JP7127743B2

JP7127743B2 - 通信装置、通信方法及びプログラム

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Publication number: JP7127743B2
Application number: JP2021529876A
Authority: JP
Inventors: 達也福井; 勝也南; 裕希坂上; 裕透古川
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2039-07-04
Also published as: WO2021002022A1; US11902167B2; JPWO2021002022A1; US20220360534A1

Description

本開示は、遅延保証シェーピング機能を備える通信装置、その通信方法、及びそれを実現するプログラムに関する。

近年、ＩＰデータ通信だけではなくＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）／Ｍ２Ｍ（ＭａｃｈｉｎｅｔｏＭａｃｈｉｎｅ）、４Ｋ／８Ｋ高精細映像配信サービス、オンラインゲーム等、多種多様なアプリケーションやサービスが急速に普及してきた。特にコンピュータなどの情報／通信機器だけでなく、世の中に存在する様々な「モノ」に通信機能を持たせ、相互に通信を行うことにより、自動認識、自動制御、遠隔計測などを行うＩｏＴの普及は急速に進んでいる。

ＩｏＴの一例として、遠隔値で所定の物理量（電流、電圧、気圧、気温、水量、及び湿度等）を取得し、これらのデータをセンタ側で収集してビッグデータ解析を行い、解析結果に基づき機械の動作を自動的に制御するという通信シーンが考えられている。データ収集と遠隔制御を正確に行うためには、決められた時間内に正しく通信が完了することが非常に重要となる。例えば、データ収集とそれに基づく遠隔制御を５０ｍｓ以内に実施するようなシステムを考えると、長くとも片道の通信遅延を２５ｍｓ以内に抑える必要がある。

一方で、現在のベストエフォート通信サービスにおける２拠点間の通信遅延には大きな揺らぎが発生している。具体的には、通信環境が良好なときは２拠点間のパケット転送で発生する通信遅延が通信経路長や装置のスイッチング処理等で発生する最短通信遅延（輻輳等の変動的な要因による遅延を含まない遅延時間の理想値）とほぼ等しくなっているが、通信環境が劣悪なときは数１００ｍｓレベルの非常に大きな通信遅延が発生したり、時にはパケットロスが発生してしまう。このような通信サービスは、前述のＩｏＴにおける通信シーンに適しているとはいえない。したがって、２拠点間のパケット転送で発生する通信遅延を一定時間以内にする通信遅延保証サービスを安価に実現することが求められている。

高信頼かつ低遅延な通信を提供するサービスの一つとして、特許文献１に開示される遅延保証シェーピング機能がある。特許文献１の遅延保証シェーピング機能は、２拠点間のパケット転送を行う際に、最短通信遅延と保証したい通信遅延に基づきシェーピング帯域を変化させることで、通信ネットワーク負荷を抑えながら通信遅延の保証をユーザに提供することができる

特開２０１８－１４８４５３号公報

図１は、特許文献１に記載される遅延保証シェーピング機能を説明する図である。図１において横軸は時間、縦軸はパケット送信量、棒グラフは入力されたパケット量、折れ線グラフは出力されるパケット量である。特許文献１に記載される遅延保証シェーピング機能はパケットが入力されるたびに通信帯域を増やす動作となっている。このため、装置の異常やユーザのミスなどによって入力トラヒックが大きい状態が続いた場合、図１（Ａ）のように通信帯域が際限なく増大し、通信ネットワークを圧迫することになる。一方、入力トラヒックが非常に小さい場合、遅延保証シェーピング機能による通信ネットワーク負荷を低減する効果が小さいにもかかわらず、図１（Ｂ）のようにパケットの通信遅延が増大することがある。つまり、特許文献１に記載される遅延保証シェーピング機能には、入力トラヒックが大きい状態が続いたときのネットワーク負荷の増大、及び入力トラヒックが非常に小さいときの通信遅延を回避することが困難という課題があった。

そこで、本発明は、前記課題を解決するために、入力トラヒックが大きい状態が続いたときのネットワーク負荷の増大、及び入力トラヒックが非常に小さいときの通信遅延を回避することができる通信装置、通信方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る通信装置は、遅延保証シェーピングに最低帯域保証トークンバケツ、最大帯域保証トークンバケツ、及び遅延保証トークンバケツの３つのトークンバケツを具備し、３つのトークンバケツの状態と最大帯域を超過した場合の動作設定に応じて、パケットの処理を決定することとした。

具体的には、本発明に係る通信装置は、
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的に保持するキューと、
遅延保証トークンバケツ、最低帯域トークンバケツ及び最大帯域トークンバケツの３つのトークンバケツと、
前記キューが保持するパケットを前記３つのトークンバケツが保有するトークンに従って通信ネットワークへ転送するトークンバケットアルゴリズムを有する送信判定機能部と、
前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を所定の間隔で測定するメータリング部と、
前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を前記所定の間隔で指定するトークン供給関数を有しており、前記メータリング部が測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加するトークン供給計算部と、
前記トークン供給計算部から設定された前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給する遅延保証トークン供給部と、
予め設定された最低帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最低帯域トークンバケツに供給する最低帯域トークン供給部と、
予め設定された最大帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最大帯域トークンバケツに供給する最低帯域トークン供給部と、
を備える。

また、本発明に係る通信方法は、
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的にキューに保持し、
遅延保証トークンバケツ、最低帯域トークンバケツ及び最大帯域トークンバケツの３つのトークンバケツが保有するトークンに従ってパケットを出力するトークンバケットアルゴリズムで、前記キューが保持するパケットを通信ネットワークへ転送する際に、
所定の間隔で前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を測定し、
前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を指定するトークン供給関数を、測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加して作成し、
作成した前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給し、
予め設定された最低帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最低帯域トークンバケツに供給し、
予め設定された最大帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最大帯域トークンバケツに供給する
ことを特徴する。

本発明に係る通信装置は、トークンバケツを３つ用意し、それぞれのトークンバケツ内のトークン量に応じてパケットの転送、廃棄、又は待機させることができる。このため、遅延保証シェーピングに対して大きなトラヒックが入力された場合、本通信装置は、設定した最大帯域を超過しないように動作できる。また、本通信装置は、最大超過した場合にパケットを破棄して遅延保証を優先するか、パケットを溜めてパケットロスレスを優先するかを選択することができる。さらに、本通信装置は、入力トラヒックが非常に小さい場合には通信遅延を増大させることなくパケットを即座に送信することができる。

従って、本発明は、入力トラヒックが大きい状態が続いたときのネットワーク負荷の増大、及び入力トラヒックが非常に小さいときの通信遅延を回避することができる通信装置及び通信方法を提供することができる。

任意の時刻における
前記最低帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍｉｎ、
前記最大帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍａｘ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
本発明に係る通信装置の前記トークンバケットアルゴリズムは、
トークンが前記３つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロより大きい場合、及び、Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロ以下且つＴｄ－ＢとＴｍａｘ－Ｂがゼロより大きい場合、前記キューの先頭パケットを前記通信ネットワークへ転送するとともに、Ｔｍｉｎ、Ｔｄ、及びＴｍａｘのそれぞれからＢを減算し、
Ｔｍｉｎ－ＢとＴｄ－Ｂがゼロ以下の場合、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させ、
他の場合、設定により、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させる、又は前記キューの先頭パケットを廃棄してＴｄからＢを減算する
というアルゴリズムであることを特徴とする。

また、本発明に係る通信装置の前記トークン供給計算部は、
今回のトークン供給計算の実行時刻をｔ＿ｎｏｗ、前記従前の前記トークン供給関数をｎｏｗ＿Ｔｓ（ｔ）、
前回のトークン供給計算の実行時刻から今回のトークン供給計算の実行時刻までに前記メータリング部が測定した前記パケットの量の合計をＢｍ、
遅延パラメータテーブルに記載されているトークン供給周期をＴｃ、トークン供給関数更新周期をＴｕ、トークン供給関数反映周期をＴｒ、前記パケットの要求遅延時間をＤｄ、前記パケットの転送先までの前記通信ネットワークの遅延時間をＤｒとしたとき、
今回のトークン供給計算の実行で作成する前記追加する前記トークン供給関数ａｄｄ＿Ｔｓ（ｔ）を式Ｃ１で計算し、式Ｃ２で前記追加する前記トークン供給関数ａｄｄ＿Ｔｓ（ｔ）を前記従前の前記トークン供給関数に追加した新たな前記トークン供給関数ｎｅｗ＿Ｔｓ（ｔ）とする
ことを特徴とする。
［式Ｃ１］
ｔがｔ＿ｎｏｗ＋Ｔｒ以上ｔ＿ｎｏｗ＋Ｔｒ＋Ｄａ未満の場合：
ａｄｄ＿Ｔｓ（ｔ）＝（Ｂｍ／Ｄａ）×Ｔｃ
ｔがｔ＿ｎｏｗ＋Ｔｒ未満又はｔ＿ｎｏｗ＋Ｔｒ＋Ｄａ以上の場合：
ａｄｄ＿Ｔｓ（ｔ）＝０
ただし、Ｄａ＝Ｄｄ－Ｄｒ－Ｔｕ－Ｔｒである。
［式Ｃ２］
ｎｅｗ＿Ｔｓ（ｔ）＝ｎｏｗ＿Ｔｓ（ｔ）＋ａｄｄ＿Ｔｓ（ｔ）

なお、次の通信装置は、入力トラヒックが非常に小さいときの通信遅延を回避することができる。
本発明に係る通信装置は、
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的に保持するキューと、
遅延保証トークンバケツ及び最低帯域トークンバケツの２つのトークンバケツと、
前記キューが保持するパケットを前記２つのトークンバケツが保有するトークンに従って通信ネットワークへ転送するトークンバケットアルゴリズムを有する送信判定機能部と、
前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を所定の間隔で測定するメータリング部と、
前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を前記所定の間隔で指定するトークン供給関数を有しており、前記メータリング部が測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加するトークン供給計算部と、
前記トークン供給計算部から設定された前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給する遅延保証トークン供給部と、
予め設定された最低帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最低帯域トークンバケツに供給する最低帯域トークン供給部と、
を備え、
前記トークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最低帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍｉｎ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロより大きい場合、及び、Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロ以下且つＴｄ－Ｂがゼロより大きい場合、前記キューの先頭パケットを前記通信ネットワークへ転送するとともに、Ｔｍｉｎ及びＴｄのそれぞれからＢを減算し、
Ｔｍｉｎ－ＢとＴｄ－Ｂがゼロ以下の場合、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させる、
というアルゴリズムであることを特徴とする。

当該通信装置の通信方法は、
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的にキューに保持し、
遅延保証トークンバケツ及び最低帯域トークンバケツの２つのトークンバケツが保有するトークンに従ってパケットを出力する前記トークンバケットアルゴリズムで、前記キューが保持するパケットを通信ネットワークへ転送する際に、
所定の間隔で前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を測定し、
前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を指定するトークン供給関数を、測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加して作成し、
作成した前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給し、
予め設定された最低帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最低帯域トークンバケツに供給する。

また、次の通信装置は、入力トラヒックが大きい状態が続いたときのネットワーク負荷の増大を回避することができる。
本発明に係る通信装置は、
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的に保持するキューと、
遅延保証トークンバケツ及び最大帯域トークンバケツの２つのトークンバケツと、
前記キューが保持するパケットを前記２つのトークンバケツが保有するトークンに従って通信ネットワークへ転送するトークンバケットアルゴリズムを有する送信判定機能部と、
前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を所定の間隔で測定するメータリング部と、
前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を前記所定の間隔で指定するトークン供給関数を有しており、前記メータリング部が測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加するトークン供給計算部と、
前記トークン供給計算部から設定された前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給する遅延保証トークン供給部と、
予め設定された最大帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最大帯域トークンバケツに供給する最大帯域トークン供給部と、
を備え、
前記トークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最大帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍａｘ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｄ－ＢとＴｍａｘ－Ｂがゼロより大きい場合、前記キューの先頭パケットを前記通信ネットワークへ転送するとともに、Ｔｄ及びＴｍａｘのそれぞれからＢを減算し、
Ｔｄ－Ｂがゼロ以下の場合、又は、Ｔｄ－Ｂがゼロより大きく、Ｔｍａｘ－Ｂがゼロ以下である場合、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させる
というアルゴリズムであることを特徴とする。

なお、前記トークンバケットアルゴリズムは、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｄ－ＢとＴｍａｘ－Ｂがゼロより大きい場合、前記キューの先頭パケットを前記通信ネットワークへ転送するとともに、Ｔｄ及びＴｍａｘのそれぞれからＢを減算し、
Ｔｄ－Ｂがゼロ以下の場合、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させ、
Ｔｄ－Ｂがゼロより大きく、Ｔｍａｘ－Ｂがゼロ以下の場合、前記キューの先頭パケットを廃棄してＴｄからＢを減算する
というアルゴリズムであってもよい。

当該通信装置の通信方法は、
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的にキューに保持し、
遅延保証トークンバケツ及び最大帯域トークンバケツの２つのトークンバケツが保有するトークンに従ってパケットを出力する前記トークンバケットアルゴリズムで、前記キューが保持するパケットを通信ネットワークへ転送する際に、
所定の間隔で前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を測定し、
前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を指定するトークン供給関数を、測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加して作成し、
作成した前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給し、
予め設定された最大帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最大帯域トークンバケツに供給する。

また、本発明は、前記通信装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。本発明に係る通信装置はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明は、入力トラヒックが大きい状態が続いたときのネットワーク負荷の増大、及び入力トラヒックが非常に小さいときの通信遅延を回避することができる通信装置、通信方法及びプログラムを提供することができる。

本発明の課題を説明する図である。本発明に係る通信装置を説明する機能ブロック図である。本発明に係る通信装置が有する遅延パラメータテーブルを説明する図である。本発明に係る通信装置のトークン供給関数計算部が実行するトークン供給関数更新処理フローを説明する図である。本発明に係る通信装置が有する帯域パラメータテーブルを説明する図である。本発明に係る通信装置が行うトークンバケットアルゴリズムを説明するフロー図である。本発明に係る通信装置の動作例を説明する図である。本発明に係る通信装置が有する遅延パラメータテーブルを説明する図である。本発明に係る通信装置が有する帯域パラメータテーブルを説明する図である。本発明に係る通信装置の動作例を説明する図である。本発明に係る通信装置の動作例を説明する図である。本発明に係る通信装置の動作例を説明する図である。本発明に係る通信装置の動作例を説明する図である。本発明に係る通信装置としてコンピュータを動作させる例を説明する図である。本発明に係る通信装置が行うトークンバケットアルゴリズムを説明するフロー図である。本発明に係る通信装置が行うトークンバケットアルゴリズムを説明するフロー図である。本発明に係る通信装置が行うトークンバケットアルゴリズムを説明するフロー図である。本発明に係る通信装置を説明する機能ブロック図である。本発明に係る通信装置を説明する機能ブロック図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

図２は、本実施形態の通信装置１００を説明する機能ブロック図である。通信装置１００は、
ユーザ装置２から入力されたパケットを一時的に保持するキュー１１と、
遅延保証トークンバケツ１３Ａ、最低帯域トークンバケツ１３Ｂ及び最大帯域トークンバケツ１３Ｃの３つのトークンバケツと、
キュー１１が保持するパケットを前記３つのトークンバケツが保有するトークンに従って通信ネットワーク３へ転送するトークンバケットアルゴリズムを有する送信判定機能部１２と、
ユーザ装置２から入力されたパケットの量を所定の間隔で測定するメータリング部１０４と、
遅延保証トークンバケツ１３Ａに供給するトークンの量と供給期間を前記所定の間隔で指定するトークン供給関数を有しており、メータリング部１０４が測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加するトークン供給計算部１０８と、
トークン供給計算部１０８から設定された前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で遅延保証トークンバケツ１３Ａに供給する遅延保証トークン供給部１０９Ａと、
予め設定された最低帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で最低帯域トークンバケツ１３Ｂに供給する最低帯域トークン供給部１０９Ｂと、
予め設定された最大帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で最大帯域トークンバケツ１３Ｃに供給する最低帯域トークン供給部１０９Ｃと、
を備える。

図３は、トークン供給計算部１０８がトークン供給関数を計算するためのパラメータが記載された遅延パラメータテーブル１１２の図である。管理者は、遅延パラメータ設定部１２２から当該テーブルのパラメータを設定することができる。

メータリング部１０４は、キュー１１に入力される、ユーザ装置２からのパケットの量Ｂｍを測定し、入力パケット量記録メモリ１１３に記録する。トークン供給計算部１０８は、遅延パラメータ設定部１２２と入力パケット量記録メモリ１１３の記載内容からトークン供給関数を計算する。

図４は、トークン供給関数計算部１０８が実行するトークン供給関数Ｔｓ（ｔ）更新処理フロー（Ｓ１２０）を示したものである。トークン供給関数計算部１０８は、
前記トークン供給関数の更新において、
１の所定期間における前記入力されたパケットの量で計算したトークンの１の供給期間と、前記１の所定期間の後の所定期間における前記入力されたパケットの量で計算したトークンの後の供給期間とが重複する場合、前記１の供給期間と前記後の供給期間が重複する期間において、前記１の所定期間における前記入力されたパケットの量で計算したトークンの量に前記後の所定期間における前記入力されたパケットの量で計算したトークンの量を加算する。

本更新処理は、トークン供給動作設定テーブル１１１に設定されているトークン供給関数更新周期毎に実行する。今回処理実行時刻をｔ＿ｎｏｗ、現在のトークン供給関数をｎｏｗ＿Ｔｓ（ｔ）、前回処理実行時から今回処理実行時までにメータリング部１０４から通知されたバイト量の合計をＢｍ、トークン供給動作設定テーブル１１１に記載されているトークン供給周期をＴｃ、トークン供給関数更新周期をＴｕ、トークン供給関数反映周期をＴｒ、フロー情報テーブル１１０に記載されている対象通信フローの要求遅延時間をＤｄ、遅延情報テーブル１１２を用いて計算された対象通信フローの通信経路の遅延時間をＤｒとする（ステップＳ１２１）。

要求遅延を満足しながら追加できる遅延時間であるＤａを次の式で計算する（ステップＳ１２２）。
Ｄａ＝Ｄｄ－Ｄｒ－Ｔｕ－Ｔｒ

今回の処理実行で追加するトークン供給関数ａｄｄ＿Ｔｓ（ｔ）を次の式で計算する（ステップＳ１２３）。
（１）ｔがｔ＿ｎｏｗ＋Ｔｒ≦ｔ＜ｔ＿ｎｏｗ＋Ｔｒ＋Ｄａの場合
ａｄｄ＿Ｔｓ（ｔ）＝（Ｂｍ／Ｄａ）×Ｔｃ
（２）上記以外のｔの場合
ａｄｄ＿Ｔｓ（ｔ）＝０

ａｄｄ＿Ｔｓ（ｔ）が小数となっている場合には、ａｄｄ＿Ｔｓ（ｔ）の合計値がＢｍと等しくなるように切り上げ又は切り捨てなどの正規化を行う（ステップＳ１２４）。今回の処理実行でＴｓ（ｔ）として更新するトークン供給関数ｎｅｗ＿Ｔｓ（ｔ）を次の式で計算する（ステップＳ１２５）。
ｎｅｗ＿Ｔｓ（ｔ）＝ｎｏｗ＿Ｔｓ（ｔ）＋ａｄｄ＿Ｔｓ（ｔ）
なお、ステップＳ１２５の計算は遅延保証トークン供給関数メモリ１１４で行うことができる。

ｎｅｗ＿Ｔｓ（ｔ）をｔ＝ｔ＿ｎｏｗ＋Ｔｒ以降の新たなＴｓ（ｔ）としてトークン供給部１０９Ａに設定する（ステップＳ１２６）。トークン供給部１０９Ａは、設定されたＴｓ（ｔ）に従い、所定の間隔で所定量のトークンを遅延保証トークンバケツ１３Ａに供給する。

図５は、最低帯域トークン供給部１０９Ｂと最大帯域トークン供給部１０９Ｃがそれぞれ供給するトークンの量を算出するためのパラメータが記載された帯域パラメータテーブル１１５の図である。管理者は、帯域パラメータ設定部１２３から当該テーブルのパラメータを設定することができる。最低帯域トークン供給部１０９Ｂと最大帯域トークン供給部１０９Ｃは、帯域パラメータテーブル１１５の記載に基づき、トークンをそれぞれ最低帯域トークンバケツ１３Ｂと最大帯域トークンバケツ１３Ｃに供給する。

図６は、送信判定機能部１２が行うパケットの送信、廃棄又は待機を判断するためのトークンバケットアルゴリズムを説明するフロー図である。任意の時刻における、前記最低帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍｉｎ、前記最大帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍａｘ、前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとする。

前記トークンバケットアルゴリズムは、
トークンが前記３つのトークンバケツに供給されるトークン供給時（ステップＳ００）の後、
Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロより大きい（ステップＳ０１にて“Ｙｅｓ”）場合、及び、Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロ以下（ステップＳ０１にて“Ｎｏ”）且つＴｄ－ＢとＴｍａｘ－Ｂがゼロより大きい（ステップＳ０２及びＳ０３ともに“Ｙｅｓ”）場合、キュー１１の先頭パケットを通信ネットワーク３へ転送するとともに、Ｔｍｉｎ、Ｔｄ、及びＴｍａｘのそれぞれからＢを減算し（ステップＳ０７）、
Ｔｍｉｎ－ＢとＴｄ－Ｂがゼロ以下（ステップＳ０１及びＳ０２ともに“Ｎｏ”）の場合、キュー１１の先頭パケットを次のトークン供給時までキュー１１に待機させ（ステップＳ０５）、
他（ステップＳ０１にて“Ｎｏ”、ステップＳ０２にて“Ｙｅｓ”及びステップＳ０３にて“Ｎｏ”）の場合、帯域パラメータテーブル１１５の設定により、キュー１１の先頭パケットを次のトークン供給時までキュー１１に待機させる（ステップＳ０５）、又はキュー１１の先頭パケットを廃棄してＴｄからＢを減算する（ステップＳ０６）
というアルゴリズムである。

通信装置１００は当該アルゴリズムにより次のように動作する。
（１）原則的に遅延保証トークンバケツ１３Ａにトークンがあればキュー１１の先頭パケットを通信ネットワーク３へ送信する。ただし、このときに最大帯域トークンバケツ１３Ｃにトークンが無ければ先頭パケットの送信をせずに、当該先頭パケットを待機又は廃棄する（帯域パラメータテーブル１１５の設定による）。
（２）遅延保証トークンバケツ１３Ａにトークンが無い場合、最低帯域トークンバケツ１３Ｂの状態で動作が分かれる。
（２ａ）最低帯域トークンバケツ１３Ｂにトークンがあればキュー１１の先頭パケットを通信ネットワーク３へ送信する。
（２ｂ）最低帯域トークンバケツ１３Ｂにトークンが無ければ先頭パケットを待機又は廃棄する。この場合、最大帯域トークンバケツ１３Ｃにトークンがあれば先頭パケットを必ず待機するが、最大帯域トークンバケツ１３Ｃにトークンが無ければ帯域パラメータテーブル１１５の設定により待機又は廃棄となる。
（３）先頭パケットを送信したら全てのトークンバケツから先頭パケット分のトークン量を減算する。先頭パケットを廃棄したら遅延保証トークンバケツ１３Ａのみから先頭パケット分のトークン量を減算する。
（４）遅延保証トークンバケツ１３Ａにはトークン供給関数計算部１０８が計算したトークン供給関数に従った量のトークンが定期的に供給される。
（５）最低帯域トークンバケツ１３Ｂと最大帯域トークンバケツ１３Ｃにはユーザ装置２からのパケット量に関わらず一定量のトークンが定期的に供給される。

以下に通信装置１００の具体的な動作を説明する。

（実施例１）
本実施例は、最低帯域保証と最大帯域保証の両方があり、超過時動作が「破棄」である例である。
遅延パラメータテーブル１１２に設定されている値は図３の通りである。帯域パラメータテーブル１１５に設定されている値は図５の通りである。このような場合、通信装置１００は図７のように動作する。

・時刻ｔ＝０～１
パケット＃１～２４が到来する。各パケットのパケットサイズは１０００ｂｙｔｅｓとする。
・時刻ｔ＝１
送信判定機能部１２は、トークン供給周期が到来したので図６のアルゴリズムに従って動作を開始する。まず、トークン供給が行われるが、前回のパケット送信から時間が経過していると仮定すると、Ｔｍｉｎ、Ｔｍａｘは図５の帯域パラメータテーブルのパラメータ（最低帯域バーストと最大帯域バースト）で設定された最大値に達しているため、トークンは供給されない。トークン供給関数は更新されていないためＴｄは加算されない。
先頭パケット＃１のパケットサイズＢ＝１０００であり、Ｔｍｉｎは２０００であるので、Ｔｍｉｎ－Ｂ＞０が成り立ち（ステップＳ０１にて“Ｙｅｓ”）、パケット＃１を送信し、Ｔｍｉｎ、Ｔｄ、Ｔｍａｘから１０００を減算する（ステップＳ０７）。
次のパケット＃２のパケットサイズＢ＝１０００についても、Ｔｍｉｎは１０００であり、Ｔｍｉｎ－Ｂ＞０が成り立つので（ステップＳ０１にて“Ｙｅｓ”）、パケットを送信し、Ｔｍｉｎ、Ｔｄ、Ｔｍａｘから１０００を減算する（ステップＳ０７）。
次のパケット＃３については、Ｔｍｉｎが０であるためＴｍｉｎ－Ｂ＞０が成り立たず（ステップＳ０１にて“Ｎｏ”）、かつ、Ｔｄは－２０００であるためＴｄ－Ｂ＞０も成り立たないので（ステップＳ０１にて“Ｎｏ”）、ここでパケット送信を終了する（ステップＳ０５）。
また、ｔ＝１においてトークン供給関数更新周期が到来するので、図４のフローチャートに従ってトークン供給関数Ｔｓ（ｔ）が更新される。図３の遅延パラメータテーブル１１２に設定されている値で計算するとトークン供給関数Ｔｓ（ｔ）はｔ＝２～９の間で３０００となる。

・時刻ｔ＝２
トークン供給周期が到来するので、各トークンバケツにトークンが供給される。
最低帯域トークンバケツ１３Ｂには図５の帯域パラメータテーブル１１２の設定値に基づき、１Ｍｂｐｓの１ｍｓ分である１２５Ｂｙｔｅｓが供給される。
最大帯域トークンバケツ１３Ｃには図５の帯域パラメータテーブル１１２の設定値に基づき、４８Ｍｂｐｓの１ｍｓ分である６０００Ｂｙｔｅｓが供給される。ただし、最大値が６０００なので、Ｔｍａｘ＝６０００となる。
遅延保証トークンバケツ１３Ａには、トークン供給関数に基づき、３０００Ｂｙｔｅｓが供給される。

次に、送信判定機能部１２は、図６のアルゴリズムに基づきパケット送信判定を行う。
Ｔｍｉｎ－Ｂ＞０が成り立たない（ステップＳ０１にて“Ｎｏ”）が、Ｔｄ－Ｂ＞０とＴｍａｘ＞０が成り立つので（ステップＳ０２とＳ０３がともに“Ｙｅｓ”）、パケット＃３が送信される。そしてＴｍｉｎ、Ｔｄ及びＴｍａｘから１０００を減算する（ステップＳ０７）。
次のパケット＃４は、Ｔｍｉｎ－Ｂ＞０もＴｄ－Ｂ＞０も成り立たないので（ステップＳ０１とＳ０２ともに“Ｎｏ”）、送信されない。

以降、Ｔｍｉｎはトークンの供給量よりも消費量の方が大きく、負の値をとり続ける。Ｔｍｉｎが正の値をとるのは、一連のパケット送信が終わり、パケット送信を行わない期間が長時間経過するとＴｍｉｎは正の値となり、かつトークン量が最低帯域トークンバケツ１３Ｂの上限に回復する。このような仕組みを採ることで、通信頻度の小さい少量のパケットは、設定値に関わらず即時に送信が可能となる。

・時刻ｔ＝３
トークン供給周期が到来するので、各トークンバケツにトークンが供給される。
時刻ｔ＝２と同様に、最低帯域トークンバケツ１３Ｂには１Ｍｂｐｓの１ｍｓ分である１２５Ｂｙｔｅｓが供給され、最大帯域トークンバケツ１３Ｃには４８Ｍｂｐｓの１ｍｓ分である６０００Ｂｙｔｅｓが供給され、遅延保証トークンバケツ１３Ａには３０００Ｂｙｔｅｓが供給される。
次に、送信判定機能部１２は、図６のアルゴリズムに基づきパケット送信判定を行う。
Ｔｄ－Ｂ＞０が３パケットに及んで成り立つので（ステップＳ０１にて“Ｙｅｓ”）、パケット＃４～＃６が送信される。

・時刻ｔ＝４～５
この時間に新たなパケット＃２５～５６が到来する。各パケットのパケットサイズは１０００ｂｙｔｅｓとする。ただし、ｔ＝４の時点でＴｍｉｎは負の値なので当該パケット群は送信されずにキュー１１に保管される。また、この時間は、時刻ｔ＝３で説明したように送信判定機能部１２がパケット送信判定を行い、パケット＃７～１２が送信される。
また、ｔ＝５においてトークン供給関数更新周期が到来するので、図４のフローチャートに従ってトークン供給関数Ｔｓ（ｔ）が更新される。新たなパケット量と図３の遅延パラメータテーブル１１２に設定されている値で計算するとトークン供給関数Ｔｓ（ｔ）はｔ＝６～９の間で７０００、ｔ＝９～１３の間で４０００となる。

・時刻ｔ＝６
トークン供給周期が到来するので、各トークンバケツにトークンが供給される。
時刻ｔ＝２と同様に、最低帯域トークンバケツ１３Ｂには１Ｍｂｐｓの１ｍｓ分である１２５Ｂｙｔｅｓが供給され、最大帯域トークンバケツ１３Ｃには４８Ｍｂｐｓの１ｍｓ分である６０００Ｂｙｔｅｓが供給される。一方、遅延保証トークンバケツ１３Ａには、時刻ｔ＝５で計算されたトークン供給関数Ｔｓ（ｔ）に従い、７０００Ｂｙｔｅｓが供給される。
次に、送信判定機能部１２は、図６のアルゴリズムに基づきパケット送信判定を行う。
最初の６パケット（＃１３～＃１８）は、これまでと同様に送信される。そのトークン量の状態は、Ｔｍａｘ＝０、Ｔｄ＝１０００である。

ここで、次に送るパケット＃１９について説明する。Ｔｍｉｎは負の値なので、ステップＳ０２の判断を行う。Ｔｄ－Ｂ＞０は成り立つが（ステップＳ０２にて“Ｙｅｓ”）、Ｔｍａｘ－Ｂ＞０が成り立たない（ステップＳ０３にて“Ｎｏ”）。さらに図５の帯域パラメータテーブル１１５の帯域超過時動作が破棄であることから、パケットを破棄するとともに、Ｔｄから１０００を減ずる（ステップＳ０６）。ここでＴｄからトークン量を減算しておく理由は、すべてのパケットを送信し終わった後のＴｄの値が必ず０になるように調整するためである。そのようにしないと、パケットを破棄する度にＴｄの値が増大することになる。

（実施例２）
本実施例は、最低帯域保証と最大帯域保証の両方が設定され、帯域超過時動作が「破棄しない」の場合の例である。
遅延パラメータテーブル１１２に設定されている値は図８の通りである。帯域パラメータテーブル１１５に設定されている値は図９の通りである。このような場合、通信装置１００は図１０のように動作する。通信装置１００の動作は、パケットを破棄せずに次のトークン供給周期まで待機させている点が実施例１と異なる動作である。他の動作は実施例１と同じである。

（実施例３）
通信装置１００は、遅延パラメータテーブル１１２や帯域パラメータ１１５の設定により、次のような動作もできる。
図１１は、遅延保証と最大帯域保証が設定され、帯域超過時動作が「破棄」の場合の例である。図１９は、この場合の装置構成を説明する図である。また、図１７は、この場合の動作を説明するフローチャートである。

本実施例の通信装置は、
ユーザ装置２から入力されたパケットを一時的に保持するキュー１１と、
遅延保証トークンバケツ１３Ａ及び最大帯域トークンバケツ１３Ｃの２つのトークンバケツと、
キュー１１が保持するパケットを前記２つのトークンバケツが保有するトークンに従って通信ネットワーク３へ転送するトークンバケットアルゴリズムを有する送信判定機能部１２と、
ユーザ装置２から入力されたパケットの量を所定の間隔で測定するメータリング部１０４と、
遅延保証トークンバケツ１３Ａに供給するトークンの量と供給期間を前記所定の間隔で指定するトークン供給関数を有しており、メータリング部１０４が測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加するトークン供給計算部１０８と、
トークン供給計算部１０８から設定された前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で遅延保証トークンバケツ１３Ａに供給する遅延保証トークン供給部１０９Ａと、
予め設定された最大帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で最大帯域トークンバケツ１３Ｃに供給する最大帯域トークン供給部１０９Ｃと、
を備える。
前記トークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最大帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍａｘ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｄ－ＢとＴｍａｘ－Ｂがゼロより大きい場合（ステップＳ０２及びＳ０３にて“Ｙｅｓ”）、キュー１１の先頭パケットを通信ネットワーク３へ転送するとともに、Ｔｄ及びＴｍａｘのそれぞれからＢを減算し（ステップＳ０７）、
Ｔｄ－Ｂがゼロ以下の場合（ステップＳ０２にて“Ｎｏ”）、キュー１１の先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させ（ステップＳ０５）、
Ｔｄ－Ｂがゼロより大きく（ステップＳ０２にて“Ｙｅｓ”）、Ｔｍａｘ－Ｂがゼロ以下の場合（ステップＳ０３にて“Ｎｏ”）、キュー１１の先頭パケットを廃棄してＴｄからＢを減算する（ステップＳ０６）
というアルゴリズムであることを特徴とする。

（実施例４）
通信装置１００は、遅延パラメータテーブル１１２や帯域パラメータ１１５の設定により、次のような動作もできる。
図１２は、遅延保証と最大帯域保証が設定され、帯域超過時動作が「破棄しない」の場合の例である。この場合の装置構成は実施例３の図１９と同じである。また、図１６は、この場合の動作を説明するフローチャートである。

本実施例のトークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最大帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍａｘ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｄ－ＢとＴｍａｘ－Ｂがゼロより大きい場合（ステップＳ０２とＳ０３にて“Ｙｅｓ”）、キュー１１の先頭パケットを通信ネットワーク３へ転送するとともに、Ｔｄ及びＴｍａｘのそれぞれからＢを減算し（ステップＳ０７）、
Ｔｄ－Ｂがゼロ以下の場合（ステップＳ０２にて“Ｎｏ”）、又は、Ｔｄ－Ｂがゼロより大きく（ステップＳ０２にて“Ｙｅｓ”）、Ｔｍａｘ－Ｂがゼロ以下である場合（ステップＳ０３にて“Ｎｏ”）、キュー１１の先頭パケットを次の前記トークン供給時までキュー１１に待機させる（ステップＳ０５）
というアルゴリズムであることを特徴とする。

（実施例５）
通信装置１００は、遅延パラメータテーブル１１２や帯域パラメータ１１５の設定により、次のような動作もできる。
図１３は、遅延保証と最低帯域保証が設定される場合の例である。図１８は、この場合の装置構成を説明する図である。また、図１５は、この場合の動作を説明するフローチャートである。

本実施例の通信装置は、
ユーザ装置２から入力されたパケットを一時的に保持するキュー１１と、
遅延保証トークンバケツ１３Ａ及び最低帯域トークンバケツ１３Ｃの２つのトークンバケツと、
キュー１１が保持するパケットを前記２つのトークンバケツが保有するトークンに従って通信ネットワーク３へ転送するトークンバケットアルゴリズムを有する送信判定機能部１２と、
ユーザ装置２から入力されたパケットの量を所定の間隔で測定するメータリング部１０４と、
遅延保証トークンバケツ１３Ａに供給するトークンの量と供給期間を前記所定の間隔で指定するトークン供給関数を有しており、メータリング部１０４が測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加するトークン供給計算部１０８と、
トークン供給計算部１０８から設定された前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で遅延保証トークンバケツ１３Ａに供給する遅延保証トークン供給部１０９Ａと、
予め設定された最低帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で最低帯域トークンバケツ１３Ｂに供給する最低帯域トークン供給部１０９Ｂと、
を備える。
前記トークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最低帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍｉｎ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロより大きい場合（ステップＳ０１にて“Ｙｅｓ”）、及び、Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロ以下（ステップＳ０１にて“Ｎｏ”）且つＴｄ－Ｂがゼロより大きい場合（ステップＳ０２にて“Ｙｅｓ”）、キュー１１の先頭パケットを通信ネットワーク３へ転送するとともに、Ｔｍｉｎ及びＴｄのそれぞれからＢを減算し（ステップＳ０７）、
Ｔｍｉｎ－ＢとＴｄ－Ｂがゼロ以下の場合（ステップＳ０１とＳ０２にて“Ｎｏ”）、キュー１１の先頭パケットを次の前記トークン供給時までキュー１１に待機させる（ステップＳ０５）、
というアルゴリズムであることを特徴とする。

（他の実施形態）
通信装置１００はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
図１４は、通信装置１００のブロック図を示している。通信装置１００は、ネットワーク２３５へと接続されたコンピュータ２０５を含む。

ネットワーク２３５は、データ通信ネットワークである。ネットワーク２３５は、プライベートネットワーク又はパブリックネットワークであってよく、（ａ）例えば或る部屋をカバーするパーソナル・エリア・ネットワーク、（ｂ）例えば或る建物をカバーするローカル・エリア・ネットワーク、（ｃ）例えば或るキャンパスをカバーするキャンパス・エリア・ネットワーク、（ｄ）例えば或る都市をカバーするメトロポリタン・エリア・ネットワーク、（ｅ）例えば都市、地方、又は国家の境界をまたいでつながる領域をカバーするワイド・エリア・ネットワーク、又は（ｆ）インターネット、のいずれか又はすべてを含むことができる。通信は、ネットワーク２３５を介して電子信号及び光信号によって行われる。

コンピュータ２０５は、プロセッサ２１０、及びプロセッサ２１０に接続されたメモリ２１５を含む。コンピュータ２０５が、本明細書においてはスタンドアロンのデバイスとして表されているが、そのように限定されるわけではなく、むしろ分散処理システムにおいて図示されていない他のデバイスへと接続されてよい。

プロセッサ２１０は、命令に応答し且つ命令を実行する論理回路で構成される電子デバイスである。

メモリ２１５は、コンピュータプログラムがエンコードされた有形のコンピュータにとって読み取り可能な記憶媒体である。この点に関し、メモリ２１５は、プロセッサ２１０の動作を制御するためにプロセッサ２１０によって読み取り可能及び実行可能なデータ及び命令、すなわちプログラムコードを記憶する。メモリ２１５を、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードドライブ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、又はこれらの組み合わせにて実現することができる。メモリ２１５の構成要素の１つは、プログラムモジュール２２０である。

プログラムモジュール２２０は、本明細書に記載のプロセスを実行するようにプロセッサ２１０を制御するための命令を含む。本明細書において、動作がコンピュータ２０５或いは方法又はプロセス若しくはその下位プロセスによって実行されると説明されるが、それらの動作は、実際にはプロセッサ２１０によって実行される。

用語「モジュール」は、本明細書において、スタンドアロンの構成要素又は複数の下位の構成要素からなる統合された構成のいずれかとして具現化され得る機能的動作を指して使用される。したがって、プログラムモジュール２２０は、単一のモジュールとして、或いは互いに協調して動作する複数のモジュールとして実現され得る。さらに、プログラムモジュール２２０は、本明細書において、メモリ２１５にインストールされ、したがってソフトウェアにて実現されるものとして説明されるが、ハードウェア（例えば、電子回路）、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせのいずれかにて実現することが可能である。

プログラムモジュール２２０は、すでにメモリ２１５へとロードされているものとして示されているが、メモリ２１５へと後にロードされるように記憶装置２４０上に位置するように構成されてもよい。記憶装置２４０は、プログラムモジュール２２０を記憶する有形のコンピュータにとって読み取り可能な記憶媒体である。記憶装置２４０の例として、コンパクトディスク、磁気テープ、読み出し専用メモリ、光記憶媒体、ハードドライブ又は複数の並列なハードドライブで構成されるメモリユニット、並びにユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）フラッシュドライブが挙げられる。あるいは、記憶装置２４０は、ランダムアクセスメモリ、或いは図示されていない遠隔のストレージシステムに位置し、且つネットワーク２３５を介してコンピュータ２０５へと接続される他の種類の電子記憶デバイスであってよい。

通信装置１００は、本明細書においてまとめてデータソース２５０と称され、且つネットワーク２３５へと通信可能に接続されるデータソース２５０Ａ及びデータソース２５０Ｂを更に含む。実際には、データソース２５０は、任意の数のデータソース、すなわち１つ以上のデータソースを含むことができる。データソース２５０は、体系化されていないデータを含み、ソーシャルメディアを含むことができる。

通信装置１００は、ユーザ２０１によって操作され、且つネットワーク２３５を介してコンピュータ２０５へと接続されるユーザデバイス２３０を更に含む。ユーザデバイス２３０として、ユーザ２０１が情報及びコマンドの選択をプロセッサ２１０へと伝えることを可能にするためのキーボード又は音声認識サブシステムなどの入力デバイスが挙げられる。ユーザデバイス２３０は、表示装置又はプリンタ或いは音声合成装置などの出力デバイスを更に含む。マウス、トラックボール、又はタッチ感応式画面などのカーソル制御部が、さらなる情報及びコマンドの選択をプロセッサ２１０へと伝えるために表示装置上でカーソルを操作することをユーザ２０１にとって可能にする。

プロセッサ２１０は、プログラムモジュール２２０の実行の結果２２２をユーザデバイス２３０へと出力する。あるいは、プロセッサ２１０は、出力を例えばデータベース又はメモリなどの記憶装置２２５へともたらすことができ、或いはネットワーク２３５を介して図示されていない遠隔のデバイスへともたらすことができる。

例えば、図４や図６のフローチャートを行うプログラムをプログラムモジュール２２０としてもよい。コンピュータ２０５を通信装置１００として動作させることができる。

用語「・・・を備える」又は「・・・を備えている」は、そこで述べられている特徴、完全体、工程、又は構成要素が存在することを指定しているが、１つ以上の他の特徴、完全体、工程、又は構成要素、或いはそれらのグループの存在を排除してはいないと、解釈されるべきである。用語「ａ」及び「ａｎ」は、不定冠詞であり、したがって、それを複数有する実施形態を排除するものではない。

２：ユーザ装置
３：通信ネットワーク
１１：キュー
１２：送信判定機能部
１３Ａ：遅延保証トークンバケツ
１３Ｂ：最低帯域トークンバケツ
１３Ｃ：最大帯域トークンバケツ
１０４：メータリング部
１０５：シェーピング部
１０８：トークン供給関数計算部
１０９Ａ：遅延保証トークン供給部
１０９Ｂ：最低帯域トークン供給部
１０９Ｃ：最大帯域トークン供給部
１１２：遅延パラメータテーブル
１１３：入力パケット量記録メモリ
１１４：遅延保証トークン供給関数メモリ
１１５：帯域パラメータテーブル
１２２：遅延パラメータ設定部
１２３：帯域パラメータ設定部
２００：システム
２０１：ユーザ
２０５：コンピュータ
２１０：プロセッサ
２１５：メモリ
２２０：プログラムモジュール
２２２：結果
２２５：記憶装置
２３０：ユーザデバイス
２３５：ネットワーク
２４０：記憶装置
２５０：データソース

Claims

ユーザ装置から入力されたパケットを一時的に保持するキューと、
遅延保証トークンバケツ及び最低帯域トークンバケツの２つのトークンバケツと、
前記キューが保持するパケットを前記２つのトークンバケツが保有するトークンに従って通信ネットワークへ転送するトークンバケットアルゴリズムを有する送信判定機能部と、
前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を所定の間隔で測定するメータリング部と、
前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を前記所定の間隔で指定するトークン供給関数を有しており、前記メータリング部が測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加するトークン供給計算部と、
前記トークン供給計算部から設定された前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給する遅延保証トークン供給部と、
予め設定された最低帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最低帯域トークンバケツに供給する最低帯域トークン供給部と、
を備え、
前記トークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最低帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍｉｎ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロより大きい場合、及び、Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロ以下且つＴｄ－Ｂがゼロより大きい場合、前記キューの先頭パケットを前記通信ネットワークへ転送するとともに、Ｔｍｉｎ及びＴｄのそれぞれからＢを減算し、
Ｔｍｉｎ－ＢとＴｄ－Ｂがゼロ以下の場合、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させる、
というアルゴリズムであることを特徴とする通信装置。
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的に保持するキューと、
遅延保証トークンバケツ及び最大帯域トークンバケツの２つのトークンバケツと、
前記キューが保持するパケットを前記２つのトークンバケツが保有するトークンに従って通信ネットワークへ転送するトークンバケットアルゴリズムを有する送信判定機能部と、
前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を所定の間隔で測定するメータリング部と、
前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を前記所定の間隔で指定するトークン供給関数を有しており、前記メータリング部が測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加するトークン供給計算部と、
前記トークン供給計算部から設定された前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給する遅延保証トークン供給部と、
予め設定された最大帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最大帯域トークンバケツに供給する最大帯域トークン供給部と、
を備え、
前記トークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最大帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍａｘ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｄ－ＢとＴｍａｘ－Ｂがゼロより大きい場合、前記キューの先頭パケットを前記通信ネットワークへ転送するとともに、Ｔｄ及びＴｍａｘのそれぞれからＢを減算し、
Ｔｄ－Ｂがゼロ以下の場合、又は、Ｔｄ－Ｂがゼロより大きく、Ｔｍａｘ－Ｂがゼロ以下である場合、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させる
というアルゴリズムであることを特徴とする通信装置。
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的に保持するキューと、
遅延保証トークンバケツ及び最大帯域トークンバケツの２つのトークンバケツと、
前記キューが保持するパケットを前記２つのトークンバケツが保有するトークンに従って通信ネットワークへ転送するトークンバケットアルゴリズムを有する送信判定機能部と、
前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を所定の間隔で測定するメータリング部と、
前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を前記所定の間隔で指定するトークン供給関数を有しており、前記メータリング部が測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加するトークン供給計算部と、
前記トークン供給計算部から設定された前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給する遅延保証トークン供給部と、
予め設定された最大帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最大帯域トークンバケツに供給する最大帯域トークン供給部と、
を備え、
前記トークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最大帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍａｘ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｄ－ＢとＴｍａｘ－Ｂがゼロより大きい場合、前記キューの先頭パケットを前記通信ネットワークへ転送するとともに、Ｔｄ及びＴｍａｘのそれぞれからＢを減算し、
Ｔｄ－Ｂがゼロ以下の場合、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させ、
Ｔｄ－Ｂがゼロより大きく、Ｔｍａｘ－Ｂがゼロ以下の場合、前記キューの先頭パケットを廃棄してＴｄからＢを減算する
というアルゴリズムであることを特徴とする通信装置。
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的に保持するキューと、
遅延保証トークンバケツ、最低帯域トークンバケツ及び最大帯域トークンバケツの３つのトークンバケツと、
前記キューが保持するパケットを前記３つのトークンバケツが保有するトークンに従って通信ネットワークへ転送するトークンバケットアルゴリズムを有する送信判定機能部と、
前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を所定の間隔で測定するメータリング部と、
前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を前記所定の間隔で指定するトークン供給関数を有しており、前記メータリング部が測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加するトークン供給計算部と、
前記トークン供給計算部から設定された前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給する遅延保証トークン供給部と、
予め設定された最低帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最低帯域トークンバケツに供給する最低帯域トークン供給部と、
予め設定された最大帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最大帯域トークンバケツに供給する最大帯域トークン供給部と、
を備え、
前記トークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最低帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍｉｎ、
前記最大帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍａｘ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記３つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロより大きい場合、及び、Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロ以下且つＴｄ－ＢとＴｍａｘ－Ｂがゼロより大きい場合、前記キューの先頭パケットを前記通信ネットワークへ転送するとともに、Ｔｍｉｎ、Ｔｄ、及びＴｍａｘのそれぞれからＢを減算し、
Ｔｍｉｎ－ＢとＴｄ－Ｂがゼロ以下の場合、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させ、
他の場合、設定により、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させる、又は前記キューの先頭パケットを廃棄してＴｄからＢを減算する
というアルゴリズムであることを特徴とする通信装置。
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的にキューに保持し、
遅延保証トークンバケツ及び最低帯域トークンバケツの２つのトークンバケツが保有するトークンに従ってパケットを出力するトークンバケットアルゴリズムで、前記キューが保持するパケットを通信ネットワークへ転送する際に、
所定の間隔で前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を測定し、
前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を指定するトークン供給関数を、測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加して作成し、
作成した前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給し、
予め設定された最低帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最低帯域トークンバケツに供給しており、
前記トークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最低帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍｉｎ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロより大きい場合、及び、Ｔｍｉｎ－Ｂがゼロ以下且つＴｄ－Ｂがゼロより大きい場合、前記キューの先頭パケットを前記通信ネットワークへ転送するとともに、Ｔｍｉｎ及びＴｄのそれぞれからＢを減算し、
Ｔｍｉｎ－ＢとＴｄ－Ｂがゼロ以下の場合、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させる、
というアルゴリズムであることを特徴とする通信方法。
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的にキューに保持し、
遅延保証トークンバケツ及び最大帯域トークンバケツの２つのトークンバケツが保有するトークンに従ってパケットを出力するトークンバケットアルゴリズムで、前記キューが保持するパケットを通信ネットワークへ転送する際に、
所定の間隔で前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を測定し、
前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を指定するトークン供給関数を、測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加して作成し、
作成した前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給し、
予め設定された最大帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最大帯域トークンバケツに供給しており、
前記トークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最大帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍａｘ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｄ－ＢとＴｍａｘ－Ｂがゼロより大きい場合、前記キューの先頭パケットを前記通信ネットワークへ転送するとともに、Ｔｄ及びＴｍａｘのそれぞれからＢを減算し、
Ｔｄ－Ｂがゼロ以下の場合、又は、Ｔｄ－Ｂがゼロより大きく、Ｔｍａｘ－Ｂがゼロ以下である場合、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させる
というアルゴリズムであることを特徴とする通信方法。
ユーザ装置から入力されたパケットを一時的にキューに保持し、
遅延保証トークンバケツ及び最大帯域トークンバケツの２つのトークンバケツが保有するトークンに従ってパケットを出力するトークンバケットアルゴリズムで、前記キューが保持するパケットを通信ネットワークへ転送する際に、
所定の間隔で前記ユーザ装置から入力されたパケットの量を測定し、
前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給するトークンの量と供給期間を指定するトークン供給関数を、測定した前記パケットの量から追加する前記トークン供給関数を作成し、従前の前記トークン供給関数に追加して作成し、
作成した前記トークン供給関数に従う量のトークンを前記所定の間隔で前記遅延保証トークンバケツに供給し、
予め設定された最大帯域に基づく量のトークンを前記所定の間隔で前記最大帯域トークンバケツに供給しており、
前記トークンバケットアルゴリズムは、
任意の時刻における
前記最大帯域トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｍａｘ、
前記遅延保証トークンバケツが有しているトークンの総量をＴｄ、
前記キューの先頭パケットのパケットサイズをＢとしたとき、
トークンが前記２つのトークンバケツに供給されるトークン供給時の後、
Ｔｄ－ＢとＴｍａｘ－Ｂがゼロより大きい場合、前記キューの先頭パケットを前記通信ネットワークへ転送するとともに、Ｔｄ及びＴｍａｘのそれぞれからＢを減算し、
Ｔｄ－Ｂがゼロ以下の場合、前記キューの先頭パケットを次の前記トークン供給時まで前記キューに待機させ、
Ｔｄ－Ｂがゼロより大きく、Ｔｍａｘ－Ｂがゼロ以下の場合、前記キューの先頭パケットを廃棄してＴｄからＢを減算する
というアルゴリズムであることを特徴とする通信方法。
請求項１から４のいずれかに記載の通信装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。