、
あるいは、輻輳状態ではない別の経路があっても、送信
元のエンドシステムでデータ送信量を減らしてしまう。
しかも、動的に別の経路でデータを送信する仕組みがＴ
ＣＰ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒ
ｏｔｏｃｏｌ）にもネットワーク１１側にも存在しない
から、結果として、効率的な通信は行えないことにな
る。

【０２４４】以上詳しく説明した本発明の実施の態様は
以下の付記のとおりである。

【０２４５】（付記１） データを伝送する複数のパス
によって構成されるネットワークと、前記パス上を伝送
されるデータの種別を識別する識別手段と、各データ毎
に、識別された種別およびその宛先に応じて、予め収集
した各前記パス毎の帯域情報をもとに、各データに最適
なパスの経路を選択する選択手段と、を有することを特
徴とするネットワークシステム。

【０２４６】（付記２） 前記選択手段により選択され
た、各データの種別および宛先毎の、前記最適なパスの
経路情報を保持する保持手段を有し、該保持手段内の該
経路情報に従って、受信したデータを最適な経路に向け
て送出することを特徴とする付記１に記載のネットワー
クシステム。

【０２４７】（付記３） 前記選択手段はさらに、各前
記パスの輻輳情報を逐次収集して前記帯域情報と該輻輳
情報の双方を参照して各データに最適なパスの経路を選
択することを特徴とする付記２に記載のネットワークシ
ステム。

【０２４８】（付記４） 前記ネットワーク内に、前記
パス１２を介して相互に接続する複数のネットワーク中
継装置を有し、各該ネットワーク中継装置は、それぞれ
で監視して得た前記輻輳情報とそれぞれに接続する前記
パスの前記帯域情報とを、他の該ネットワーク中継装置
に通知する通知手段を有し、全ての該ネットワーク中継
監視装置において、同一の輻輳情報および帯域情報を共
有することを特徴とする付記３に記載のネットワークシ
ステム。

【０２４９】（付記５） ネットワークを構成する複数
のパス上を伝送されるデータの種別を識別する識別手段
と、各データ毎に、識別された種別およびその宛先に応
じて、予め収集した各前記パス毎の帯域情報をもとに、
各データに最適なパスの経路を選択する選択手段と、前
記選択手段により選択された、各データの種別および宛
先毎の、前記最適なパスの経路情報を保持する保持手段
と、を有し、該保持手段内の該経路情報に従って、受信
したデータを最適なパスの経路に向けて送出することを
特徴とするネットワーク中継装置。

【０２５０】（付記６） 前記選択手段はさらに、各前
記パスの輻輳情報を逐次収集して前記帯域情報と該輻輳
情報の双方を参照して各データに最適なパスの経路を選
択することを特徴とする付記５に記載のネットワーク中
継装置。

【０２５１】（付記７） 前記識別手段は、前記パスよ
り受信したデータの種別を識別して分類しかつ分離する
パケット識別部と、その識別の基準となるデータの分類
条件を設定する分類条件設定部とを備えることを特徴と
する付記６に記載のネットワーク中継装置。

【０２５２】（付記８） 前記選択手段は、データの種
別を識別する基準となるデータの分類条件に従って分離
されたデータ毎に、他のネットワーク中継装置から得た
前記帯域情報および前記輻輳情報に基づいて、受信した
各データの宛先に転送するのに最適なパスの経路を選択
する条件を設定する経路選択条件設定部を備え、かつ、
該経路選択条件設定部に従って選択された最適経路を、
前記保持手段に保持せしめることを特徴とする付記６に
記載のネットワーク中継装置。

【０２５３】（付記９） 前記保持手段は、ルーティン
グテーブルからなることを特徴とする付記６に記載のネ
ットワーク中継装置。

【０２５４】（付記１０） 前記パスより受信したデー
タの輻輳状況を監視する輻輳監視部と、その監視により
検出した輻輳情報と、自己に接続される各前記パスが有
する帯域を示す帯域情報とを、他のネットワーク中継装
置に向けて送信するためのパケットを生成する帯域情報
／輻輳情報パケット生成部と、を有することを特徴とす
る付記５に記載のネットワーク中継装置。

【０２５５】（付記１１） 前記最適なパスの経路を選
択するために前記選択手段が参照する前記帯域情報を、
（ａ）前記経路上の複数の前記パスがそれぞれ有する帯
域のうちの最小帯域、（ｂ）１つの前記経路に沿った一
連の前記パスの各々が有する帯域の平均値である平均帯
域、（ｃ）１つの前記経路に沿った一連の前記パスの各
々が有する帯域のうちの最大値である最大帯域、のうち
のいずれか１つをパラメータとして定義することを特徴
とする付記６に記載のネットワーク中継装置。

【０２５６】（付記１２） 前記選択手段は、前記帯域
情報および前記輻輳情報に加えて、各前記経路に固有の
通過ホップ数の情報をも参照して、各データに最適なパ
スの経路を選択することを特徴とする付記６に記載のネ
ットワーク中継装置。

【０２５７】（付記１３） 前記識別手段は、（ａ）入
力されるデータの宛先アドレス、（ｂ）入力されるデー
タの宛先ネットワークアドレス、（ｃ）入力されるデー
タの送信元アドレス、（ｄ）入力されるデータの送信元
ネットワークアドレス、（ｅ）入力されるデータの宛先
ポート番号、（ｆ）入力されるデータのプロトコル番
号、（ｇ）入力されるデータの受信インタフェース、の
少なくとも１つに基づいて、前記複数のパス上を伝送さ
れるデータの種別を識別することを特徴とする付記６に
記載のネットワーク中継装置。

【０２５８】（付記１４） 複数のネットワーク中継装
置と、該複数のネットワーク中継装置間に布線されデー
タを転送する複数のパスからなるネットワークと、を集
中的に監視するネットワーク中継監視装置であって、前
記ネットワークのトポロジを管理するトポロジ管理手段
と、前記複数のパスの伝送能力を管理する伝送管理手段
と、前記トポロジ管理手段と前記伝送管理手段とから提
供される各情報に基づいて、前記複数のパスを経由して
転送すべき前記データの経路のうちの最適経路を、該デ
ータの種別に応じて設定する経路設定手段と、該経路設
定手段による経路設定情報を、前記複数のネットワーク
中継装置に配布する配布手段と、を備えることを特徴と
するネットワーク中継監視装置。

【０２５９】（付記１５） 前記トポロジおよび前記伝
送能力に関する情報を、前記ネットワーク中継監視装置
で元々保有するか、または、各前記ネットワーク中継装
置より各該ネットワーク中継装置の通信手段を介して収
集することを特徴とする付記１４に記載のネットワーク
中継監視装置。

【０２６０】（付記１６） 前記伝送能力に関する情報
は、各前記ネットワーク中継装置が有する帯域情報であ
り、また各該ネットワーク中継装置より送信される輻輳
情報であることを特徴とする付記１５に記載のネットワ
ーク中継監視装置。

【０２６１】（付記１７） 前記ネットワーク中継装置
より前記輻輳情報を受信したとき、前記最適経路の情報
を更新して、前記配布手段により前記複数のネットワー
ク中継装置に再配布することを特徴とする付記１６に記
載のネットワーク中継監視装置。

【０２６２】（付記１８） ネットワークにつながる複
数のサブネットワークにそれぞれ連係する複数のネット
ワーク中継装置と、各該ネットワーク中継装置を介して
各該サブネットワークの配下のユーザにサービスを提供
するサービス提供者と、を少なくとも含むネットワーク
システムにおいて、前記ネットワーク中継装置を、前記
ネットワークを構成する複数のパス上を伝送されるデー
タの種別を識別する識別手段と、各データ毎に、識別さ
れた種別およびその宛先に応じて、予め収集した各前記
パス毎の帯域情報をもとに、各データに最適なパスの経
路を選択する選択手段と、前記選択手段により選択され
た、各データの種別および宛先毎の、前記最適なパスの
経路情報を保持する保持手段と、により構成し、前記ネ
ットワーク中継装置に、該保持手段内の該経路情報に従
って、受信したデータを最適なパスの経路に向けて送出
する機能をもたせることにより、前記サービス提供者
が、低遅延保証／低パケット損失率保証サービスおよび
仮想専用線負荷分散サービスの少なくとも一方を提供す
るようにすることを特徴とするネットワーク運用方法。

【０２６３】

【発明の効果】ネットワークシステム１０を構成する装
置群が、ネットワーク全体として、帯域情報Ｉｂや輻輳
情報Ｉｃを考慮した経路制御技術は未だ確立されていな
いが、その技術の確立は今後重要な課題となる。この技
術が確立されればまた新たなサービスの開発に重要な役
割を果たすものである。

【０２６４】サービス提供者（キャリア）による、ＩＰ
仮想専用線サービス（ＩＰ−ＶＰＮサービス）について
は今後益々普及することが予想され、その関連市場も急
拡大するであろうことを考慮すると、今後、単なるＩＰ
−ＶＰＮサービスの提供ではなく、本発明のような、帯
域や輻輳をも考慮した高機能なトラフィックエンジニア
リング技術の開発は最重要である。

【０２６５】（ｉ）本発明によれば、インターネット、
イントラネット、ＩＳＰやキャリアのＩＰサービス網
等、のＩＰネットワークにおいて、ネットワークの機能
として、今後のＩＰデータ通信ネットワークに重要な機
能となる、トラフィックタイプに応じた最適経路の選択
機能を提供できこれを利用した高品質のデータ通信を実
現することができる。加えて従来存在しなかった仮想的
な負荷分散伝送機能も提供でき、通信品質の向上や通信
の高効率化と共に、ネットワーク資源の有効利用を実現
することができるものであり、今後のデータ通信のさら
なる発展に著しく貢献できるものである。

【０２６６】（ii）また、現在のＩＰ通信における未解
決課題の１つである、トラフィックエンジニアリング
と、要求するＱｏＳを保証可能な経路で動的に伝送する
ＱｏＳルーティングとをそれぞれ進展させるのに有効な
一機能としても、利用可能であって、今後のインターネ
ットの高機能化や普及に大いに貢献するものである。

【０２６７】（iii ）また、特にキャリアやＩＳＰによ
るＩＰ接続サービスが提供されているが、本発明の技術
を導入してトラフィックタイプ毎に、ネットワークの経
路として最適なものを選択可能な通信サービスを追加す
ることができる。さらにまたネットワークの効率的利用
により、顧客のＩＰトラフィックに対する「低遅延保証
／低いパケット損失率保証サービス」といった、顧客向
けの品質保証サービスを提供することを可能にすると共
に、従来は複数の回線契約で実現していた負荷分散を、
単一の契約でありながらネットワーク内の制御により擬
似的な負荷分散を提供する「仮想負荷分散サービス」と
いった、これまでにない新しいサービスの提供を可能に
することから、ユーザ側とサービス提供側の双方にとっ
て大きな設備投資効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るネットワークシステムの基本構成
を示す図である。

【図２】本発明に係るネットワークシステムの具体例を
示す図である。

【図３】本発明に係るネットワーク中継装置の一実施例
を示す図である。

【図４】（ａ）および（ｂ）は図３の経路選択条件設定
部３３の概念を説明するための図である。

【図５】図３のネットワーク中継装置をさらに詳しく示
す図である。

【図６】本発明を適用するネットワーク形態の一例を示
す図である。

【図７】ネットワークのトポロジデータベースの内容を
表す図である。

【図８】経路／帯域情報データベース４５内の保持デー
タの一例を図式的に示す遷移図である。

【図９】帯域情報／輻輳情報伝達パケットの一例を示す
図である。

【図１０】帯域情報データベース４３内の内容を一具体
例をもって示す図である。

【図１１】ＩＰｖ４ヘッダのフォーマットを示す図であ
る。

【図１２】ＩＰｖ６ヘッダのフォーマットを示す図であ
る。

【図１３】帯域情報を加えた経路／帯域情報データベー
ス４５内の保持データの一例を図式的に示す図である。

【図１４】経路選択条件設定部３３の設定機能を概念的
に表す図である。

【図１５】経路選択条件伝達パケットの一例を示す図で
ある。

【図１６】本発明に基づきデータ種別毎に最適経路が選
択される様子を示す図である。

【図１７】本発明をＲＩＰ環境にも適応させるために利
用するパケットフレームの一例を示す図である。

【図１８】経路／帯域情報データベース４５内の保持デ
ータの第２の例を図式的に示す図である。

【図１９】経路／帯域情報データベース４５内の保持デ
ータの第３の例を図式的に示す図である。

【図２０】輻輳状態監視の第１の態様を示す図である。

【図２１】輻輳状態監視の第２の態様を示す図である。

【図２２】輻輳状態伝達パケットの一例を示す図であ
る。

【図２３】輻輳情報を加えた経路／帯域情報データベー
ス４５内の保持データの一例を図式的に示す図である。

【図２４】経路選択条件設定部３３の設定機能を概念的
に表す図である。

【図２５】本発明に基づき輻輳を加味して最適経路が選
択される様子を示す図である。

【図２６】本発明に係るネットワーク中継監視装置の構
成を示す図である。

【図２７】本発明に係るネットワーク中継監視装置６０
を有するネットワークシステム１０の一例を示す図であ
る。

【図２８】本発明のネットワーク運用方法を用いたサー
ビスモデルの一例を示す図である。

【図２９】本発明による最適経路選択制御を利用したサ
ービスシステムを図式的に表す図である。

【図３０】周知のプロトコルスタックを示す図である。

【図３１】ＴＣＰのスロースタートアルゴリズムの一般
的なシーケンスを示す図である。

【図３２】図３１のシーケンスをグラフ化して示す図で
ある。

【符号の説明】

１０…ネットワークシステム １１…ネットワーク １２…パス １３…識別手段 １４…選択手段 １５…保持手段 １６…通知手段 ２１…ネットワーク中継装置（ルータ） ２２…送信ポート ２３…サブネットワーク ２４…データ送信ホスト ２５…データ受信ホストサーバ ２６…受信ポート ３１…パケット識別部 ３２…分類条件設定部 ３３…経路選択条件設定部 ３４…ルーティングテーブル ３５…転送機能部 ３６…輻輳監視部 ３７…帯域情報／輻輳情報パケット生成部 ４１…パケット識別部 ４２…入力キー ４３…帯域情報データベース ４４…経路情報パケット生成部 ４５…経路／帯電情報データベース ４６…コマンドライン・インタフェース ４７，４８，４９…インタフェース ５１…トポロジデータベース ５２…イーサネットフレーム ５３…輻輳情報フィールド ５４…ＩＰｖ４ヘッダ ５５…ＩＰｖ６ヘッダ ６０…ネットワーク中継監視装置 ６１…トポロジー管理手段 ６２…伝送管理手段 ６３…経路設定手段 ６４…配布手段 ７１…通信手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データを伝送する複数のパスによって構
   成されるネットワークと、 前記パス上を伝送されるデータの種別を識別する識別手
   段と、 各データ毎に、識別された種別およびその宛先に応じ
   て、予め収集した各前記パス毎の帯域情報をもとに、各
   データに最適なパスの経路を選択する選択手段と、 を有することを特徴とするネットワークシステム。
2. 【請求項２】 ネットワークを構成する複数のパス上を
   伝送されるデータの種別を識別する識別手段と、 各データ毎に、識別された種別およびその宛先に応じ
   て、予め収集した各前記パス毎の帯域情報をもとに、各
   データに最適なパスの経路を選択する選択手段と、 前記選択手段により選択された、各データの種別および
   宛先毎の、前記最適なパスの経路情報を保持する保持手
   段と、を有し、該保持手段内の該経路情報に従って、受
   信したデータを最適なパスの経路に向けて送出すること
   を特徴とするネットワーク中継装置。
3. 【請求項３】 前記選択手段はさらに、各前記パスの輻
   輳情報を逐次収集して前記帯域情報と該輻輳情報の双方
   を参照して各データに最適なパスの経路を選択すること
   を特徴とする請求項２に記載のネットワーク中継装置。
4. 【請求項４】 複数のネットワーク中継装置と、該複数
   のネットワーク中継装置間に布線されデータを転送する
   複数のパスからなるネットワークと、を集中的に監視す
   るネットワーク中継監視装置であって、 前記ネットワークのトポロジを管理するトポロジ管理手
   段と、 前記複数のパスの伝送能力を管理する伝送管理手段と、 前記トポロジ管理手段と前記伝送管理手段とから提供さ
   れる各情報に基づいて、前記複数のパスを経由して転送
   すべき前記データの経路のうちの最適経路を、該データ
   の種別に応じて設定する経路設定手段と、 該経路設定手段による経路設定情報を、前記複数のネッ
   トワーク中継装置に配布する配布手段と、 を備えることを特徴とするネットワーク中継監視装置。
5. 【請求項５】 ネットワークにつながる複数のサブネッ
   トワークにそれぞれ連係する複数のネットワーク中継装
   置と、各該ネットワーク中継装置を介して各該サブネッ
   トワークの配下のユーザにサービスを提供するサービス
   提供者と、を少なくとも含むネットワークシステムにお
   いて、 前記ネットワーク中継装置を、 前記ネットワークを構成する複数のパス上を伝送される
   データの種別を識別する識別手段と、 各データ毎に、識別された種別およびその宛先に応じ
   て、予め収集した各前記パス毎の帯域情報をもとに、各
   データに最適なパスの経路を選択する選択手段と、 前記選択手段により選択された、各データの種別および
   宛先毎の、前記最適なパスの経路情報を保持する保持手
   段と、により構成し、前記ネットワーク中継装置に、該
   保持手段内の該経路情報に従って、受信したデータを最
   適なパスの経路に向けて送出する機能をもたせることに
   より、 前記サービス提供者が、低遅延保証／低パケット損失率
   保証サービスおよび仮想専用線負荷分散サービスの少な
   くとも一方を提供するようにすることを特徴とするネッ
   トワーク運用方法。