JP6230089B2 - 通信中継装置、通信制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
また、特許文献1、特許文献2は、ゲートウェイ装置に接続している複数の通信装置毎のデータ流量を監視し、それに基づいて省電力制御を実行する手法を提示している。
特許文献3は、外部公衆網に接続している外部サーバに、構内通信網から構内通信装置が頻繁にリクエストを出す場合にWAN(Wide Area Network)とLAN(Local Area Network)の通信レートを監視する仕組みを提示している。しかし、いずれの手法もデータ流量の監視が煩雑である等の課題がある。
本発明は、低電力制御を一括して管理する通信中継装置、通信制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
複数の端末と構内通信網を介して通信する処理を実行する構内通信網インターフェースと、
公衆網に接続する処理を実行する公衆網接続可能な公衆網インターフェースと、
通信の監視制御を実行する通信監視制御を実行する通信監視制御部を備え、
前記通信監視制御部は、
前記端末が前記公衆網と通信する送信データ又は受信データを一元的に監視して、前記送信データ又は受信データ中のヘッダを解析して、前記端末毎の送受信データ量を取得する監視手段と、
前記端末毎の送受信データ量に基づいて、前記構内通信網インターフェースの通信速度を調整する制御手段と、
を備える。
複数の端末と公衆網間の通信を中継する装置における通信制御方法である。そして、
前記端末が前記公衆網と通信する送信データ又は受信データを一元的に監視し、前記送信データ又は受信データ中のヘッダを解析するステップと、
解析結果に基づいて前記端末毎の送受信データ量を取得するステップと、
前記端末毎の送受信データ量に基づいて、前記端末との間の通信速度を調整するステップと、
を備える。
複数の端末と公衆網間の通信を中継する装置において実行されるプログラムでる。そして、
前記端末が前記公衆網と通信する送信データ又は受信データを一元的に監視し、前記送信データ又は受信データ中のヘッダを解析するステップと、
解析結果に基づいて前記端末毎の送受信データ量を取得するステップと、
前記端末毎の送受信データ量に基づいて、前記端末との間の通信速度を調整するステップと、
をコンピュータに実行させる。
関連する通信中継機器技術は、通信状態を監視し省電力化を行うことを提示している(特許文献1)。その中で、通信中継機器の公衆網等の上位ネットワークにつながるWAN側の通信の有無や下位ネットワークにつながるLANの通信状態を監視し、通信を行っていない場合、ネットワークから切り離し、消費電力を抑える技術が提案されている。また、通信量の監視で、低電力処理を行う制御も考えられているが、WAN/LAN両方の監視が必要となり、管理する場所が複数必要である。
また、該技術は、LAN側の通信監視で、ネットワーク側の転送レートが低い場合、装置内で廃棄されるデータも通信データとして加味しており、適切な通信量の計測となっていない。
本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、以下、内容を詳述する。
図1は、通信システム1を構成するゲートウェイ装置11、PC(Personal computer)17、無線LAN端末18を示している。ゲートウェイ装置11は、通信監視・制御部15、CPU(Central Processing Unit)20を備える。通信監視・制御部15は、公衆網と接続する処理するための公衆網インターフェースであるWAN(Wide Area Network)インターフェース13(以下、単にWAN13とする)側に接続している。また、有線LANインターフェース12(以下、単に有線LAN12とする)、無線LANインターフェース14(以下、単に無線LAN14とする)等の構内通信網インターフェースは、CPU20に接続している。そして、ゲートウェイ装置11は、ネットワーク19と通信可能となっている。
ゲートウェイ装置11は、CPU20が有線LAN12、無線LAN14データをネットワーク側に送受信するために必要な処理を行い、そのデータを、WAN13を介してネットワーク19に送る。さらにゲートウェイ装置11は、WAN側の通信を監視する機能とLANや無線LANのインターフェースの最大転送速度を制御する機能を持つ通信監視・制御部15を備える。さらにゲートウェイ装置11は、WAN側のパケット情報を記録するための記録部16を備える。なお、ゲートウェイ装置11の無線LAN14には無線LAN端末18が通信可能であり、無線LAN端末18はゲートウェイ装置11を介してネットワーク19側と通信を行うことができる。
図2にIPパケットのヘッダフォーマットを示す。IPパケットはこのヘッダと呼ばれるデータの情報を格納する部分が存在する。本実施の形態でもこの中のデータ長と送信元IPアドレスならびに送信先IPアドレスを参照する。
無線LAN端末18からネットワーク19の間の処理はPC17からネットワーク19間の処理と同様であるため、一例として、PC17からネットワーク19間の処理を説明する。
まず、前提条件としてゲートウェイ装置11は有線LAN12に接続しているPC17のIPアドレスを記憶している。この記憶方法は、一般的なゲートウェイ装置毎に採用されている独自の方法に従う。そのため、本実施の形態とは直接関係が無いため、ここでは説明を省略する。
またPC17は有線LAN12と通信可能である。そして、PC17は何も制御されていない状態では最大通信速度1000Mbpsの速度で通信していると仮定する。
図3は本実施の形態のフローチャートを示している。最初にPC17と無線LAN端末18間のデータ通信の場合、WAN13にはデータが出てこない。そのため、通信監視・制御部15はLAN12からデータが出ていないと誤認識するため監視機能をOFFにする必要がある(S31:YES)。
判断方法の1例を示す。CPU20は、パケットの送受信IPを確認し、WAN側に転送するかを判断する。CPU20は、有線LAN12〜無線LAN14間の通信が発生したかどうか判断する。PC17と無線LAN端末18間のデータ通信の場合、CPU20は通信監視・制御部15に対し信号を送り機能をOFFにするよう制御する(S33)。
本実施の形態では、CPU20からWAN13の間に通信監視制御部15を設け、ここでIPパケットについて以下の確認を行う。
2)通信監視制御部15は、IPアドレス毎にIPパケットのヘッダ情報に含まれるデータサイズを確認する(S32)。
3)通信監視制御部15は、IPアドレス毎に、このIPパケットが送信する時間を確認する。
通信監視制御部15は、1)〜3)までの確認結果を、記録部16に記憶する(S34)。
通信監視・制御部15は、適切な速度を判断する方法としてLAN12の最大転送速度に比べWAN13のデータ転送速度が特定の閾値より高いか低いかを比べる(S36)。一例として、閾値を図4のように設定する場合を考える。
通信監視・制御部15は、WAN13の通信速度が4Mbps未満のとき、LAN12側の通信速度が100Mbpsに設定してある場合、LAN12側の通信速度を10Mbpsに落とす(図4 a)。
通信監視・制御部15は、WAN13の通信速度が70Mbps以上であればLAN12側の通信速度を1000Mbpsに上げる(図4 c)。
隣接する速度の上限閾値と下限閾値は、閾値付近で速度が頻繁に切り替わるのを防止するため、図4下段の様にオーバーラップさせている。
例えば、PC17のデータの通信速度がWAN13では30Mbpsだったとすると、通信監視・制御部15は、有線LAN12に対し、100Mbpsとなるように速度を変化させる。通信速度がWAN13では2Mbpsだったとすると、通信監視・制御部15は、有線LAN12に対し、10Mbpsとなるようにする。これにより、LAN12側の最大通信速度が常に1000Mbpsに固定されている状態よりも消費電力を下げることができる(S38)。
この場合、通信監視・制御部15は以下の確認を行う。
2)通信監視・制御部15は、IPパケットのヘッダ情報に含まれるデータサイズを確認する。
3)通信監視・制御部15は、このIPパケットを受信した時間を確認する。
通信監視・制御部15は、この情報を元に、有線LAN12の最大通信速度を制御する。
通信監視・制御部15は、PC17がネットワーク19と通信していない場合には、もっとも最大転送速度の遅い10Mbpsに設定する。
第1の効果として、ゲートウェイ装置は、WAN側にパケットの監視・制御部を設けることで、ネットワーク側で発生するデータ転送速度の状態を監視し、LAN側を適切な最大通信速度に制御し、消費電力を低下することができる。
第2の効果として、ゲートウェイ装置は、WAN側のデータのみを監視することで、複数存在するLAN側のポートに個別の監視部を設けることなく、LAN側の最大通信速度を制御することができる。
実施の形態1は、リアルタイムで有線LANや無線LANの通信速度を変化させるように構成した。しかし、実際の通信中は、最大通信速度を変化させることが望ましくない場合がある。たとえば、有線LANで最大通信速度を変化させる場合、端末機器と一度Link状態(物理的に接続した状態)を解除する場合がある。この処理は通信中には望ましくない。それは、端末機器とゲートウェイ装置は、再度Link状態とするための初期化を行い、処理にオーバーヘッドも発生するからである。
このような場合、通信監視・制御部15の処理を変更することにより、実施の形態1と異なる制御を行うことも可能である。
1)通信監視・制御部15は、IPパケットのヘッダ情報に含まれる送信先IPアドレス(もしくは送信先IPアドレス)を元にどこの端末から送信されたデータなのか(どの端末宛に送信されたデータなのか)を判断する。
2)通信監視・制御部15は、IPパケットのヘッダ情報に含まれるデータサイズを確認する。
3)通信監視・制御部15は、IPパケットを受信(送信)した時間を確認する。
このようにすると、PC17や無線LAN端末18が、特定の時間帯にネットワーク側への通信を行っているか否かがわかる。その状態が数日続いた場合、今後もその時間帯は通信を行わない可能性がある。これにより通信監視・制御部15は、構内ネットワーク装置の最大通信速度を低下させ、自動で消費電力を抑えることができる。
上記で説明した通信制御方法は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)を含む半導体処理装置を用いて実現されてもよい。また、これらの処理は、少なくとも1つのプロセッサ(e.g. マイクロプロセッサ、MPU、DSP(Digital Signal Processor))を含むコンピュータシステムにプログラムを実行させることによって実現されてもよい。具体的には、これらの送信信号処理又は受信信号処理に関するアルゴリズムをコンピュータシステムに行わせるための命令群を含む1又は複数のプログラムを作成し、当該プログラムをコンピュータに供給すればよい。
(付記1)
複数の端末と構内通信網を介して通信する処理を実行する構内通信網インターフェースと、
公衆網に接続する処理を実行する公衆網接続可能な公衆網インターフェースと、
通信の監視制御を実行する通信監視制御を実行する通信監視制御部を備え、
前記通信監視制御部は、
前記端末が前記公衆網と通信する送信データ又は受信データを一元的に監視して、前記送信データ又は受信データ中のヘッダを解析して、前記端末毎の送受信データ量を取得する監視手段と、
前記端末毎の送受信データ量に基づいて、前記構内通信網インターフェースの通信速度を調整する制御手段と、
を備えた通信中継装置。
(付記2)
前記監視手段は、前記全送受信データ中のパケットのヘッダフォーマット中のIPアドレスを用いて端末を個別に識別することにより、前記ヘッダを解析する、
付記1の通信中継装置。
(付記3)
前記監視手段は、
前記端末間の通信と、前記端末と前記公衆網間の通信とを監視し、前記端末間でデータ通信が発生し前記端末と前記公衆網間とは通信を行なっていないと判定した場合に、前記通信監視制御部に対し機能を停止させる、
付記1または2の通信中継装置。
(付記4)
前記制御手段は、前記端末が前記公衆網と通信していない場合に、前記構内通信網インターフェースの通信速度を最も遅い速度に設定する、
付記1〜3いずれかに記載の通信中継装置。
(付記5)
複数の端末と公衆網間の通信を中継する装置における通信制御方法であって、
前記端末が前記公衆網と通信する送信データ又は受信データを一元的に監視し、前記送信データ又は受信データ中のヘッダを解析するステップと、
解析結果に基づいて前記端末毎の送受信データ量を取得するステップと、
前記端末毎の送受信データ量に基づいて、前記端末との間の通信速度を調整するステップと、
を備えた通信制御方法。
(付記6)
前記ヘッダを解析するステップでは、前記全送受信データ中のパケットのヘッダフォーマット中のIPアドレスを用いて端末を個別に識別することにより、前記ヘッダを解析する、
付記5の通信制御方法。
(付記7)
前記端末間の通信と、前記端末と前記公衆網間の通信とを監視し、前記端末間でデータ通信が発生し前記端末と前記公衆網間とは通信を行なっていないと判定した場合に、監視処理を停止させる、
付記5または6の通信制御方法。
(付記8)
前記通信速度を調整するステップでは、前記端末が前記公衆網と通信していない場合に、前記端末との間の通信速度を最も遅い速度に設定する、
付記5〜7いずれかに記載の通信制御方法。
(付記9)
複数の端末と公衆網間の通信を中継する装置において実行されるプログラムであって、
前記端末が前記公衆網と通信する送信データ又は受信データを一元的に監視し、前記送信データ又は受信データ中のヘッダを解析するステップと、
解析結果に基づいて前記端末毎の送受信データ量を取得するステップと、
前記端末毎の送受信データ量に基づいて、前記端末との間の通信速度を調整するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
(付記10)
ヘッダを解析するステップは、前記全送受信データ中のパケットのヘッダフォーマット中のIPアドレスを用いて端末を個別に識別することにより、前記ヘッダを解析する、
付記9のプログラム。
11 ゲートウェイ装置
12 有線LAN
13 WAN
14 無線LAN
15 通信監視・制御部
16 記録部
17 PC
18 無線LAN端末
19 ネットワーク
20 CPU
Claims (9)
- 第1の端末と第1の構内通信網を介して通信する第1の構内通信網インターフェースと、
第2の端末と第2の構内通信網を介して通信する第2の構内通信網インターフェースと、
公衆網に接続する処理を実行する公衆網接続可能な公衆網インターフェースと、
通信の監視制御を実行する通信監視制御を実行する通信監視制御部と、を備え、
前記通信監視制御部は、
前記第1の端末および前記第2の端末が前記公衆網と通信する送信データ及び受信データを一元的に監視して、前記送信データ及び受信データ中のヘッダを解析して、前記第1の端末および前記第2の端末の送受信データ量を取得する監視手段と、
前記第1の端末および前記第2の端末の送信データ量と、前記第1の端末および前記第2の端末の受信データ量と、の少なくとも一方に基づいて、前記第1の構内通信網インターフェースおよび前記第2の構内通信網インターフェースの通信速度を調整する制御手段と、
を備えた通信中継装置。 - 前記監視手段は、前記全送受信データ中のパケットのヘッダフォーマット中のIPアドレスを用いて端末を個別に識別することにより、前記ヘッダを解析する、
請求項1の通信中継装置。 - 前記第1の端末および前記第2の端末が前記公衆網と通信するデータを送受信するCPUをさらに備え、
前記CPUは、
前記第1の端末と前記第2の端末との間の通信である場合、前記通信監視制御部に対し機能を停止させる、
請求項1または2の通信中継装置。 - 前記制御手段は、前記第1の端末および前記第2の端末が前記公衆網と通信していない場合に、前記第1の構内通信網インターフェースおよび前記第2の構内通信網インターフェースの通信速度を最も遅い速度に設定する、
請求項1〜3いずれかに記載の通信中継装置。 - 複数の端末と公衆網間の通信を中継する装置における通信制御方法であって、
第1の端末および第2の端末が前記公衆網と通信する送信データ及び受信データを一元的に監視し、前記送信データ及び受信データ中のヘッダを解析するステップと、
解析結果に基づいて、前記第1の端末および前記第2の端末の送受信データ量を取得するステップと、
前記第1の端末および前記第2の端末の送信データ量と、前記第1の端末および前記第2の端末の受信データ量と、の少なくとも一方に基づいて、前記第1の端末および前記第2の端末との間の通信速度を調整するステップと、
を備えた通信制御方法。 - 前記ヘッダを解析するステップでは、前記全送受信データ中のパケットのヘッダフォーマット中のIPアドレスを用いて端末を個別に識別することにより、前記ヘッダを解析する、
請求項5の通信制御方法。 - 前記第1の端末と前記第2の端末との間の通信である場合、監視処理を停止させる、請求項5または6の通信制御方法。
- 前記通信速度を調整するステップでは、前記第1の端末および前記第2の端末が前記公衆網と通信していない場合に、前記第1の端末および前記第2の端末との間の通信速度を最も遅い速度に設定する、請求項5〜7いずれかに記載の通信制御方法。
- 複数の端末と公衆網間の通信を中継する装置において実行されるプログラムであって、
第1の端末および第2の端末が前記公衆網と通信する送信データ及び受信データを一元的に監視し、前記送信データ及び受信データ中のヘッダを解析するステップと、
解析結果に基づいて、前記第1の端末および前記第2の端末の送受信データ量を取得するステップと、
前記第1の端末および前記第2の端末の送信データ量と、前記第1の端末および前記第2の端末の受信データ量と、の少なくとも一方に基づいて、前記第1の端末および前記第2の端末との間の通信速度を調整するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
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