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1. WO2004040861 - 通信システム及び方法

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[ JA ]
通信システム及び方法

技術分野

本発明は、トランスポートプロトコルにおける輻輳の制御を行う通信シス テム及び方法に関する。 明

背景技術 書

従来の通信システムとして、通信回路網を介して実時間データを送信する 送信手段と、前記送信手段のデータ送信先からのデータ損失率情報を受信す る受信手段と、前記受信手段からのデータ損失率に基づいて送信レートを制 御するレート制御手段とを具備するものが知られている(例えば、特開 2 0 0 1 - 3 2 0 4 4 0号公報参照)。

従来の通信システムにおいては、前記レート制御手段は、前記データ損失 率情報と予め設定された第 1の閾値及び第 2の閾値とを比較し、前記データ 損失率が前記第 1の閾値及び第 2の閾値より低い時には前記送信手段で送信 する送信レートを増加させ、前記データ損失率が前記第 1の閾値より高く前 記第 2の閾値よりも低い時には前記送信手段で送信する送信レートを変更さ せず、前記データ損失率が前記第 1の閾値及び前記第 2の閾値より高い時に は前記送信手段で送信する送信レートを減少させるように制御するものであ る。

しかしながら、従来の通信システムにおいては、パケットロスを一定期間 だけ検出した後にパケットの輻輳を判断する必要があるため、伝送されるパ ケットの輻輳の発生前に伝送されるバケツトの量を制御することができない という問題がある。

発明の開示

本発明の目的は、伝送されるバケツトの輻輳の発生前に伝送されるバケツ トの量を制御することができる通信システム及び方法を提供することである。 本発明の第 1のものは、累積 A C Kバケツトを受けるごとに前記累積 A C Kパケットに付加された新ウインドウサイズ情報に応答して決められる送信 ウィンドウサイズでバケツトを送信する送信手段と、前記送信手段からの送 信される前記送信ウィンドウサイズにおける前記バケツトを受信してカウン トしパケットカウント値を生成して前記バケツトカウント値が前記送信ウイ ンドウサイズに対応した所定の基準数に達した時に前記累積 A C Kバケツト を返信する受信手段と、前記送信ウィンドウサイズに対応した前記所定の基 準数の前記バケツトが到着するのに要するバケツト到着時間に基づいて前記 新ウィンドウサイズ情報を生成して前記累積 A C .Kバケツトに付加する新ゥ インドウサイズ情報生成手段と、を具備する通信システムを提供する。

本発明の第 2のものは、累積 A C Kパケットを受けるごとに前記累積 A C Kバケツトに付加された新ウィンドウサイズ情報に応答して決められる送信 ウィンドウサイズでバケツトを送信する送信手段を具備する通信システムに おける通信方法であって、前記送信手段から送信される前記送信ウィンドウ サイズにおける前記バケツトを受信してカウントしバケツトカウント値を生 成して前記力ゥント値が前記送信ウインドウサイズに対応した所定の基準数 に達した時に前記累積 A C Kパケットを返信する受信ステップと、前記送信 ウィンドウサイズに対応した前記所定の基準数の前記パケットが到着するの に要するバケツト到着時間に基づいて前記新ウィンドウサイズ情報を生成し て前記累積 A C Kパケットに付加する新ウィンドウサイズ情報生成テップと、 を具備する通信方法を提供する。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る通信システムの構成を示すプロック 図、

図 2は、本発明の実施の形態 1に係る通信システムの動作を説明するため のフロー図、

図 3は、本発明の実施の形態 1に係る通信システムにおける動作の 1つの 具体例を説明するための図、

図 4は、本発明の実施の形態 1に係る通信システムにおける動作の他の具 体例を説明するための図、

図 5は、本発明の実施の形態 2に係る通信システムの構成を示すプロック 図、

図 6は、本発明の実施の形態 2に係る通信システムの動作を説明するため のフロー図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明の骨子は、受信手段が送信ウィンドウサイズに対応した所定の基準 数のバケツトが到着するのに要するパケット到着時間に基づいて新ウィンド ウサイズ情報を生成し、送信手段が前記新ウインドウサイズ情報に応答して 決められる送信ウィンドウサイズでパケットを送信することである。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

(実施の形態 1)

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る通信システムの構成を示すブロック 図である。

図 1に示すように、本発明の実施の形態 1に係る通信システム 1 00は、 送信装置 1 1 0及び受信装置 1 20を具備している。送信装置 1 1 0は、受 信装置 1 20に I Pネットワーク 1 30を介してデータを送信する。また、 受信装置 1 20は、所定の情報を I Pネットワーク 1 30を介して送信装置 1 1 0に返信する。

送信装置 1 1 0は、 L i n k層 1 1 1、 I P層 1 1 2、 TCP層 1 1 3及 び AP P層 1 14を具備している。受信装置 1 20は、 L i n k層 1 2 1、 I P層 1 22、 TCP層 1 23及び AP P層 1 24を具備している。

次に、本発明の実施の形態 1に係る通信システム 1 00の動作について、 図 1と共に図 2を参照して詳細に説明する。図 2は、本発明の実施の形態 1 に係る通信システム 1 00の動作を説明するためのフロー図である。

図 2に示すように、ステップ S T 20 1において、送信装置 1 1 0はパケ ットを送信する。この時に、送信装置 1 1 0は、初期に設定された送信ウイ ンドウサイズ、又は、受信装置 1 20から累積 AC Kパケットを受けるごと に前記累積 A C Kパケットに付加された新ウインドウサイズ情報に応答して 決められる送信ウィンドウサイズでバケツトを送信する。

次に、ステップ ST 202において、受信装置 1 20は、送信装置 1 1 0 からのバケツトを受信し、受信したバケツトが 1つの送信ウィンドウサイズ における先頭のパケットであるかを判断する(ステップ S T 203)。 1つの 送信ウィンドウサイズにおける先頭のバケツトは、送信ウインドウサイズを 含んでいる。ステップ S T 20 3において受信したパケットが 1つの送信ゥ インドウサイズにおける先頭のパケットである時に、受信装置 1 20は、当 該先頭のバケツトを受信した時刻 1\を記憶する(ステップ ST 204)。 ステップ S T 203において受信したパケットが 1つの送信ウインドウサ ィズにおける先頭のバケツトでない時に、受信装置 1 20は、送信装置 1 1 0から送信される 1つの送信ウインドウサイズにおけるバケツトを受信して カウントしバケツ 1、カウント値を生成して前記カウント値が前記送信ウィン ドウサイズに対応した所定の基準数に達したかを判断する、すなわち、 1つ の送信ウインドウサイズにおける全てのパケットを受信したかを判断する

(ステップ S T 205)。ステップ S T 20 5において前記カウント値が送信 ウィンドウサイズに対応した所定の基準数に達していない時に、すなわち、 1つの送信ウインドウサイズにおける全てのパケットを受信していない時、 ステップ ST 20 1へ戻る。ステップ ST 20 5において前記カウント値が 送信ウィンドウサイズに対応した所定の基準数に達している時に、すなわち、

1つの送信ウィンドウサイズにおける全てのバケツトを受信した時に、当該 時刻 T2を記憶する(ステップ S T 206)。

次に、ステップ ST 207において、 1つの送信ウィンドウサイズに対応 した所定の基準数のバケツトが到着するのに要するバケツト到着時間を Tw とした場合に、 Tw = T2— 7\の演算をして Twを求める。次に、受信装置 1 20は、所定の閾値を T t hとし、 Tw≥T t hであるかを判断する(ス テツプ ST 208)。

ステップ S T 208において Tw T t hである時に、受信装置 1 20は、 送信ウィンドウサイズの減少の指示をする前記新ウインドウサイズ情報を生 成する(ステップ ST 209)。また、ステップ ST 208において Tw≥T t hでない時に、受信装置 1 00は、送信ウィンドウサイズの増大の指示を する新ウィンドウサィズ情報を生成する (ステップ ST 2 1 0)。

次に、受信装置 1 20は、送信装置 1 1 0からのパケットを正常に受信し て前記バケツトカウント値を正常に生成した時に前記バケツトカウント値を 示す累積 AC Kバケツトを生成し、この累積 AC Kバケツトに新ウィンドウ サイズ情報を付加して、累積 ACKバケツト及び新ウィンドウサイズ情報を 送信装置 1 1 0に返信する(ステップ ST 2 1 1)。その後に、受信装置 1 0 0は、 Tい T2の記憶値を削除し(ステップ ST 2 1 2)、ステップ ST 2 0 1へ戻る。

次に、本発明の実施の形態 1に係る通信システム 1 00の動作の具体例に ついて、図 1及び図 2と共に図 3及び図 4を参照して詳細に説明する。

図 3に示すように、送信装置 1 10は、送信ウィンドウサイズ =4である 状態で時間 Τ Αで 4つのバケツト P 1〜P 4を送出し、受信装置 1 20にお いて Tw≥T t hである時に、累積 ACKパケット及ぴ新ウィンドウサイズ 情報を示すバケツト AS 1を送信装置 1 1 0に返信する。この時に、新ウイ ンドウサイズ情報は、送信ウィンドウサイズの減少の指示をするものである。 送信装置 1 1 0は、受信装置 1 2 0からバケツト A S 1を受けた時に新ゥ インドウサイズ情報が送信ウィンドウサイズの減少の指示をしているから、 送信ウィンドウサイズ = 4から送信ウィンドウサイズ = 3に送信ウィンドウ サイズを減少して、時間 T Bにおいて次のバケツト P 5〜P 7を送信する。 また、図 4に示すように、送信装置 1 1 0は、送信ウィンドウサイズ = 4 である状態で時間 T Cで 4つのバケツト P 1 1〜P 1 4を送出し、受信装置 1 2 0において T w≥T t hでない時に、累積 A C Kパケット及ぴ新ウィン ドウサイズ情報を示すパケット A S 2を送信装置 1 1 0に返信する。この時 に、新ウィンドウサイズ情報は、送信ウィンドウサイズの増大の指示をする ものである。

送信装置 1 1 0は、受信装置 1 2 0からパケット A S 2を受けた時に新ゥ ィンドウサイズ情報が送信ウインドウサイズの増大の指示をしているから、 送信ウインドウサイズ = 4から送信ウインドウサイズ = 5に送信ウインドウ サイズを増大して、時間 T Dにおいて次のバケツト P 1 5〜P 1 9を送信す る。

以上のように、本発明の実施の形態 1においては、受信装置 1 2 0が送信 ウィンドウサイズに対応した所定の基準数のバケツトが到着するのに要する バケツト到着時間 T wに基づいて新ウィンドウサイズ情報を生成し、送信装 置 1 1 0が前記新ウインドウサイズ情報に応答して決められる送信ウインド ゥサイズでパケットを送信するから、伝送されるパケットの輻輳の発生前に 伝送されるバケツトの量を制御することができる。

(実施の形態 2 )

次に、本発明の実施の形態 2について、図面を参照して詳細に説明する。 図 5は、本発明の実施の形態 2に係る通信システムの構成を示すプロック図 である。なお、本発明の実施の形態 2においては、本発明の実施の形態 1と 同じ構成要素には同じ参照符号が付されている。

図 5に示すように、本発明の実施の形態 2に係る通信システム 5 0 0は、 送信装置 1 1 0及び受信装置 5 1 0を具備している。送信装置 1 1 0は、受 信装置 5 10に I Pネットワーク 1 3 0を介してデータを送信する。受信装 置 5 10は、所定の情報を I Pネットワーク 1 30を介して送信装置 1 1 ΰ に返信する。

送信装置 1 10は、 L i n k層 1 1 1、 I P層 1 1 2、 TCP層 1 1 3及 び AP P 1 14層を具備している。受信装置 5 1 0は、 L i n k層 5 1 1、 I P層 5 1 2、 TCP層 5 1 3及び AP P層 5 14を具備している。

次に、本発明の実施の形態 2に係る通信システム 500の動作について、 図 5と共に図 6を参照して詳細に説明する。図 6は、本発明の実施の形態 2 に係る通信システム 500の動作を説明するためのフロー図である。

図 6に示すように、ステップ ST 60 1において、送信装置 1 1 0はパケ ットを送信する。この時に、送信装置 1 1 0は、初期に設定された送信ウイ ンドウサイズ、又は、受信装置 5 1 0から累積 AC Kパケットを受けるごと に前記累積 AC Kバケツトに付加された新ウィンドウサイズ情報に応答して 決められる送信ウィンドウサイズでバケツトを送信する。

次に、ステップ ST 602において、受信装置 5 1 0は、送信装置 1 1 0 からのバケツトを受信し、受信したパケットが 1つの送信ウィンドウサイズ における先頭のパケットであるかを判断する(ステップ ST 60 3)。 1つの 送信ウィンドウサイズにおける先頭のバケツトは、送信ウィンドウサイズを 含んでいる。ステップ ST 60 3において受信したバケツトが 1つの送信ゥ インドウサイズにおける先頭のパケットである時に、受信装置 5 1 0は、当 該先頭のバケツトを受信した時刻 1\を記憶する(ステップ ST 604)。 ステップ ST 603において受信したバケツトが 1つの送信ウィンドウサ ィズにおける先頭のバケツトでない時に、受信装置 5 1 0は、送信装置 1 1 0から送信される 1つの送信ウィンドウサイズにおけるバケツトを受信して カウントしバケツトカウント値を生成して前記カウント値が前記送信ウィン ドウサイズに対応した所定の基準数に達したかを判断する、すなわち、 1つ の送信ウィンドウサイズにおける全てのバケツトを受信したかを判断する (ステップ ST 605)。ステップ ST 6 0 5において前記カウント値が送信 ウインドウサイズに対応した所定の基準数に達していない時に、すなわち、 1つの送信ウインドウサイズにおける全てのバケツトを受信していない時、 ステップ ST 60 1へ戻る。ステップ S T 605において前記カウント値が 送信ウィンドウサイズに対応した所定の基準数に達している時に、すなわち、 1つの送信ウィンドウサイズにおける全てのパケットを受信した時に、当該 時刻 T2を記憶する(ステップ ST 606)。

次に、ステップ S T 60 7において、 1つの送信ウィンドウサイズに対応 した所定の基準数のバケツトが到着するのに要するバケツト到着時間を Tw とした場合に、 Tw = T2— 1\の演算をして Twを求める。次に、受信装置 5 1 0は、所定の第 1の閾値を T t h l とし、 Tw≥T t h lであるかを判 断する(ステップ ST 608)。ステップ ST 608において Tw≥T t h l でない時に、所定の第 2の閾値を T t h 2 (T t h l >T t h 2) とし、 T w≥T t h 2であるかを判断する(ステップ ST 609)。

ステップ ST 608において Tw≥T t h lである時に、受信装置 5 1 0 は、送信ウインドウサイズの減少の指示をする新ウインドウサイズ情報を生 成する(ステップ ST 6 1 0)。また、ステップ ST 609において Tw≥T t h 2である時に、受信装置 5 1 0は、送信ウィンドウサイズの維持の指示 をする新ウィンドウサイズ情報を生成する(ステップ ST 6 1 1)。また、ス テツプ ST 609において Tw≥T t h 2でない時に、受信装置 5 1 0は、 送信ウィンドウサイズの増大の指示をする新ウィンドウサイズ情報を生成す る (ステップ S T 6 1 2)。

次に、受信装置 5 1 0は、送信装置 1 1 0からのパケットを正常に受信し て前記バケツトカウント値を正常に生成した時に前記バケツトカウント値を 示す累積 AC Kパケットを生成し、この累積 AC Kバケツトに新ウインドウ サイズ情報を付加して、累積 AC Kバケツト及び新ウィンドウサイズ情報を 送信装置 1 1 0に返信する(ステップ ST6 13)。その後に、受信装置 5 1 0は、 T\、 T2の記憶値を削除し(ステップ ST 6 14)、ステップ ST 6 0 1へ戻る。

以上のように、本発明の実施の形態 2においては、受信装置 5 1 0が送信 ウィンドウサイズに対応した所定の基準数のバケツトが到着するのに要する バケツ卜到着時間 Twに基づいて新ウィンドウサイズ情報を生成し、送信装 置 1 1 0が前記新ウィンドウサイズ情報に応答して決められる送信ウィンド ゥサイズでバケツトを送信するから、伝送されるバケツトの輻輳の発生前に 伝送されるパケットの量を制御することができる。

以上説明したように、本発明によれば、受信手段が送信ウィンドウサイズ に対応した所定の基準数のバケツトが到着するのに要するバケツト到着時間 に基づいて新ウインドウサイズ情報を生成し、送信手段が前記新ウインドウ サイズ情報に応答して決められる送信ウィンドウサイズでパケッ卜を送信す るから、伝送されるパケットの輻輳の発生前に伝送されるバケツトの量を制 御することができる。

本明細書は、 2002年 1 1月 1日出願の特願 2002— 320 1 29に 基づく。この内容はすべてここに含めておく。 -, 産業上の利用可能性

本発明は、トランスポートプロトコルにおける輻輳の制御を行う通信シス テム及び方法に適用することができる。