JP2011250223A - Gateway device and packet buffer management method in gateway device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gateway device which is interconnected with a wireless network and a core network with enhanced throughput by optimizing packet transfer per connection.SOLUTION: A packet buffer management part is provided in a packet processor of a gateway device to consolidate packet transfer per connection. Throughput of the packet transfer is enhanced by increasing/decreasing a maximum window size and an advertisement window size dynamically per connection according to a traffic state per connection and the remaining amount of a packet buffer.

Description

本発明は、ゲートウェイ装置に関する。特に、アプリケーションゲートウェイ装置におけるパケット処理装置のパケットバッファ管理方法に関する。   The present invention relates to a gateway device. In particular, the present invention relates to a packet buffer management method for a packet processing device in an application gateway device.

近年、携帯端末から、ネットワークを介して、動画や音声などのコンテンツを送受信することが盛んに行われている。図2に、ユーザが携帯端末を用いて、コンテンツサーバから、種々のサービスを受ける通信システムの構成例を示す。ここで、携帯端末とコンテンツサーバとの間に、アプリケーションゲートウェイ装置が入り、パケットデータの送受信を中継している。アプリケーションゲートウェイ装置とは、通信を中継するプロキシプログラムを使用することで、セキュリティを確保することを目的とした中継装置である。例えば、社内の端末からインターネット接続する場合、社内の端末は外部と直接接続せず、アプリケーションゲートウェイ装置を中継することにより、セキュリティ的に安全にWebサービスを利用することが可能である。携帯端末とコンテンツサーバとの接続においても、コンテンツ課金処理などの必要性からセキュリティの確保は重要であり、アプリケーションゲートウェイ装置を中継することにより、セキュリティを確保した通信が行われている。   In recent years, transmission and reception of content such as moving images and audio from mobile terminals via a network has been actively performed. FIG. 2 shows a configuration example of a communication system in which a user receives various services from a content server using a mobile terminal. Here, an application gateway device is inserted between the portable terminal and the content server, and relays transmission / reception of packet data. An application gateway device is a relay device intended to ensure security by using a proxy program that relays communication. For example, when connecting to the Internet from an in-house terminal, the in-house terminal is not directly connected to the outside, and the Web service can be used safely and securely by relaying the application gateway device. Also in connection between a portable terminal and a content server, it is important to ensure security because of the necessity of content billing processing and the like, and communication that ensures security is performed by relaying an application gateway device.

図2に示すように、携帯端末4は、無線ネットワーク3を介して、アプリケーションゲートウェイ装置13と接続される。一方、アプリケーションゲートウェイ装置13は、コアネットワーク14側で有線接続され、コンテンツサーバ2は、コアネットワーク14に接続されている。このような構成は、モバイルコアネットワークと呼ばれている。送受信されるデータには、コンテンツサーバ2から携帯端末4へ向かって送信される下り方向のパケットデータの流れと、携帯端末からコンテンツサーバへ向かって送信される上り方向のパケットデータの流れがあるが、特に、下り方向のパケットデータのスループットが高いことが、求められる。例えば、コンテンツサーバ2のストリームデータは、下り方向のパケットデータとして流れ、アプリケーションゲートウェイ装置13を中継し、無線ネットワーク3を介して、携帯端末4に送信され、携帯端末4において、動画や音声が再生される。   As shown in FIG. 2, the mobile terminal 4 is connected to the application gateway device 13 via the wireless network 3. On the other hand, the application gateway device 13 is connected by wire on the core network 14 side, and the content server 2 is connected to the core network 14. Such a configuration is called a mobile core network. The data to be transmitted / received includes a flow of downlink packet data transmitted from the content server 2 to the mobile terminal 4 and a flow of uplink packet data transmitted from the mobile terminal to the content server. In particular, a high throughput of packet data in the downstream direction is required. For example, the stream data of the content server 2 flows as downlink packet data, relays through the application gateway device 13, is transmitted to the mobile terminal 4 via the wireless network 3, and the mobile terminal 4 reproduces video and audio. Is done.

アプリケーションゲートウェイ装置13のパケット処理装置1では、一端、パケットデータをパケットバッファに蓄積した後、処理が行われるが、パケットバッファのサイズは限られているので、コンテンツサーバ2から下り方向のパケットが大量に送られてきた場合、パケット処理装置1のバッファがオーバーフローしてしまう。そこで、受信側で、受信可能なパケットの量をウィンドウサイズとして送信側に知らせ、送信側は、受信可能な量のパケットのみを送るようにすることにより、バッファオーバーフローが起きないようにしている。このような方法を一般に、フロー制御という。   In the packet processing device 1 of the application gateway device 13, processing is performed after the packet data is accumulated in the packet buffer. However, since the size of the packet buffer is limited, a large amount of downstream packets are sent from the content server 2. The packet of the packet processing device 1 overflows. Therefore, the reception side informs the transmission side of the amount of receivable packets as a window size, and the transmission side sends only a receivable amount of packets so that a buffer overflow does not occur. Such a method is generally called flow control.

また、アプリケーションゲートウェイ装置13は、複数の携帯端末4との通信を行うため、多くのTCPコネクションが発生するが、従来は、全てのTCPコネクションに対し、コネクション確立から切断まで、固定長の最大ウィンドウサイズを設定し、コネクション接続中は一定のサイズを保ったままウィンドウ制御を行っていた。図7に、パケットバッファのコネクション単位の最大ウィンドウサイズを示す。ここで、最大ウィンドウサイズとは、そのコネクションにおいて最大で使用することが可能なバッファサイズである。   In addition, since the application gateway device 13 communicates with a plurality of portable terminals 4, many TCP connections are generated. Conventionally, a fixed maximum window from connection establishment to disconnection is established for all TCP connections. The size was set, and window control was performed while maintaining a constant size during connection. FIG. 7 shows the maximum window size for each connection of the packet buffer. Here, the maximum window size is a buffer size that can be used at the maximum in the connection.

ところで、複数のユーザが、携帯端末で、アプリケーションゲートウェイ装置を中継してコンテンツサーバと送受信する場合、ユーザによって、使用状況は様々である。例えば、あるユーザが、携帯端末で、動画閲覧を行う場合には、そのコネクションのパケット量は非常に多く、バッファサイズが少ないと動画が途切れる虞がある。一方、他のユーザが、データ量の少ないテキストデータのみを受信する場合には、そのコネクションのパケット量は少なく、バッファサイズも小さくて済む。   By the way, when a plurality of users use mobile terminals to relay application gateway devices and transmit / receive to / from the content server, usage conditions vary depending on the users. For example, when a user browses a moving image on a mobile terminal, the amount of packets in the connection is very large, and the moving image may be interrupted if the buffer size is small. On the other hand, when other users receive only text data with a small amount of data, the packet amount of the connection is small and the buffer size is small.

しかしながら、従来のアプリケーションゲートウェイ装置では、図7に示すように、コネクション毎に、共通のバッファサイズを割り当てていたので、パケット処理装置のスループットを上げようとした場合に、限界があった。   However, in the conventional application gateway apparatus, as shown in FIG. 7, since a common buffer size is allocated for each connection, there is a limit when trying to increase the throughput of the packet processing apparatus.

一方、TCPにおける輻輳制御方式の一つに、TCP Vegasという方式がある。これは、ラウンドトリップタイムの増加を輻輳検出に利用して、ネットワークのトラフィック状況に応じて、輻輳ウィンドウサイズを変更して、輻輳を防止するものである。特許文献1において、TCP Vegasの方式を改良し、急激なトラフィックの変化に対して追随できるように、輻輳ウィンドウサイズを変更する方法が開示されている。この方法によれば、トラフィック状況に応じて、輻輳ウィンドウサイズを変更することにより、輻輳がなく、且つ、有効な送受信が可能になる。   On the other hand, as one of congestion control methods in TCP, there is a method called TCP Vegas. This is to prevent congestion by using the increase in round trip time for congestion detection and changing the congestion window size according to the traffic situation of the network. Patent Document 1 discloses a method of changing the congestion window size so that the TCP Vegas method can be improved to follow a rapid change in traffic. According to this method, by changing the congestion window size according to the traffic situation, there is no congestion and effective transmission / reception becomes possible.

特開2005−218069号公報JP 2005-218069 A

以下の分析は、本発明により与えられる。   The following analysis is given by the present invention.

しかしながら、特許文献1の方法では、輻輳ウィンドウサイズをトラフィック状況に応じて変更することにより、輻輳を防止し、有効な送受信が可能にはなるものの、コネクション単位で、最大ウィンドウサイズを制御していないため、複数のコネクションに対して、コネクション毎に、最適なパケットバッファを割り当てることはできず、パケット処理装置のスループットを向上するには限界があった。   However, in the method of Patent Document 1, although the congestion window size is changed according to the traffic situation to prevent congestion and enable effective transmission / reception, the maximum window size is not controlled for each connection. For this reason, an optimal packet buffer cannot be assigned to each connection for a plurality of connections, and there is a limit to improving the throughput of the packet processing device.

ここで、従来のアプリケーションゲートウェイ装置の問題点は、コネクション単位で最大ウィンドウサイズを制御していないため、トラフィック量の多いコネクションに対しパケット転送のスループットを十分に向上させることができず、パケット処理装置のパケット転送処理能力を高めることができないということである。   Here, the problem with the conventional application gateway device is that the maximum window size is not controlled on a connection basis, so the packet transfer throughput cannot be sufficiently improved for a connection with a large amount of traffic. This means that the packet transfer processing capacity cannot be increased.

そこで、本発明の目的は、パケット転送処理能力を高めたパケット処理装置を有するゲートウェイ装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gateway device having a packet processing device with improved packet transfer processing capability.

本発明の第1の側面によるゲートウェイ装置は、端末装置が接続される無線ネットワークと、サーバ装置が接続されるコアネットワークを相互接続するためのゲートウェイ装置であって、前記ゲートウェイ装置は、パケットデータを送受信するパケット処理装置を有し、前記パケット処理装置は、前記パケットデータを蓄積するパケットバッファと、前記パケットバッファを一元管理するパケットバッファ管理部を含み、前記パケットバッファ管理部は、コネクション単位のトラフィック状態および前記パケットバッファの残量に基づいて、前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減することを特徴とする。   A gateway device according to a first aspect of the present invention is a gateway device for interconnecting a wireless network to which a terminal device is connected and a core network to which a server device is connected, the gateway device receiving packet data A packet processing device for transmitting and receiving, wherein the packet processing device includes a packet buffer for storing the packet data, and a packet buffer management unit for centrally managing the packet buffer. The maximum window size and the advertisement window size for each connection are increased or decreased based on the state and the remaining amount of the packet buffer.

本発明の第2の側面による通信システムは、端末装置と、前記端末装置と接続される無線ネットワークと、前記無線ネットワークと送受信するゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置と接続されるコアネットワークと、前記コアネットワークと接続されるサーバ装置とを含み、前記ゲートウェイ装置は、パケットデータを送受信するパケット処理装置を有し、前記パケット処理装置は、前記パケットデータを蓄積しておくパケットバッファと、コネクション単位のトラフィック状態および前記パケットバッファの残量に基づいて、前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減するパケットバッファ管理部を有することを特徴とする。   A communication system according to a second aspect of the present invention includes a terminal device, a wireless network connected to the terminal device, a gateway device transmitting and receiving to and from the wireless network, a core network connected to the gateway device, and the core The gateway device includes a packet processing device that transmits and receives packet data, the packet processing device including a packet buffer that stores the packet data, and traffic in connection units. And a packet buffer management unit configured to increase or decrease the maximum window size and the advertisement window size for each connection based on the status and the remaining amount of the packet buffer.

本発明の第3の側面によるパケット処理装置におけるパケットバッファ管理方法は、コネクション単位のトラフィック量を取得するステップと、前記パケットバッファの残量および前記コネクション単位のトラフィック量に基づいて、コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減するステップと、を含むことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a packet buffer management method in a packet processing apparatus, comprising: obtaining a traffic volume for each connection; and determining a maximum for each connection based on a remaining amount of the packet buffer and the traffic volume for each connection. And increasing / decreasing the window size and the advertisement window size.

本発明によれば、以下の効果が得られる。
第1の効果は、パケット転送処理能力を高めたゲートウェイ装置を提供することができることである。その理由は、ゲートウェイ装置におけるパケットバッファ管理部で、コネクション単位のトラフィック状態、パケットバッファの残量に基づいて、コネクション単位の最大ウィンドウサイズをダイナミックに制御することで、トラフィック量の多いコネクションに対し、パケット転送のスループットを上げることができ、パケット処理装置あたりのパケット転送の処理能力を増やすことができるためである。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
The first effect is that it is possible to provide a gateway device with improved packet transfer processing capability. The reason is that the packet buffer management unit in the gateway device dynamically controls the maximum window size for each connection based on the traffic state of each connection and the remaining amount of packet buffer. This is because the packet transfer throughput can be increased, and the packet transfer processing capability per packet processing apparatus can be increased.

第2の効果は、端末装置と接続される無線ネットワークと、コアネットワークと接続されるサーバと、両者を中継するゲートウェイ装置とから構成される通信システムにおいて、パケットデータの転送処理能力を高めた通信システムを提供することができるということである。その理由は、ゲートウェイ装置におけるパケットバッファ管理部で、コネクション単位のトラフィック状態、パケットバッファの残量に基づいて、コネクション単位の最大ウィンドウサイズをダイナミックに制御することで、トラフィック量の多いコネクションに対し、パケット転送のスループットを上げることができ、パケット処理装置あたりのパケット転送の処理能力を増やすことができるためである。   The second effect is that communication in which a packet data transfer processing capability is enhanced in a communication system including a wireless network connected to a terminal device, a server connected to a core network, and a gateway device that relays both. The system can be provided. The reason is that the packet buffer management unit in the gateway device dynamically controls the maximum window size for each connection based on the traffic state of each connection and the remaining amount of packet buffer. This is because the packet transfer throughput can be increased, and the packet transfer processing capability per packet processing apparatus can be increased.

第3の効果は、パケット転送処理能力を高めたパケット処理装置におけるパケットバッファの管理方法を提供することができるということである。その理由は、パケット処理装置において、コネクション単位のトラフィック状態、パケットバッファの残量に基づいて、コネクション単位の最大ウィンドウサイズをダイナミックに制御することで、トラフィック量の多いコネクションに対し、パケット転送のスループットを上げるように、パケットバッファの管理を行うことにより、パケット転送の処理能力を増やすことができるためである。   A third effect is that it is possible to provide a packet buffer management method in a packet processing device with improved packet transfer processing capability. The reason for this is that in the packet processing device, the maximum window size for each connection is dynamically controlled based on the traffic status of each connection and the remaining capacity of the packet buffer. This is because the packet transfer processing capability can be increased by managing the packet buffer so that

本発明の第1の実施形態のパケット処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the packet processing apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 本発明のモバイルコアネットワークの構成装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure apparatus of the mobile core network of this invention. 本発明の第2の実施形態のパケットバッファ管理方法の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the packet buffer management method of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施例1を説明するためのパケットバッファを表す図である。It is a figure showing the packet buffer for demonstrating Example 1 of this invention. 本発明の実施例1を説明するためのコネクション管理テーブルを表す図である。It is a figure showing the connection management table for demonstrating Example 1 of this invention. 本発明の実施例1を説明するためのトラフィックテーブルを表す図である。It is a figure showing the traffic table for demonstrating Example 1 of this invention. 従来のパケットバッファを表す図である。It is a figure showing the conventional packet buffer. 本発明の実施例1の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Example 1 of this invention. 本発明の実施例1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Example 1 of this invention. 本発明の実施例1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Example 1 of this invention. 本発明の実施例1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Example 1 of this invention.

本発明の実施形態について、必要に応じて図面を参照して説明する。なお、実施形態の説明において引用する図面及び図面の符号は実施形態の一例として示すものであり、それにより本発明による実施形態のバリエーションを制限するものではない。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as necessary. In addition, drawing quoted in description of embodiment and the code | symbol of drawing are shown as an example of embodiment, and, thereby, the variation of embodiment by this invention is not restrict | limited.

本発明の第1の側面によるゲートウェイ装置は、図1、図2に示すように、端末装置が接続される無線ネットワーク3と、サーバ装置が接続されるコアネットワーク14を相互接続するためのゲートウェイ装置であって、ゲートウェイ装置は、パケットデータを送受信するパケット処理装置1を有し、パケット処理装置1は、パケットデータを蓄積するパケットバッファ6と、パケットバッファ6を一元管理するパケットバッファ管理部9を含み、パケットバッファ管理部9は、コネクション単位のトラフィック状態およびパケットバッファの残量10に基づいて、コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減することを特徴とする。   As shown in FIGS. 1 and 2, the gateway device according to the first aspect of the present invention is a gateway device for interconnecting a wireless network 3 to which a terminal device is connected and a core network 14 to which a server device is connected. The gateway device includes a packet processing device 1 that transmits and receives packet data. The packet processing device 1 includes a packet buffer 6 that accumulates packet data and a packet buffer management unit 9 that centrally manages the packet buffer 6. In addition, the packet buffer management unit 9 is characterized by increasing or decreasing the maximum window size and the advertisement window size for each connection based on the traffic state for each connection and the remaining amount 10 of the packet buffer.

本発明の第2の側面による通信システムは、図1、図2に示すように、端末装置と、端末装置と接続される無線ネットワーク3と、無線ネットワーク3と送受信するゲートウェイ装置と、ゲートウェイ装置と接続されるコアネットワーク14と、コアネットワーク14と接続されるサーバ装置とを含み、ゲートウェイ装置は、パケットデータを送受信するパケット処理装置1を有し、パケット処理装置1は、パケットデータを蓄積しておくパケットバッファ6と、コネクション単位のトラフィック状態およびパケットバッファの残量10に基づいて、コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減するパケットバッファ管理部9を有することを特徴とする。   As shown in FIGS. 1 and 2, a communication system according to a second aspect of the present invention includes a terminal device, a wireless network 3 connected to the terminal device, a gateway device that transmits and receives to and from the wireless network 3, and a gateway device. The gateway device includes a core network 14 to be connected and a server device connected to the core network 14, and the gateway device includes a packet processing device 1 that transmits and receives packet data. The packet processing device 1 stores packet data. And a packet buffer management unit 9 that increases / decreases the maximum window size and the advertisement window size for each connection based on the traffic state of each connection and the remaining amount 10 of the packet buffer.

本発明の第3の側面によるパケット処理装置1におけるパケットバッファ管理方法は、図3に示すように、コネクション単位のトラフィック量を取得するステップS1と、パケットバッファの残量10およびコネクション単位のトラフィック量に基づいて、コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減するステップS2と、を含むことを特徴とする。   As shown in FIG. 3, the packet buffer management method in the packet processing apparatus 1 according to the third aspect of the present invention includes step S1 for obtaining the traffic volume in connection units, the remaining amount 10 of the packet buffer, and the traffic volume in connection units. And step S2 for increasing / decreasing the maximum window size and the advertisement window size in connection units.

以下、実施例について、図面を参照して詳しく説明する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

[実施例1の構成]
図2は、本発明の実施例1における通信システムのブロック図である。図2において、モバイルコアネットワークの構成装置であるアプリケーションゲートウェイ装置13が示されている。図2において、アプリケーションゲートウェイ装置13は、パケット処理装置1と呼処理装置5で構成される。パケット処理装置1はユーザプレーン処理を行う。また、呼処理装置5は制御プレーン処理を行う。アプリケーションゲートウェイ装置13は有線インタフェースを具備し、対向装置(例えば、コンテンツサーバ2)と接続される。また、アプリケーションゲートウェイ装置13は無線ネットワーク3との接続を制御し、対向装置(例えば、携帯端末4)と接続される。アプリケーションゲートウェイ装置13は、コンテンツサーバ2と携帯端末4間のパケットデータの転送を行う。コンテンツサーバ2から送信される下り方向のTCPパケットを受信し、携帯端末4へ転送し、携帯端末4から送信される上り方向のTCPパケットを受信し、コンテンツサーバ2へ転送する。
[Configuration of Example 1]
FIG. 2 is a block diagram of the communication system according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, an application gateway device 13 which is a component device of the mobile core network is shown. In FIG. 2, the application gateway device 13 includes a packet processing device 1 and a call processing device 5. The packet processing device 1 performs user plane processing. The call processing device 5 performs control plane processing. The application gateway device 13 includes a wired interface and is connected to a counter device (for example, the content server 2). The application gateway device 13 controls connection with the wireless network 3 and is connected to the opposite device (for example, the mobile terminal 4). The application gateway device 13 transfers packet data between the content server 2 and the mobile terminal 4. A downstream TCP packet transmitted from the content server 2 is received and transferred to the mobile terminal 4, and an upstream TCP packet transmitted from the mobile terminal 4 is received and transferred to the content server 2.

図1を参照すると、図2に示すアプリケーションゲートウェイ装置13におけるパケット処理装置1の詳細な構成が示されている。図1において、パケット転送部7はコンテンツサーバ2から下り方向のTCPパケットを順次転送する。パケットバッファ管理部9はパケット処理装置1におけるパケットバッファの残量10、接続している全てのTCPコネクションの最大ウィンドウサイズと広告ウィンドウサイズをコネクション管理テーブル11により一元管理する。パケットバッファ管理部9はパケット処理装置1におけるトラフィックを監視し、通過する全てのTCPコネクションに対する送受信パケットデータの統計データをトラフィック情報として収集し、トラフィックテーブル12により一元管理する。また、アプリケーションレイヤ処理部8はパケット転送部7と通信し、パケットデータのアプリケーションレイヤのプロトコル処理を行う。   Referring to FIG. 1, the detailed configuration of the packet processing device 1 in the application gateway device 13 shown in FIG. 2 is shown. In FIG. 1, a packet transfer unit 7 sequentially transfers a downstream TCP packet from the content server 2. The packet buffer management unit 9 centrally manages the remaining amount 10 of the packet buffer in the packet processing apparatus 1 and the maximum window size and advertisement window size of all connected TCP connections by the connection management table 11. The packet buffer management unit 9 monitors traffic in the packet processing device 1, collects statistical data of transmission / reception packet data for all TCP connections that pass through, as traffic information, and centrally manages the traffic table 12. The application layer processing unit 8 communicates with the packet transfer unit 7 to perform application layer protocol processing of packet data.

以上、詳細に実施例の構成を述べたが、図2の呼処理装置5は、広く知られており、また本発明と直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。   Although the configuration of the embodiment has been described in detail above, the call processing device 5 in FIG. 2 is widely known and is not directly related to the present invention, and thus the detailed configuration is omitted.

[実施例1の動作]
まず、図1のパケット処理装置の動作を説明する前に、TCPパケットの送受信におけるフロー制御について、以下に説明する。TCPの基本は、図9に示すように「TCPパケットを1つ送信し、ACKパケットを1つ受け取る」を繰り返すことである。この方法は、通信の信頼性は高いが、送信側は1つTCPパケットを送るたびに、ACKが帰ってくるのを待たねばならず、通信効率が悪い。そこで、TCPでは、通信効率を上げるために、図10に示すように、送信側は、TCPパケットをある数だけ連続して送り、受信側はまとめてACKを返すという方法が行われている。但し、受信側では、パケットバッファに空きがないと、まとめて送られてきたTCPパケットを受信することができず、バッファオーバーフローが発生してしまう。
[Operation of Embodiment 1]
First, before describing the operation of the packet processing apparatus of FIG. 1, flow control in transmission / reception of TCP packets will be described below. The basis of TCP is to repeat “transmit one TCP packet and receive one ACK packet” as shown in FIG. This method has high communication reliability, but the transmission side has to wait for the ACK to return every time one TCP packet is sent, resulting in poor communication efficiency. Therefore, in TCP, in order to increase communication efficiency, as shown in FIG. 10, a method is used in which the transmission side continuously sends a certain number of TCP packets, and the reception side collectively returns ACK. However, on the receiving side, if there is no free space in the packet buffer, TCP packets sent together cannot be received, and a buffer overflow occurs.

そこで、受信側が一度に連続して受信可能なデータサイズを、送信に知らせることで、送信側は一度に送るパケットの量を、受信側から知らされた量までに制限している。この受信側が一度に連続して受信可能なデータサイズのことを広告ウィンドウサイズという。TCPでは、図11に示すように、スリーウェイハンドシェイクにより、コネクション確立を行うが、受信側はSYN+ACKを送信側に返すときに、TCPヘッダのウィンドウサイズ領域に、広告ウィンドウサイズを書き込んで、送信側に送ることで、送信側に広告ウィンドウサイズを知らせている。   Therefore, the transmission side informs the transmission of the data size that can be continuously received at one time, so that the transmission side limits the amount of packets sent at a time to the amount notified by the reception side. The data size that can be continuously received by the receiving side at a time is called the advertisement window size. In TCP, as shown in FIG. 11, a connection is established by a three-way handshake, but when the receiving side returns SYN + ACK to the transmitting side, the advertisement window size is written in the window size area of the TCP header and transmitted. By sending it to the sender, the sender is informed of the advertisement window size.

上述のTCPの基本的なフロー制御に基づいて、実施例1のパケット処理装置1においけるTCPコネクション確立時の動作について説明する。下り方向のパケットデータの流れにおいて、アプリケーションゲートウェイ装置13は、コンテンツサーバ2からパケットデータ受信する。受信側では、受信したパケットデータをパケットバッファ6に蓄積する。コネクション接続が1つの場合、受信側の広告ウィンドウサイズは、パケットバッファの残量10とすればよく、TCPコネクション確立時に、受信側が、SYN+ACKを送信側に返すときに、TCPヘッダのウィンドウサイズ領域に、パケットバッファの残量10を書き込んで、送信側に知らせればよい。また、コネクションの途中で、パケットバッファの残量10が少なくなった場合には、追随して、広告ウィンドウサイズを小さくし、送信側に更新した広告ウィンドウサイズを知らせればよい。   Based on the basic flow control of TCP described above, the operation at the time of establishing a TCP connection in the packet processing apparatus 1 of the first embodiment will be described. In the downstream packet data flow, the application gateway device 13 receives the packet data from the content server 2. On the receiving side, the received packet data is stored in the packet buffer 6. When there is one connection connection, the advertisement window size on the reception side may be the remaining amount of packet buffer 10. When the TCP connection is established, when the reception side returns SYN + ACK to the transmission side, the advertisement window size is set in the window size area of the TCP header. The remaining amount 10 of the packet buffer may be written and notified to the transmission side. Further, when the remaining amount 10 of the packet buffer decreases during the connection, the advertisement window size may be reduced and the updated advertisement window size may be notified to the transmission side.

一方、n個のTCPコネクション接続がなされている場合には、式(1)に示すように、全てのコネクションの広告ウィンドウサイズの総和が、パケットバッファの残量10以下になるようにする。

Figure 2011250223
図4に、n個のコネクション接続がある場合のパケットバッファ6の状態を示す。ここで、n個のコネクションの広告ウィンドウサイズの合計が、パケットバッファの残量10より小さくなるように、パケットバッファ管理部9が一元管理する。 On the other hand, when n TCP connection connections are made, the sum of the advertisement window sizes of all the connections is set to be 10 or less of the remaining amount of the packet buffer as shown in Expression (1).
Figure 2011250223
FIG. 4 shows the state of the packet buffer 6 when there are n connection connections. Here, the packet buffer management unit 9 performs unified management so that the total of the advertisement window sizes of the n connections is smaller than the remaining amount 10 of the packet buffer.

もし、パケットバッファの残量10が少なくなり、全コネクションの広告ウィンドウサイズの合計より小さくなってしまった場合は、パケットバッファ管理部9は、コネクション単位の広告ウィンドウサイズを減少する対応を行い、バッファオーバーフローが生じないようにする。   If the remaining amount 10 of the packet buffer becomes small and becomes smaller than the total of the advertisement window sizes of all the connections, the packet buffer management unit 9 takes measures to reduce the advertisement window size for each connection, Avoid overflow.

また、もし、パケットバッファの残量10が、0になった場合は、パケットバッファ管理部9は、全てのコネクションの広告ウィンドウサイズを0にして、送信側に知らせ、パケットバッファの送信を待ってもらうと共に、新規のTCPコネクションの生成を禁止する。そして、ある時間の経過後に、パケットバッファの残量10が増加してきたところで、それに応じて、広告ウィンドウを増やしていき、パケットデータの送信、あるいは新規コネクションの生成を再開する。   Also, if the packet buffer remaining capacity 10 becomes 0, the packet buffer management unit 9 sets the advertisement window size of all connections to 0, informs the transmission side, and waits for the packet buffer transmission. And the generation of a new TCP connection is prohibited. Then, after the elapse of a certain time, when the remaining amount 10 of the packet buffer increases, the advertisement window is increased accordingly, and transmission of packet data or generation of a new connection is resumed.

また、コネクション確立時には、各コネクションが、使用可能なパケットバッファの上限値である最大ウィンドウサイズを設定する。コネクション確立時に、送信側からのデータ量が多いと判断される場合には、パケットバッファ管理部9は、最大ウィンドウサイズを大きな値に設定し、一方、データ量が少ないと判断される場合には、小さな値に設定する。例えば、動画閲覧を含むコネクションの場合には、最大ウィンドウサイズを大きな値に設定し、データ量の少ないテキストデータの受信のみのコネクションの場合には、最大ウィンドウサイズを小さな値に設定する。   At the time of establishing a connection, each connection sets a maximum window size that is an upper limit value of a usable packet buffer. When it is determined that the amount of data from the transmission side is large at the time of establishing a connection, the packet buffer management unit 9 sets the maximum window size to a large value, whereas when it is determined that the amount of data is small Set to a small value. For example, in the case of a connection including moving image browsing, the maximum window size is set to a large value, and in the case of a connection that only receives text data with a small amount of data, the maximum window size is set to a small value.

パケットバッファ管理部9は、前述のコネクション単位の最大ウィンドウサイズと広告ウィンドウサイズの関係が、以下の式(2)の条件を満たすようにしなければならない。

広告ウィンドウサイズ≦最大ウィンドウサイズ 式(2)

このようにして、パケットバッファ管理部9が決定したコネクション確立時の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズは、パケットバッファ管理部9のコネクション管理テーブル11に保存される。また、コネクション確立後に、最大ウィンドウサイズまたは広告ウィンドウサイズが変更される度に、コネクション管理テーブル11は更新される。また、パケットバッファの残量10も、コネクション管理テーブル11に同時に保存される。
The packet buffer management unit 9 must satisfy the relationship of the following formula (2) with respect to the relationship between the maximum window size for each connection and the advertisement window size.

Advertising window size ≤ maximum window size Formula (2)

In this way, the maximum window size and advertisement window size at the time of establishing a connection determined by the packet buffer management unit 9 are stored in the connection management table 11 of the packet buffer management unit 9. Further, the connection management table 11 is updated every time the maximum window size or the advertisement window size is changed after the connection is established. Further, the remaining amount 10 of the packet buffer is simultaneously stored in the connection management table 11.

また、コネクション単位のメモリ管理は、あるコネクションに、最大ウィンドウサイズが設定された場合、パケットバッファ9のメモリマップ上に最大ウィンドウサイズの領域を固定で割り当てるのではなく、使用するメモリサイズをパケットバッファサイズに占める一部として管理する。それにより、コネクション途中において最大ウィンドウサイズを動的に増減することが可能になる。   In addition, when the maximum window size is set for a certain connection, the memory management for each connection does not allocate a maximum window size area on the memory map of the packet buffer 9 but assigns the memory size to be used to the packet buffer. Manage as part of the size. As a result, the maximum window size can be dynamically increased or decreased during connection.

次に、コネクション確立後に、コンテンツサーバ2よりアプリケーションゲートウェイ装置13に対し、下り方向のデータが流れている場合について、それらの動作を説明する。   Next, operations will be described in the case where downstream data flows from the content server 2 to the application gateway device 13 after the connection is established.

パケットバッファ6はパケット処理装置1を通過する全てのTCPコネクションのパケットデータが単一のバッファプールに蓄積される。パケットバッファの残量10はパケット転送部7からのパケットデータの受信またはアプリケーションレイヤ処理部8へのパケットデータの送信によって、増減し、算出される。算出されたパケットバッファの残量10はパケットバッファ管理部9のコネクション管理テーブル11に設定される。パケット処理装置1にてコンテンツサーバ2から下り方向のTCPパケットを受信すると、パケット転送部7は広告ウィンドウサイズ以内のパケットデータを受信し、パケットバッファ6にパケットデータを書き込む。書き込まれたパケットデータはパケットバッファ6を使用するため、パケットバッファの残量10は減算される。書き込まれたパケットデータはソケット経由でアプリケーションレイヤ処理部8へ送信される。パケットデータがパケットバッファ6からアプリケーションレイヤ処理部8に送信された段階で、パケットバッファの残量10は増加する。アプリケーションレイヤ処理部8では、例えば、キャリアで必要なコンテンツ課金処理のため、加入者を識別する番号(端末ID)の付加/削除や、コンテンツの内容に応じた金額の付与/削除などを行っている。アプリケーションレイヤ処理部8での処理が終わった後、処理済みのデータを受けてパケットデータとし、パケットバッファ6に入れる。この段階で、パケットバッファの残量は減少する。次に、このパケットバッファは、アプリケーションゲートウェイ装置13と携帯端末4で確立されたコネクションにより、無線ネットワーク3を介し、携帯端末4に送信される。   The packet buffer 6 accumulates packet data of all TCP connections passing through the packet processing device 1 in a single buffer pool. The remaining amount 10 of the packet buffer is calculated by increasing / decreasing by receiving packet data from the packet transfer unit 7 or transmitting packet data to the application layer processing unit 8. The calculated remaining amount 10 of the packet buffer is set in the connection management table 11 of the packet buffer management unit 9. When the packet processing device 1 receives a downstream TCP packet from the content server 2, the packet transfer unit 7 receives the packet data within the advertisement window size and writes the packet data in the packet buffer 6. Since the written packet data uses the packet buffer 6, the remaining amount 10 of the packet buffer is subtracted. The written packet data is transmitted to the application layer processing unit 8 via the socket. When packet data is transmitted from the packet buffer 6 to the application layer processing unit 8, the remaining amount 10 of the packet buffer increases. For example, the application layer processing unit 8 performs addition / deletion of a number (terminal ID) for identifying a subscriber, addition / deletion of an amount corresponding to the content, etc. for content billing processing required by the carrier. Yes. After the processing in the application layer processing unit 8 is finished, the processed data is received and converted into packet data, which is stored in the packet buffer 6. At this stage, the remaining amount of packet buffer decreases. Next, this packet buffer is transmitted to the portable terminal 4 via the wireless network 3 by a connection established between the application gateway device 13 and the portable terminal 4.

パケットバッファ管理部9はコネクション管理テーブル11により、全てのTCPコネクションのパケットバッファの使用を一元管理する。パケットバッファ管理部9はパケット転送部7と双方向の制御インタフェースで通信を行い、接続する全てのTCPコネクションに対する最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズをコネクション管理テーブル11に設定する。図5にパケットバッファ管理部9で管理するコネクション管理テーブル11の一例を示す。   The packet buffer management unit 9 centrally manages the use of packet buffers for all TCP connections by using the connection management table 11. The packet buffer management unit 9 communicates with the packet transfer unit 7 through a bidirectional control interface, and sets the maximum window size and advertisement window size for all TCP connections to be connected in the connection management table 11. FIG. 5 shows an example of the connection management table 11 managed by the packet buffer management unit 9.

パケットバッファ管理部9はパケット処理装置1のトラフィック情報を基に、パケット処理装置1の負荷状況を管理するトラフィックテーブル12を作成し、一元管理する。作成されたトラフィックテーブル12はパケット処理装置1のメモリに登録する。パケットバッファ管理部9はパケット転送部7と双方向の制御インタフェースで通信を行い、通過する全てのTCPコネクションに対する送受信パケットデータのパケット長、パケット数、通信データ量を統計データとして、制御インタフェース経由でパケットバッファ管理部9に定期的(例えば、1秒ごと)に送信する。図6にパケットバッファ管理部9で管理するトラフィックテーブル12の一例を示す。パケットバッファ管理部9はパケット処理装置1におけるトラフィックを監視し、統計データを収集し、トラフィックテーブル12を作成する。   Based on the traffic information of the packet processing device 1, the packet buffer management unit 9 creates a traffic table 12 for managing the load status of the packet processing device 1 and centrally manages it. The created traffic table 12 is registered in the memory of the packet processing device 1. The packet buffer management unit 9 communicates with the packet transfer unit 7 through a bi-directional control interface. Through the control interface, the packet length, the number of packets, and the amount of communication data of all transmitted and received TCP connections are statistical data. The packet is sent to the packet buffer management unit 9 periodically (for example, every second). FIG. 6 shows an example of the traffic table 12 managed by the packet buffer management unit 9. The packet buffer management unit 9 monitors traffic in the packet processing device 1, collects statistical data, and creates a traffic table 12.

次に、コネクション確立後の最大ウィンドウサイズと広告ウィンドウサイズの増減に関し、図8のフローチャートを参照し説明する。まず、パケット処理装置1にてパケットデータを受信すると、パケット転送部から制御インタフェース経由でパケットバッファ管理部9へアクセスし、図8のステップS11のトラフィックテーブル12の読み出しと、全トラフィック量の算出を行う。次に、ステップ12で、全トラフィック量を所定の値T1と比較する。参照したトラフィックテーブル12の統計データをもとに、パケット処理装置1における全トラフィック量が所定の値T1よりも少ないと判断すると、ステップS13で、トラフィックテーブル12を基にトラフィックの多いコネクションに対し、優先的に、設定している最大ウィンドウサイズを増加する。ここで、トラフィックは、コンテンツサーバとアプリケーションゲートウェイ間の伝送帯域をフルに使用したときを100%とし、それに対する現状の使用比率で計算する。例えば、トラフィックが30%以下の場合、トラフィックが少ないと判断する。   Next, increase / decrease in the maximum window size and the advertisement window size after the connection is established will be described with reference to the flowchart of FIG. First, when the packet processing device 1 receives packet data, the packet transfer unit accesses the packet buffer management unit 9 via the control interface, reads the traffic table 12 in step S11 of FIG. 8, and calculates the total traffic volume. Do. Next, in step 12, the total traffic amount is compared with a predetermined value T1. If it is determined that the total amount of traffic in the packet processing device 1 is less than the predetermined value T1 based on the statistical data of the referenced traffic table 12, in step S13, for a connection with a lot of traffic based on the traffic table 12, Preferentially increase the configured maximum window size. Here, the traffic is calculated with the current usage ratio relative to 100% when the transmission band between the content server and the application gateway is fully used. For example, when the traffic is 30% or less, it is determined that the traffic is low.

また、ステップS13における最大ウィンドウサイズの増加量の算出方法は、例えば、全コネクションの最大ウィンドウサイズの合計が、パケットバッファサイズを超えない範囲で、全体として増加する全増加量を決定し、その後、図12に示すテーブルにより規定されるトラフィックに応じた増分比率を得て、その増分比率に基づいて、最大ウィンドウサイズの全増加量を各コネクションに対し配分することにより、各コネクションの最大ウィンドウサイズの増加量を得る。そうすることにより、トラフィックの多いコネクションに対して優先的に最大ウィンドウサイズを増加させることができるので、効率的にパケット処理装置1のパケット転送処理能力を向上させることができる。そして、現在の最大ウィンドウサイズを増加量だけ増加して、新たな最大ウィンドウサイズとして設定し、コネクション管理テーブル11における最大ウィンドウサイズを更新する。   In addition, the calculation method of the increase amount of the maximum window size in step S13 determines, for example, the total increase amount that increases as a whole in a range in which the sum of the maximum window sizes of all connections does not exceed the packet buffer size. By obtaining an increment ratio corresponding to the traffic defined by the table shown in FIG. 12, and allocating the total increase amount of the maximum window size to each connection based on the increment ratio, the maximum window size of each connection is obtained. Gain an increase. By doing so, the maximum window size can be preferentially increased for connections with a lot of traffic, so that the packet transfer processing capability of the packet processing device 1 can be improved efficiently. Then, the current maximum window size is increased by an increase amount, set as a new maximum window size, and the maximum window size in the connection management table 11 is updated.

一方、ステップS12における比較において、全トラフィック量が、所定の値T1より小さくない場合には、ステップS14において、各コネクションにおける最大ウィンドウサイズをコネクション確立時に設定した最大ウィンドウサイズに戻し、コネクション管理テーブル11における最大ウィンドウサイズを更新し、上記動作を繰り返す。ここで、図5に示すように、コネクション確立時の最大ウィンドウサイズは、更新されていく最大ウィンドウサイズとは別に、コネクション管理テーブル11に記憶しておき、そこから読み出して参照する。   On the other hand, if the total traffic volume is not smaller than the predetermined value T1 in the comparison in step S12, the maximum window size in each connection is returned to the maximum window size set at the time of connection establishment in step S14, and the connection management table 11 The maximum window size at is updated and the above operation is repeated. Here, as shown in FIG. 5, the maximum window size at the time of establishing a connection is stored in the connection management table 11 separately from the maximum window size to be updated, and is read from there and referred to.

次に、ステップS15およびS16で、コネクション管理テーブル11を参照し、パケットデータのセグメント受信時点での接続している全てのTCPコネクションで設定されている広告ウィンドウサイズの総和とパケットバッファの残量10と比較する。具体的には、ステップS15に示すように、パケットバッファの残量10から広告ウィンドウの総和を引いた値evalを算出し、evalが、0〜εの間にある場合は、広告ウィンドウサイズの総和が適正であると判断する。εは、正の数で、広告ウィンドウサイズの総和をパケットバッファの残量に近づける際の許容値である。また、evalがεより大きい場合には、広告ウィンドウサイズの総和を増やすと判断し、ステップS17で、広告ウィンドウサイズを増加する。ここで、コネクション毎の広告ウィンドウサイズの増加は、ステップS13と同様に、図12のトラフィック量に対する増分比率を用いて、トラフィックの多いコネクションに対して、優先的に広告ウィンドウサイズを増加することが望ましい。また、evalが、0より小さい場合には、式(1)の条件が満たされておらず、バッファオーバーフローが発生する虞があるため、ステップS18で、コネクション毎の広告ウィンドウサイズを減少する。ステップS16、S17、S18の後、ステップS19でタイマ処理により、一定時間おいた後、ステップS11に戻って、処理を繰り返す。   Next, in steps S15 and S16, the connection management table 11 is referred to, and the total advertisement window size set in all the TCP connections connected at the time of receiving the packet data segment and the remaining amount 10 of the packet buffer. Compare with Specifically, as shown in step S15, a value eval is calculated by subtracting the sum of the advertising windows from the remaining amount 10 of the packet buffer. If eval is between 0 and ε, the sum of the advertising window sizes is calculated. Is determined to be appropriate. ε is a positive number and is an allowable value for bringing the total advertisement window size close to the remaining amount of the packet buffer. If eval is greater than ε, it is determined to increase the total advertisement window size, and the advertisement window size is increased in step S17. Here, the increase in the advertisement window size for each connection may increase the advertisement window size preferentially for a connection with a lot of traffic using the increment ratio with respect to the traffic amount in FIG. desirable. If eval is smaller than 0, the condition of equation (1) is not satisfied, and buffer overflow may occur. Therefore, in step S18, the advertisement window size for each connection is reduced. After steps S16, S17, and S18, after a predetermined time by a timer process in step S19, the process returns to step S11 and the process is repeated.

ここで、ステップS13、S14、S17、S18において、最大ウィンドウサイズ、または、広告ウィンドウサイズを変更した場合には、コネクション管理テーブルを更新する。また、同時にパケットバッファの残量10もコネクション管理テーブルに保存する。   Here, when the maximum window size or the advertisement window size is changed in steps S13, S14, S17, and S18, the connection management table is updated. At the same time, the remaining amount 10 of the packet buffer is also stored in the connection management table.

以上のように、ステップS11〜S19の上記動作を繰り返し、パケットバッファの残量10とコネクション管理テーブル11とトラフィックテーブル12を一元管理し、パケット処理装置1におけるトラフィックを監視し、TCPコネクションごとの最大ウィンドウサイズをダイナミックに制御すると共に、広告ウィンドウサイズをパケットバッファの残量との関係から最適な量になるように調整する。   As described above, the above operations in steps S11 to S19 are repeated, the remaining amount 10 of the packet buffer, the connection management table 11 and the traffic table 12 are centrally managed, the traffic in the packet processing device 1 is monitored, and the maximum for each TCP connection The window size is dynamically controlled, and the advertisement window size is adjusted to an optimum amount based on the relationship with the remaining amount of the packet buffer.

図8のフローチャートにおいて、全トラフィック量が所定の値T1より小さいときのみ、最大ウィンドウサイズの増加、あるいは、広告ウィンドウサイズの増減を行っているが、例えば、ステップS12、S14を削除し、常に、ステップS13を実行させるようにしてもよい。また、ステップS13を、増加処理だけでなく、コンテンツ単位のトラフィック量に基づいて、増加、または、減少するようにしてもよい。その他、トラフィック量に応じて、最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減する様々なバリエーションの構成が可能である。   In the flowchart of FIG. 8, only when the total traffic volume is smaller than the predetermined value T1, the maximum window size is increased or the advertisement window size is increased or decreased. For example, steps S12 and S14 are deleted, Step S13 may be executed. Further, step S13 may be increased or decreased based not only on the increase process but also on the traffic volume in units of content. In addition, various variations of configurations that increase or decrease the maximum window size and the advertisement window size according to the traffic amount are possible.

以上のように、本発明によれば、例えば、トラフィックの少ない時間帯に、一時的に、大量のパケットデータ通信を必要とするコネクションに対して、コネクション確立時にTCPコネクション単位で設定した最大ウィンドウサイズを優先的に拡張することができ、パケット処理装置を通過するトラフィックモデルの変動に応じて、パケット処理装置あたりのパケット転送のスループットを増やすことができ、パケット処理装置のパケット処理能力を最大化することができる。   As described above, according to the present invention, for example, the maximum window size set for each TCP connection at the time of establishing a connection for a connection that requires a large amount of packet data communication temporarily during a time period when traffic is low. Can be preferentially expanded, the throughput of packet transfer per packet processing device can be increased according to the variation of the traffic model passing through the packet processing device, and the packet processing capacity of the packet processing device can be maximized be able to.

また、通信するパケットデータの量に応じて、ユーザのコネクションのパケット転送のスループットを増やすことができ、携帯端末を利用するユーザに対して、最適なスループットを確保した通信を提供することができる。   Further, according to the amount of packet data to be communicated, the packet transfer throughput of the user's connection can be increased, and the communication that secures the optimum throughput can be provided to the user who uses the mobile terminal.

また、パケット処理装置としてパケットバッファに割り当てていたメモリの使用量を少なくすることができ、パケット処理装置を小型化することができる。   In addition, the amount of memory allocated to the packet buffer as a packet processing device can be reduced, and the packet processing device can be reduced in size.

本発明は、複数のTCPコネクションに対してパケット転送を最適化するネットワーク伝送に広く適用できる。具体的には、ネットワーク接続された複数の携帯端末におけるデータ通信などに有用である。   The present invention can be widely applied to network transmission that optimizes packet transfer for a plurality of TCP connections. Specifically, it is useful for data communication in a plurality of mobile terminals connected to a network.

なお、本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。   It should be noted that the embodiments and examples can be changed and adjusted within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention and based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.

1 パケット処理装置
2 コンテンツサーバ
3 無線ネットワーク
4 携帯端末
5 呼処理装置
6 パケットバッファ
7 パケット転送部
8 アプリケーションレイヤ処理部
9 パケットバッファ管理部
10 パケットバッファの残量
11 コネクション管理テーブル
12 トラフィックテーブル
13 アプリケーションゲートウェイ装置
14 コアネットワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Packet processing device 2 Content server 3 Wireless network 4 Portable terminal 5 Call processing device 6 Packet buffer 7 Packet transfer unit 8 Application layer processing unit 9 Packet buffer management unit 10 Remaining amount of packet buffer 11 Connection management table 12 Traffic table 13 Application gateway Device 14 core network

Claims (10)

端末装置が接続される無線ネットワークと、サーバ装置が接続されるコアネットワークを相互接続するためのゲートウェイ装置であって、
前記ゲートウェイ装置は、パケットデータを送受信するパケット処理装置を有し、
前記パケット処理装置は、前記パケットデータを蓄積するパケットバッファと、前記パケットバッファを一元管理するパケットバッファ管理部を含み、
前記パケットバッファ管理部は、コネクション単位のトラフィック状態および前記パケットバッファの残量に基づいて、前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減することを特徴とするゲートウェイ装置。
A gateway device for interconnecting a wireless network to which a terminal device is connected and a core network to which a server device is connected,
The gateway device has a packet processing device for transmitting and receiving packet data,
The packet processing device includes a packet buffer that accumulates the packet data, and a packet buffer management unit that centrally manages the packet buffer,
The gateway apparatus according to claim 1, wherein the packet buffer management unit increases or decreases the maximum window size and the advertisement window size for each connection based on a traffic state for each connection and a remaining amount of the packet buffer.
前記コネクション単位のトラフィック量の合計である全トラフィック量が、所定の値よりも少ない場合に、前記パケットバッファ管理部は、コネクション単位の最大ウィンドウサイズを増加し、
さらに、前記パケットバッファの残量が、前記広告ウィンドウサイズの総和より大きい場合には、前記パケットバッファ管理部は、前記コネクション単位の広告ウィンドウサイズを増加し、
前記パケットバッファの残量が、前記広告ウィンドウサイズの総和より小さい場合には、前記パケットバッファ管理部が、前記広告ウィンドウサイズを減少することを特徴とする請求項1に記載のゲートウェイ装置。
When the total traffic volume that is the sum of the traffic volume in connection units is smaller than a predetermined value, the packet buffer management unit increases the maximum window size in connection units,
Further, when the remaining amount of the packet buffer is larger than the sum of the advertisement window sizes, the packet buffer management unit increases the advertisement window size for each connection,
The gateway device according to claim 1, wherein when the remaining amount of the packet buffer is smaller than the total of the advertisement window sizes, the packet buffer management unit decreases the advertisement window size.
前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズ、または、広告ウィンドウサイズを増加する場合、前記コネクション単位のトラフィック量の多いコネクションに対して、優先的に増加させることを特徴とする請求項1または2に記載のゲートウェイ装置。   3. The gateway according to claim 1, wherein when the maximum window size for each connection or the advertisement window size is increased, the gateway is preferentially increased for a connection with a large traffic volume for each connection. 4. apparatus. 前記パケットバッファ管理部において、前記最大ウィンドウ、前記広告ウィンドウを、コネクション管理テーブルで管理し、
前記トラフィック量を、トラフィックテーブルで管理することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のゲートウェイ装置。
In the packet buffer management unit, the maximum window and the advertisement window are managed by a connection management table,
The gateway device according to any one of claims 1 to 3, wherein the traffic volume is managed by a traffic table.
端末装置と、
前記端末装置と接続される無線ネットワークと、
前記無線ネットワークと送受信するゲートウェイ装置と、
前記ゲートウェイ装置と接続されるコアネットワークと、
前記コアネットワークと接続されるサーバ装置とを含み、
前記ゲートウェイ装置は、パケットデータを送受信するパケット処理装置を有し、
前記パケット処理装置は、前記パケットデータを蓄積しておくパケットバッファと、
コネクション単位のトラフィック状態および前記パケットバッファの残量に基づいて、前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減するパケットバッファ管理部を有することを特徴とする通信システム。
A terminal device;
A wireless network connected to the terminal device;
A gateway device for transmitting and receiving to and from the wireless network;
A core network connected to the gateway device;
A server device connected to the core network,
The gateway device has a packet processing device for transmitting and receiving packet data,
The packet processing device includes a packet buffer for storing the packet data;
A communication system, comprising: a packet buffer management unit that increases or decreases the maximum window size and the advertisement window size for each connection based on a traffic state for each connection and a remaining amount of the packet buffer.
前記コネクション単位のトラフィック量の合計である全トラフィック量が、所定の値よりも少ない場合に、
前記パケットバッファ管理部は、コネクション単位の最大ウィンドウサイズを増加し、
さらに、前記パケットバッファの残量が、前記広告ウィンドウサイズの総和より大きい場合には、前記パケットバッファ管理部が、前記コネクション単位の広告ウィンドウサイズを増加し、
前記パケットバッファの残量が、前記広告ウィンドウサイズの総和より小さい場合には、前記パケットバッファ管理部が、前記広告ウィンドウサイズを減少することを特徴とする請求項5に記載の通信システム。
When the total traffic volume, which is the total traffic volume of the connection unit, is smaller than a predetermined value,
The packet buffer management unit increases the maximum window size for each connection,
Further, when the remaining amount of the packet buffer is larger than the total of the advertisement window sizes, the packet buffer management unit increases the connection-unit advertisement window size,
6. The communication system according to claim 5, wherein when the remaining amount of the packet buffer is smaller than the total of the advertisement window sizes, the packet buffer management unit decreases the advertisement window size.
前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズ、または、広告ウィンドウサイズを増加する場合、前記コネクション単位のトラフィック量の多いコネクションに対して、優先的に増加させることを特徴とする請求項5または6に記載の通信システム。   The communication according to claim 5 or 6, wherein when the maximum window size for each connection or the advertisement window size is increased, the connection is preferentially increased for a connection with a large traffic volume for each connection. system. コネクション単位のトラフィック量を取得するステップと、
前記パケットバッファの残量および前記コネクション単位のトラフィック量に基づいて、コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減するステップと、を含むことを特徴とするパケット処理装置におけるパケットバッファ管理方法。
Obtaining the traffic volume per connection;
A packet buffer management method in a packet processing apparatus, comprising: increasing or decreasing a maximum window size and an advertisement window size for each connection based on a remaining amount of the packet buffer and a traffic volume for each connection.
前記コネクション単位のトラフィック量の合計である全トラフィック量を所定の値と比較する第1の比較ステップと、
前記第1の比較ステップにおいて、全トラフィック量が所定の値より小さい場合に、最大ウィンドウサイズを増加するステップと、
前記パケットバッファ残量と、前記コネクション単位の広告ウィンドウサイズの総和を比較する第2の比較ステップと、
前記第2の比較ステップにおいて、前記パケットバッファ残量が、前記コネクション単位の広告ウィンドウサイズの総和より大きい場合に、広告ウィンドウサイズを増加するステップと、
前記第2の比較ステップにおいて、前記パケットバッファ残量が、前記コネクション単位の広告ウィンドウサイズの総和より小さい場合に、広告ウィンドウサイズを減少するステップと、を含むことを特徴とする請求項8に記載のパケット処理装置におけるパケットバッファ管理方法。
A first comparison step of comparing the total traffic volume that is the sum of the traffic volume in connection units with a predetermined value;
Increasing the maximum window size when the total traffic volume is smaller than a predetermined value in the first comparison step;
A second comparison step of comparing the remaining amount of the packet buffer with the sum of the advertising window sizes in connection units;
In the second comparison step, when the remaining amount of the packet buffer is larger than the total of the advertisement window sizes for each connection, increasing the advertisement window size;
9. The method according to claim 8, further comprising: reducing the advertisement window size when the packet buffer remaining amount is smaller than a total of the advertisement window sizes for each connection in the second comparison step. Packet management method in the packet processing apparatus.
前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズ、または、広告ウィンドウサイズを増加する場合、前記コネクション単位のトラフィック量の多いコネクションに対して、優先的に増加させることを特徴とする請求項8または9に記載のパケット処理装置におけるパケットバッファ管理方法。   10. The packet according to claim 8, wherein when the maximum window size for each connection or the advertisement window size is increased, the packet is preferentially increased for a connection with a large amount of traffic for each connection. 11. A packet buffer management method in a processing apparatus.
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