JP3886811B2 - Communication system, communication method, transmission terminal, reception terminal, and relay device - Google Patents

Communication system, communication method, transmission terminal, reception terminal, and relay device Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数種の通信回線で形成された伝送経路を経てパケットデータを伝送する通信システム、通信方法及びこれらに用いられる受信端末、送信端末、中継機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
IPネットワークでは、伝送データはパケットという単位に分割されて伝送される。パケットのサイズは、伝送する通信回線の種類によって最大値が決まっている。この最大値をMTU(Maximum Transfer Unit)という。多くの場合、パケットサイズはこのMTUの値に設定される。
【0003】
IPネットワークでは、送信端末から受信端末まで、複数種の通信回線を経由して通信が行われる。したがって、MTUの大きい通信回線からMTUの小さい通信回線にパケットが伝送される場合、これら2つの通信回線を結ぶ中継機器(ルータ)において、パケットをさらに分割しなければ伝送できない場合がある。この場合、パケットはさらに小さい単位のパケットに分割され、受信端末において元のパケットに再構成される(IP fragmentation)。しかし、この現象が生じると、途中で小さい単位に分割されたパケットがひとつでも消失した場合、受信側で元のパケットを再構成できなくなる。したがって、電波の干渉やノイズ等によりパケットが消失する特徴を持つ無線通信回線を介する場合には、受信誤り率が上昇してしまう。
【0004】
従来、この問題を解決するために、送信端末から受信端末までの伝送経路上に存在する全ての通信回線の中で、最もMTUの小さいサイズに、予め送信端末でパケット化して送信する方法がある。このMTUのサイズをPath MTUといい、この方式をPath MTU Discoveryという。
【0005】
この方式において送信端末は、まず直接接続されている通信回線のMTUのサイズでパケットを作成して送信する。このサイズのパケットを伝送できない通信回線が途中にあった場合、その通信回線に伝送する中継機器(ルータ)は、そのパケットを破棄し、送信端末にエラーメッセージを通知する。このエラーメッセージで、伝送できなかった通信回線のMTUの値を通知する。送信端末はこのエラーメッセージを受け取った以降は、通知されたMTUのサイズでパケットを送信するようにし、伝送経路上の中継経路(ルータ)でさらにパケットが分割されることを防止することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したPath MTU方式において、伝送経路上に、無線通信回線など、ビットエラー率の高い回線が有る場合、通信状況によっては、Path MTUサイズでパケットを伝送するのが必ずしも最適であるとは限らない。すなわち、無線通信回線においては、ビットエラー率が高い場合、パケットサイズの大きいパケットは正常に伝送できる可能性が低くなるため、パケットサイズを小さくすることにより、パケットエラー率を低減することができる。ところが、上述したPath MTU方式では、無線通信回線におけるエラー率まで考慮することなくパケットサイズを決定するため、このビットエラー率を低減させることができなかった。
【0007】
また、上述したPath MTU方式では、伝送系路上に、IPパケットが下位の層でさらに小さい固定長のフレームに分割される特徴をもつ通信回線において、分割されたフレームが、固定長のフレームサイズに合致しない場合、余ったパケットデータに対して空のデータが付加されて固定長のフレームに調整される。例えば、W−CDMAの通信回線では、伝送するIPパケットは42バイトの固定サイズに分割されて送信される。例えば、伝送されるIPパケットが480バイトのとき、42バイトの固定長フレームが11フレームと18バイトの余りのデータに分割され、18バイトの余りのデータには、24バイトの空のデータが付加されて42バイトの固定長フレームとなる。この場合、無駄なデータを送信していることとなり、通信効率が低下するという問題が生じる。
【0008】
そこで、本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、ビットエラー率を低減するとともに、空データなどによる無駄なデータを削減し、通信効率の向上を図ることのできる通信システム、通信方法、受信端末、送信端末及び中継機器を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、送信端末から受信端末へ、複数種の通信回線で形成された伝送経路を経てパケットデータを伝送する際に、複数種の通信回線の特徴を取得し、この取得結果に応じて、伝送に係るパケットのサイズを決定し、その決定されたパケットサイズでパケットを生成することを特徴とする。なお、上記発明において、前記決定は、伝送系路上の中継機器や受信端末で行い、決定されたパケットのサイズを、これらの中継機器や受信端末から前記送信端末に通知することが好ましい。
【0010】
このような発明によれば、伝送系路上の全ての通信回線の特徴に応じて伝送に係るパケットのサイズを決定し、生成するため、中継機器において行っていたパケットの分割処理を省略することができ、通信効率を向上させることができる。
【0011】
上記発明において、前記パケットデータが消失した際に消失したパケットデータを復元するための情報を保持する冗長パケットを生成し、冗長パケットに保持された情報に基づいて、消失したパケットデータを復元することが好ましい。この場合には、受信端末で伝送データを正常に受信できる確率を向上できるとともに、IPパケットの消失によってIPパケットの再送が必要になる可能性を低減することができる。
【0012】
上記発明において、前記伝送経路上に無線通信回線が存在する場合に、その無線通信回線のエラー率を測定し、この測定結果に応じて、伝送に係るパケットのサイズを変更し、設定することが好ましい。この場合には、無線通信回線のビットエラーによって廃棄されるIPパケットの率を低減することができる。すなわち、基本的にはIPパケットのサイズは大きい方が伝送効率は良いが、パケットサイズの大きいパケットはビットエラー率の高い無線通信回線では廃棄される確率が高くなるため、結果として伝送効率は悪くなる。そのためビットエラー率の高い無線通信回線では、IPパケットのサイズを小さく設定することにより、伝送効率を向上させることができる。
【0013】
上記発明において、前記伝送系路上に伝送に係るパケットが下位の層でさらに固定サイズに分割されて伝送される特徴をもつ通信回線が存在する場合に、送信端末で伝送するパケットのサイズをその固定サイズの整数倍に設定することが好ましい。この場合には、IPパケットが下位の層でさらに固定長に分割される場合において、IPパケット全体を固定長のフレームで分割しきれるため、空のデータを付加して固定長フレームに調節する必要性がなくなり、伝送効率が向上する。
【0014】
【発明の実施の形態】
(構成)
以下に、本発明の実施形態に係る通信システムの実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る通信システムのネットワーク構成を示す概略図であり、図2は、ネットワーク上に設置された各装置の内部構成を示すブロック図である。
【0015】
なお、本実施形態に係る通信システムは、 既存のトランスポート層通信方式TCP、UDPとは異なる新しいトランスポート通信方式MSPを実現する通信方式であり、送信端末1から受信端末4へ、動画像をリアルタイムに伝送する場合を例として説明する。具体的に、本実施形態に係る通信システムは、送信端末1と、中継機器2と、中継機器3、受信端末4が通信回線を介して接続されている。
【0016】
送信端末1は、伝送アプリケーション11を備えており、この伝送アプリケーション11を実行することにより、動画像情報を、1フレーム(静止画像1枚の情報)毎に、中継機器2及び中継機器3を介して、受信端末4に送信するものであり、MTUが1500バイトの有線通信回線を介して、中継機器2と接続されている。なお、本実施形態において、送信端末1から伝送される動画情報のフレームF1は、そのデータサイズが伝送経路上の各通信回線のMTUよりも大きいサイズであるものとする。
【0017】
また、特に、本実施形態に係る送信端末1は、後述するエラーメッセージにより伝送経路上の全ての通信回線の特徴を取得する特徴取得手段14と、この特徴取得手段14の取得結果に応じて、伝送に係るパケットのサイズを決定し、その決定されたパケットサイズでパケットを生成するパケット生成手段13と、パケットデータが消失した際に消失したパケットデータを復元するための情報を保持する冗長パケットを生成する冗長パケット生成手段12と、各種パケットを送信したり、エラーメッセージを受信する送受信手段15とを有する。
【0018】
なお、送信端末1は、アプリケーション層からトランスポート層を介し、ネットワーク層へデータを転送する機能を有しており、この各層間でデータの転送を行う際に、フレームを複数のパケットデータに分割するとともに、必要なヘッダを付加する機能も備えている。
【0019】
中継機器2は、送信端末1から受信したフレームF1を、中継機器3に対して中継するものであり、MTUが500バイトの無線通信回線を介して、中継機器3と接続され、パケットを伝送する際に、伝送するIPパケットを40バイトの固定長フレームに分割して中継機器3に伝送する。中継機器3は、中継機器2から受信したフレームを、受信端末4に対して中継するものであり、MTUが1500バイトの有線通信回線を介して、受信端末4に接続され、中継機器2で分割された固定長フレームを再構成して元のIPパケットを組み立てた後、受信端末4に転送する。
【0020】
具体的に、中継機器2,3は、図2(b)に示すように、パケットを中継するパケット中継手段21(31)と、送信端末1で伝送するパケットのサイズを設定するパケットサイズ設定手段23(33)と、パケットサイズ設定手段23(33)により設定されたパケットのサイズを送信端末1に通知する通知手段22(32)とを有する。
【0021】
さらに、中継機器2,3は、複数種の通信回線の特徴を取得する特徴取得手段として、無線通信回線のエラー率を測定するエラー率測定手段24(34)と、伝送系路上に伝送に係るパケットが下位の層でさらに固定サイズに分割されて伝送される特徴をもつ通信回線が存在する場合に、その固定細部を取得する分割サイズ取得手段25(35)とを有する。
【0022】
なお、前記パケットサイズ設定手段23は、分割サイズ取得手段25(35)が取得した固定サイズに基づいて、送信端末1が送信すべきパケットのサイズをその固定サイズの整数倍に設定したり、このエラー率測定手段24(34)の測定結果に応じて、伝送に係るパケットのサイズを変更し、設定する。
【0023】
本実施形態に係る分割サイズ取得手段25(35)は、内部にフローキャッシュを備えており、フローを参照することにより、当該中継機器を通過するIPパケットが、初めて当該中継機器を経由されるものかを判断し、初めて経由されるパケットについてのみ、分割サイズをパケットサイズ設定手段23(33)に通知する機能を有する。なお、このフローキャッシュは、初めて経由されるパケットのフローを登録する機能をも有する。また、エラー率測定手段24は、パケットの破損率の閾値を記憶するメモリを備えており、パケット中継手段21(31)が中継するパケットの破損率を測定するとともに、その破損率と閾値とを比較し、閾値を超える場合にのみ、エラー率をパケットサイズ設定手段23(33)に出力する。
【0024】
具体的に、この受信端末4は、図2(c)に示すように、パケットを送受信する送受信手段41と、冗長パケットを受信する冗長パケット受信手段42と、冗長パケットに保持された情報に基づいて、消失したパケットデータを復元するパケット復元手段43と、送信端末1から送信すべきパケットのサイズを設定するパケットサイズ設定手段46と、このパケットサイズ設定手段46により設定されたパケットのサイズを送信端末1に通知する通知手段45とを有する。
【0025】
受信端末4は、中継機器3から受信したフレームを、伝送アプリケーション44により、動画像1フレームの情報として処理し、再生するものである。また、受信端末4は、ネットワーク層からトランスポート層を介し、アプリケーション層へデータを転送する機能を有しており、この各層間でデータの転送を行う際に、不要なヘッダを削除するとともに、パケットデータを組み立てる機能も備えている。
【0026】
さらに、受信端末4は、複数種の通信回線の特徴を取得する特徴取得手段として、無線通信回線のエラー率を測定するエラー率測定手段47と、伝送系路上に伝送に係るパケットが下位の層でさらに固定サイズに分割されて伝送される特徴をもつ通信回線が存在する場合に、その固定細部を取得する分割サイズ取得手段48とを有する。
【0027】
なお、前記パケットサイズ設定手段46は、分割サイズ取得手段48が取得した固定サイズに基づいて、送信端末1が送信すべきパケットのサイズをその固定サイズの整数倍に設定したり、このエラー率測定手段47の測定結果に応じて、伝送に係るパケットのサイズを変更し、設定する。
【0028】
(動作)
上記構成を有する通信システムの動作について説明する。図3は、送信端末1から中継機器2における伝送データ分割・伝送プロセスを示す説明図であり、図3は、中継機器3から受信端末4における受信データ再構成のプロセスを示す説明図である。
【0029】
先ず、送信端末1の伝送アプリケーション11は、動画像情報を1フレーム(静止画像1枚の情報)ごとに送信する。これについて詳述すると、図3に示すように、動画像伝送アプリケーション11は、動画像の1フレームのデータF1をひとつの伝送データとしてパケット生成手段13を介してトランスポート層に渡す。このトランスポート層では、伝送アプリケーション11から渡された伝送データを等しいサイズのパケットデータに分割する。本実施形態では、データをd1〜d4の4つに分割している。この際、本実施形態では、等しく分割できない場合は、サイズが足りないデータに対して空のデータを付加し、等しいサイズに調整する。前方誤り訂正符号を用いない場合は、空のデータを付加する必要はない。なお、本実施形態では、図2に示すように、データd4に空のデータを加え、データd1,d2,d3,d4が全て同じサイズになるように調整している。
【0030】
次に、冗長パケット生成手段12において、分割したデータd1,d2,d3,d4から、Reed Solomon符号(前方誤り訂正符号のひとつ)によりいくつかの冗長データd5及びd6を生成する。本実施形態では、図2に示すように、データd1,d2,d3,d4から2つの冗長データd5,d6を生成する。そして、受信側で再構成できるための情報を含むMSPヘッダH1を各データに付加し、ネットワーク層に渡す。ネットワーク層では、トランスポート層から渡されたデータに、IPネットワーク上の経路制御に用いられるIPヘッダH2を付加し、送受信手段15を介して、IPパケットP1〜P6として通信回線に送出する。
【0031】
一方、受信端末4におけるデータ伝送のプロセスを示す。先ず、図4に示すように、送受信手段41を介して、通信回線からIPパケットP1〜P6を受信し、ネットワーク層にてIPヘッダを取り外し、トランスポート層に渡す。トランスポート層ではIP層から渡されたデータd1〜d4を再構成し、動画像1フレームのデータを生成してアプリケーション層に位置する伝送アプリケーション44に渡す。
【0032】
なお、図4で示した例では、送信されたIPパケットのうちIPパケット3が途中で消失した場合を示している。この場合には、ネットワーク層で、IPパケットP1,P2,P4,P5,P6のIPヘッダH2が取り除かれ、それぞれトランスポート層に位置するパケット復元手段43に渡される。トランスポート層では、トランスポートヘッダの情報を用い、データd1,d2,d4と、冗長データd5及びd6を用いて前方誤り訂正復号によりデータ3を復元する。データd1,d2,d4と復元したデータd3を用いて元の動画像フレームのデータを再構成し、伝送アプリケーション44に渡す。
【0033】
(トランスポート層におけるデータの構造)
次に、図5を用いて、トランスポート層の通信方式を詳細に説明する。図5は、本実施形態におけるトランスポート層で伝送されるデータd1〜d6のデータ構造を示す説明図である。同図に示すように、データd1〜d6は、MSPヘッダとデータ部とから構成されている。
【0034】
MSPヘッダは、アプリケーションから渡されたデータを分割した個々のデータ及びそれらから生成された冗長データが、ネットワーク層に渡される際にそれぞれ付加されるものであり、送信元ポート番号,宛先ポート番号,データ長,チェックサム,ブロックID,ブロック長,データ数、冗長データ数、シーケンス番号等を格納する種々のフィールドから構成される。
【0035】
ポート番号フィールドは、トランスポート層におけるポート番号の識別に用いられるものであり、同一のホスト(コンピュータ)で稼働している複数のアプリケーションのうちの、どのアプリケーションにデータを渡せばいいのかを識別するものである。このポート番号としては、送信元ポート番号と宛先ポート番号がある。MSPヘッダにおいて、ポート番号は16ビットのフィールドに格納されるため、ひとつのホストで65535種類のポート番号を利用できる。
【0036】
データ長のフィールドは、動画像1フレームをトランスポート層で分割した後の個々のデータのサイズを格納するものであり。上述したように、等分割できない等の理由で空のデータが付加された場合は、空のデータを含めたデータサイズが格納される。
【0037】
チェックサムのフィールドは、トランスポート層で分割された後のひとかたまりのデータが正確に受信されているかどうかをチェックする識別子が格納されるものである。この識別子によって、無線通信回線におけるビットエラーによってデータが破損していないかをチェックすることができる。
【0038】
ブロックIDのフィールドには、アプリケーション層から渡された動画像1フレームのデータに対して付加されたIDが格納される。このIDは、動画像の再生順に1から順番に割り当てられる。これにより、トランスポート層で、あるひとつの動画像フレームを分割して生成された個々のデータには、すべて同じブロックIDが割り当てられる。また、分割された個々のデータから生成された冗長データにも同じブロックIDが割り当てられる。これにより、受信端末4で受信したそれぞれのデータが、どのブロック(動画像フレーム)に属しているのかを判別することができる。なお、このフィールドは16ビットなので、65535までIDが割り振られると、次のIDはもう一度1から割り振ることになる。次のブロック長のフィールドには、アプリケーション層から渡されたデータのサイズが格納できる。これにより送信端末で等分割できないときに付加される空のデータを、受信端末で再構成されたデータから取り除くことができる。
【0039】
データ数のフィールドは、送信端末でアプリケーションから渡されたデータがいくつに分割されたかを示す。これによりアプリケーションに渡すデータを再構成するためのデータ数を判別することができる。受信側では、このフィールドの値の数だけデータ(冗長データも含む)が届けばアプリケーションに渡す動画像1フレームのデータを再構成できる。受信端末4では、このフィールドの値の数だけデータが集まった時点で再構成を開始する。
【0040】
冗長データ数のフィールドは、送信端末でひとつのブロック(動画像1フレーム)に対して、いくつの冗長データが生成されたかを示す。あるひとつのブロックに属するデータのうちこのフィールドの値の数よりも多いパケットが消失するとそのブロックは再構成不可能になる。受信端末では、このフィールドの値より多いパケットが消失した場合か、再構成可能なデータ数が集まる前に、次のブロックに属するデータが届いてしまった場合は、再構成をせずそれまでに集められたデータは破棄する。
【0041】
シーケンス番号のフィールドには、トランスポート層で分割された個々のデータに対して、先頭のデータから1から順番に番号が割り振られる。これにより、あるデータが消失したとしても、どのデータが消失したかが検出できる。冗長データにもそれぞれ、冗長データの先頭から順番に1から番号がふられる。冗長データのシーケンス番号は、前方誤り訂正復号処理に用いられる。
【0042】
フラグのフィールドにはさまざまなフラグビットが設定される。各ビットに1が格納されているときにそのフラグが示す意味が有効になる。まずDATAフラグには、このデータが冗長データではなくアプリケーション層から渡されたデータを分割されたデータであることを示す。FECフラグは、このデータが冗長データであることを示す。ACKフラグは、受信端末からデータが正常に再構成できたことを確認するメッセージに用いられる。受信端末4からこのメッセージを送るときには、トランスポートヘッダの後にデータ部は付かない。トランスポートヘッダのブロックIDのフィールドには、再構成できたことを確認したブロックのIDを格納して送信端末に報告する。NACKフラグは、受信端末4でデータが再構成できなかったことを報告するメッセージに用いられる。メッセージの構成はACKメッセージと同様である。送信端末はNACKメッセージを受け取ったときに、生成する冗長データ数を増加する。ECNフラグは、NACKフラグと併用して用いられ、途中で消失したパケットが無線通信回線のノイズや干渉によるものではなく、ネットワークの混雑によって生じたことを示す。ネットワークの輻輳によってパケットが消失している場合は、送信端末で冗長データの数を増加させても輻輳を助長するだけであるため、冗長データ数は増加させない。
【0043】
(分割調整処理)
次に、送信端末1で動画像1フレームのデータを分割する際の分割サイズの調整について説明する。分割サイズは、ネットワーク上の中継機器2,3や受信端末4から、図6に示すようなICMPエラーメッセージを用いて通知される。
【0044】
本実施形態において、このICMPエラーメッセージは、既に標準化されているフォーマットに従って構成されている。
【0045】
具体的に、本実施形態に係るICMPのエラーメッセージフォーマットでは、32ビット分の領域が確保されており、エラータイプ、エラーコード、チェックサム、フィールド1及びフィールド2が割り振られている。
【0046】
エラータイプは、最初の8ビットに格納される。なお、ここでは、全てホスト到達不可能の意味を示す3が格納されている。次の8ビットにはエラーコードが格納される。ここで説明する方式においては、全て分割必要の意味を示す4が格納されている。次の、16ビットにはチェックサムが格納され、このICMPメッセージが正確に受信できているかをチェックするために用いられる。次の16ビットのフィールド1と16ビットのフィールド2は、通信方式に応じて、異なるデータが格納される。
【0047】
▲1▼中継機器3の動作
中継機器3においては、無線通信回線におけるビットエラー率によってパケットサイズの推奨値を通知する。
【0048】
すなわち、中継機器2と中継機器3の間の無線通信回線において、BER(ビットエラー率)が高い場合、パケットサイズの大きいパケットは、パケットサイズの小さいパケットに比べてパケット消失率が高くなる。中継機器3はビットエラーによってパケットを正しく受信できない率が高くなると、送信端末1にパケットサイズを小さくするようにICMPエラーメッセージを用いて通知する。この場合、ICMPエラーメッセージのフィールド2には、受信していたIPパケットのサイズ(平均値)の半分の値が格納されて送信端末1に送信される。送信端末1の特徴取得手段14は、この通知を受けると、パケット生成手段13における動画像1フレームを分割するサイズを、ICMPエラーメッセージのフィールド2の値以下に設定させる。
【0049】
具体的に、中継機器3のエラー率測定手段34は、ビットエラーによって破損したデータを一定以上の割合で受信すると、それによるエラー率を算出し、その算出結果をパケットサイズ設定手段33に送出し、パケットサイズ設定手段33において、送信端末1で送信すべきパケットサイズを設定する。ここでは、エラー率を低減すべくパケットサイズを小さくするように設定する。そして、通知手段32により、ICMPエラーメッセージを送信端末1に送信し、パケットサイズを小さくして送信するように通知する(ただし、IPパケットのIPヘッダ部分にビットエラーがあった場合には、送信端末のアドレスが不明なため、ICMPエラーメッセージを送信端末1に送信できない。)。
【0050】
図7は中継機器3が、ICMPエラーメッセージを送信するまでの処理手順である。まず、パケット中継手段31により、中継機器2から伝送されたデータ(IPパケット)を受信すると(S101)、エラー率測定手段34により、データにビットエラーがないか否かをチェックする(S102)。伝送データにビットエラーが無かった場合は、IPパケット破損率を減少し(S107)、IPパケットを正常に処理する(S108)。一方、ステップS102において、伝送データにビットエラーがあったと判断した場合には、IPパケット破損率を上昇させ(S103)、IPパケット破損率が閾値を越えていないかをチェックする(S104)。IPパケット破損率が閾値を越えていない場合は、IPパケットを廃棄する(S106)。ステップS104において、IPパケット破損率が閾値を越えていると判断した場合は、その破損率に応じてパケットサイズ設定手段33によりパケットサイズを設定し、その設定結果をICMPエラーメッセージにより送信端末1に送信する。その後、パケット中継手段31は、IPパケットを廃棄する(S105)。
【0051】
▲2▼中継機器2の動作
一方、図1の中継機器2と中継機器3の間の無線通信回線では、伝送するIPパケットは40バイトの固定長フレームに分割される。この場合、500バイトのパケットを伝送すると、40バイトの分割フレーム12個に分割され、余った20バイトには空のデータ20バイトが付加されて伝送される。この20バイトの空のデータは無駄であるため、予め送信端末が40バイトの整数倍のパケットを生成するように、中継機器2が送信端末1にICMPエラーメッセージを用いて通知する。すなわち、ICMPエラーメッセージのフィールド1に40が格納されて送信端末1に送信される。送信端末1はこの通知を受けると、伝送データの分割サイズを40バイトの整数倍に調整する。
【0052】
図8は中継機器2の処理手順である。中継機器2の分割サイズ取得手段25は、伝送データ(IPパケット)を受信すると(S201)、そのIPパケットのサイズが40バイトの整数倍か否かをチェックする(S202)。
【0053】
IPパケットのサイズが40バイトの整数倍でなければ、そのIPパケットのフロー情報(送信元アドレスと送信元ポート番号)が存在するか否かをチェックし(S203)、当該パケットが、初めて中継機器2を通るフローか否かをチェックする。これは中継機器2のフローキャッシュにそのフローが登録されているか否かをチェックすることにより行う。フローキャッシュにそのフローが登録されていれば、IPパケットを正常に処理する(206)。
【0054】
一方、ステップS203において、フローキャッシュにそのフローが登録されていないと判断した場合、分割サイズ取得手段25は、そのフローが、初めて中継機器2を経由すると判断し、フローキャッシュにそのフローを登録して(S205)、固定長フレームが40バイトであることをパケットサイズ設定手段23に送出し、パケットサイズ設定手段23は、これに基づいてパケットサイズを設定し、この設定結果を、通知手段22からICMPエラーメッセージを送信することによって、送信端末1に通知する(S204)。その後、パケット中継手段21は、IPパケットを正常に処理する(S206)。この際、フローキャッシュに登録されているフローは一定時間経過した時点で消失される。
【0055】
(変更例)
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
【0056】
例えば、上述した実施形態では、中継機器2,3や受信端末4に、パケットサイズ設定手段を設け、ICMPエラーメッセージには、中継機器2,3や受信端末4において設定されたパケットサイズを、送信端末1の特徴取得手段14に通知するようにしたが、パケットサイズ設定手段を送信端末に設け、ICMPエラーメッセージには、通信回線におけるエラー率や分割パケット固定長のみを通知し、送信端末側でパケットサイズを設定するようにしても良い。
【0057】
また、本実施形態では、送信端末1に備えられた特徴取得手段14は、ICMPエラーメッセージを受信し、このICMPエラーメッセージにより各通信回線の特徴を取得するようにしたが、例えばこの特徴取得手段14として、エラー率測定手段や分割サイズ取得手段を設け、送信端末1側で、エラー率や分割固定サイズを取得するようにしてもよい。
【0058】
【発明の効果】
本発明によれば、送信端末から受信端末へ、複数種の通信回線で形成された伝送経路を経てパケットデータを伝送する際における、ビットエラー率を低減するとともに、空データなどによる無駄なデータを削減し、通信効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る通信システムのネットワーク構成図である。
【図2】実施形態に係る各装置の内部構成を示すブロック図である。
【図3】実施形態に係る送信端末における伝送データの分割・伝送プロセスを示す説明図である。
【図4】実施形態に係る受信端末における受信データの再構成プロセスを示す説明図である。
【図5】本実施形態に係るMSPヘッダのフォーマットを示す概略図である。
【図6】本実施形態に係るICMPエラーメッセージのフォーマットを示す概略図である。
【図7】本実施形態においてビットエラー率によってパケットサイズの推奨値を通知する中継機器の動作を示すフロー図である。
【図8】本実施形態において固定長フレームに分割する中継機器の処理手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
1…送信端末
2,3…中継機器
4…受信端末
11,44…伝送アプリケーション
12…冗長パケット生成手段
13…パケット生成手段
14…特徴取得手段
15…送信手段
21,31,42…パケット中継手段
22,32,45…通知手段
23,33,46…パケットサイズ設定手段
24,34,47…エラー率測定手段
25,35,48…分割サイズ設定手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication system, a communication method, and a receiving terminal, a transmitting terminal, and a relay device used for transmitting packet data through a transmission path formed by a plurality of types of communication lines.
[0002]
[Prior art]
In an IP network, transmission data is divided and transmitted in units of packets. The maximum packet size is determined by the type of communication line to be transmitted. This maximum value is called MTU (Maximum Transfer Unit). In many cases, the packet size is set to this MTU value.
[0003]
In an IP network, communication is performed from a transmission terminal to a reception terminal via a plurality of types of communication lines. Therefore, when a packet is transmitted from a communication line with a large MTU to a communication line with a small MTU, the relay device (router) connecting these two communication lines may not be able to transmit unless the packet is further divided. In this case, the packet is divided into smaller unit packets and reconfigured to the original packet at the receiving terminal (IP fragmentation). However, when this phenomenon occurs, if even one packet divided into small units is lost along the way, the original packet cannot be reconstructed on the receiving side. Accordingly, the reception error rate increases when the wireless communication line has a characteristic that the packet is lost due to radio wave interference or noise.
[0004]
Conventionally, in order to solve this problem, there is a method in which a transmission terminal packetizes in advance to a size having the smallest MTU among all communication lines existing on a transmission path from the transmission terminal to the reception terminal. . The size of this MTU is called Path MTU, and this method is called Path MTU Discovery.
[0005]
In this method, the transmitting terminal first creates and transmits a packet with the MTU size of the communication line directly connected. When there is a communication line that cannot transmit a packet of this size, a relay device (router) that transmits the communication line discards the packet and notifies the transmission terminal of an error message. This error message notifies the MTU value of the communication line that could not be transmitted. After receiving the error message, the transmitting terminal transmits the packet with the notified MTU size, and can further prevent the packet from being further divided by the relay route (router) on the transmission route.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described Path MTU method, when there is a line with a high bit error rate such as a wireless communication line on the transmission path, it is not necessarily optimal to transmit a packet with the Path MTU size depending on the communication situation. Not exclusively. That is, in a wireless communication line, when the bit error rate is high, the possibility that a packet having a large packet size can be normally transmitted is reduced. Therefore, the packet error rate can be reduced by reducing the packet size. However, in the above-described Path MTU method, the packet size is determined without considering the error rate in the wireless communication line, and thus the bit error rate cannot be reduced.
[0007]
In the above-described Path MTU method, in a communication line having a feature that an IP packet is divided into smaller fixed-length frames in a lower layer on the transmission path, the divided frames have a fixed-length frame size. If they do not match, empty data is added to the remaining packet data and adjusted to a fixed-length frame. For example, in a W-CDMA communication line, an IP packet to be transmitted is divided into a fixed size of 42 bytes and transmitted. For example, when an IP packet to be transmitted is 480 bytes, a fixed-length frame of 42 bytes is divided into 11 frames and the remainder of 18 bytes, and 24 bytes of empty data is added to the remainder of 18 bytes. Thus, a 42-byte fixed-length frame is obtained. In this case, useless data is transmitted, which causes a problem that communication efficiency decreases.
[0008]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and a communication system and a communication method capable of reducing bit error rate, reducing unnecessary data such as empty data, and improving communication efficiency. An object is to provide a receiving terminal, a transmitting terminal, and a relay device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention acquires characteristics of multiple types of communication lines when transmitting packet data from a transmission terminal to a reception terminal via a transmission path formed by multiple types of communication lines. Then, according to the acquisition result, the size of the packet related to transmission is determined, and the packet is generated with the determined packet size. In the above invention, it is preferable that the determination is performed by a relay device or a reception terminal on a transmission line, and the determined packet size is notified from the relay device or the reception terminal to the transmission terminal.
[0010]
According to such an invention, in order to determine and generate the size of a packet related to transmission according to the characteristics of all communication lines on the transmission line, the packet division processing performed in the relay device can be omitted. Communication efficiency can be improved.
[0011]
In the above invention, a redundant packet holding information for restoring lost packet data when the packet data is lost is generated, and the lost packet data is restored based on the information held in the redundant packet Is preferred. In this case, the probability that transmission data can be normally received by the receiving terminal can be improved, and the possibility that the retransmission of the IP packet becomes necessary due to the loss of the IP packet can be reduced.
[0012]
In the above invention, when a wireless communication line exists on the transmission path, the error rate of the wireless communication line is measured, and the size of the packet related to transmission is changed and set according to the measurement result. preferable. In this case, the rate of IP packets discarded due to bit errors in the wireless communication line can be reduced. In other words, basically, the larger the IP packet size, the better the transmission efficiency, but the larger the packet size, the higher the probability of being discarded in a wireless communication line with a high bit error rate, resulting in poor transmission efficiency. Become. Therefore, in a wireless communication line with a high bit error rate, the transmission efficiency can be improved by setting the IP packet size small.
[0013]
In the above invention, when there is a communication line having a feature that a packet related to transmission is further divided into a fixed size in a lower layer and transmitted on the transmission path, the size of the packet transmitted by the transmitting terminal is fixed. It is preferable to set an integer multiple of the size. In this case, when the IP packet is further divided into fixed lengths in the lower layer, the entire IP packet can be divided into fixed length frames, so it is necessary to add empty data to adjust to the fixed length frame. The transmission efficiency is improved.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Constitution)
Hereinafter, an embodiment of a communication system according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a network configuration of a communication system according to the present embodiment, and FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of each device installed on the network.
[0015]
Note that the communication system according to the present embodiment is a communication method for realizing a new transport communication method MSP different from the existing transport layer communication methods TCP and UDP, and a moving image is transmitted from the transmission terminal 1 to the reception terminal 4. A case where transmission is performed in real time will be described as an example. Specifically, in the communication system according to the present embodiment, the transmission terminal 1, the relay device 2, the relay device 3, and the reception terminal 4 are connected via a communication line.
[0016]
The transmission terminal 1 includes a transmission application 11, and by executing the transmission application 11, moving image information is transmitted via the relay device 2 and the relay device 3 for each frame (information of one still image). The MTU is connected to the relay device 2 via a 1500-byte wired communication line. In the present embodiment, it is assumed that the frame F1 of the moving image information transmitted from the transmission terminal 1 has a data size larger than the MTU of each communication line on the transmission path.
[0017]
In particular, the transmission terminal 1 according to the present embodiment includes a feature acquisition unit 14 that acquires the characteristics of all communication lines on the transmission path by an error message to be described later, and according to the acquisition result of the feature acquisition unit 14. A packet generating means 13 for determining a size of a packet for transmission and generating a packet with the determined packet size; and a redundant packet for holding information for restoring lost packet data when the packet data is lost It has redundant packet generating means 12 for generating, and transmitting / receiving means 15 for transmitting various packets and receiving error messages.
[0018]
The transmission terminal 1 has a function of transferring data from the application layer to the network layer via the transport layer. When transferring data between these layers, the frame is divided into a plurality of packet data. In addition, it has a function to add necessary headers.
[0019]
The relay device 2 relays the frame F1 received from the transmission terminal 1 to the relay device 3, and the MTU is connected to the relay device 3 via a 500-byte wireless communication line to transmit a packet. At this time, the IP packet to be transmitted is divided into fixed-length frames of 40 bytes and transmitted to the relay device 3. The relay device 3 relays the frame received from the relay device 2 to the receiving terminal 4. The MTU is connected to the receiving terminal 4 via a 1500-byte wired communication line and is divided by the relay device 2. The original fixed-length frame is reconstructed and the original IP packet is assembled, and then transferred to the receiving terminal 4.
[0020]
Specifically, as shown in FIG. 2B, the relay devices 2 and 3 include a packet relay unit 21 (31) that relays a packet and a packet size setting unit that sets the size of a packet transmitted by the transmission terminal 1. 23 (33), and notification means 22 (32) for notifying the transmission terminal 1 of the packet size set by the packet size setting means 23 (33).
[0021]
Furthermore, the relay devices 2 and 3 are related to the error rate measuring means 24 (34) for measuring the error rate of the wireless communication line as the characteristic acquiring means for acquiring the characteristics of the plurality of types of communication lines, and the transmission on the transmission line. When there is a communication line having a characteristic that a packet is further divided into a fixed size and transmitted in a lower layer, it has division size acquisition means 25 (35) for acquiring the fixed details.
[0022]
The packet size setting means 23 sets the size of the packet to be transmitted by the transmitting terminal 1 to an integral multiple of the fixed size based on the fixed size acquired by the divided size acquisition means 25 (35). The size of the packet related to transmission is changed and set according to the measurement result of the error rate measuring means 24 (34).
[0023]
The divided size acquisition unit 25 (35) according to the present embodiment includes a flow cache therein, and an IP packet passing through the relay device is first passed through the relay device by referring to the flow. And has a function of notifying the packet size setting means 23 (33) of the division size only for the first-passed packet. This flow cache also has a function of registering the flow of packets that are routed for the first time. The error rate measuring means 24 includes a memory for storing a threshold value of the packet damage rate, measures the damage rate of the packet relayed by the packet relay means 21 (31), and determines the damage rate and the threshold value. Only when the threshold is exceeded, the error rate is output to the packet size setting means 23 (33).
[0024]
Specifically, as shown in FIG. 2 (c), the receiving terminal 4 is based on transmission / reception means 41 for transmitting / receiving packets, redundant packet receiving means 42 for receiving redundant packets, and information held in the redundant packets. The packet restoration means 43 for restoring lost packet data, the packet size setting means 46 for setting the size of a packet to be transmitted from the transmission terminal 1, and the packet size set by the packet size setting means 46 are transmitted. Notification means 45 for notifying the terminal 1.
[0025]
The receiving terminal 4 processes and reproduces the frame received from the relay device 3 as information of one moving image frame by the transmission application 44. The receiving terminal 4 has a function of transferring data from the network layer to the application layer through the transport layer. When transferring data between these layers, the receiving terminal 4 deletes unnecessary headers, It also has a function to assemble packet data.
[0026]
Further, the receiving terminal 4 includes, as characteristic acquisition means for acquiring characteristics of a plurality of types of communication lines, an error rate measurement means 47 for measuring an error rate of the wireless communication line, and a lower layer in which packets relating to transmission are transmitted on the transmission path When there is a communication line having a characteristic of being further divided and transmitted in a fixed size, a divided size acquiring means 48 for acquiring the fixed details is provided.
[0027]
The packet size setting means 46 sets the size of the packet to be transmitted by the transmitting terminal 1 to an integral multiple of the fixed size based on the fixed size acquired by the division size acquisition means 48, or measures this error rate. Depending on the measurement result of the means 47, the size of the packet related to transmission is changed and set.
[0028]
(Operation)
The operation of the communication system having the above configuration will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a transmission data division / transmission process from the transmission terminal 1 to the relay device 2, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing a process of receiving data reconstruction from the relay device 3 to the reception terminal 4.
[0029]
First, the transmission application 11 of the transmission terminal 1 transmits moving image information for each frame (information for one still image). More specifically, as shown in FIG. 3, the moving image transmission application 11 passes one frame of data F1 of the moving image as one transmission data to the transport layer via the packet generation unit 13. In this transport layer, the transmission data delivered from the transmission application 11 is divided into packet data of the same size. In the present embodiment, the data is divided into four parts d1 to d4. At this time, in the present embodiment, when equal division is not possible, empty data is added to data having insufficient size to adjust to equal size. When no forward error correction code is used, it is not necessary to add empty data. In this embodiment, as shown in FIG. 2, empty data is added to the data d4, and the data d1, d2, d3, and d4 are all adjusted to have the same size.
[0030]
Next, the redundant packet generation means 12 generates some redundant data d5 and d6 from the divided data d1, d2, d3, d4 by a Reed Solomon code (one of forward error correction codes). In this embodiment, as shown in FIG. 2, two redundant data d5, d6 are generated from data d1, d2, d3, d4. Then, an MSP header H1 including information that can be reconfigured on the receiving side is added to each data and passed to the network layer. In the network layer, an IP header H2 used for route control on the IP network is added to the data passed from the transport layer, and is sent to the communication line as IP packets P1 to P6 via the transmission / reception means 15.
[0031]
On the other hand, a process of data transmission in the receiving terminal 4 is shown. First, as shown in FIG. 4, the IP packets P1 to P6 are received from the communication line via the transmission / reception means 41, the IP header is removed at the network layer, and it is passed to the transport layer. In the transport layer, the data d1 to d4 transferred from the IP layer are reconstructed, and one frame of moving image data is generated and transferred to the transmission application 44 located in the application layer.
[0032]
In the example shown in FIG. 4, the IP packet 3 of the transmitted IP packets is lost in the middle. In this case, the IP header H2 of the IP packets P1, P2, P4, P5 and P6 is removed at the network layer and transferred to the packet restoration means 43 located in the transport layer. In the transport layer, data 3 is restored by forward error correction decoding using data d1, d2, d4 and redundant data d5 and d6 using information of the transport header. Using the data d1, d2, d4 and the restored data d3, the original moving image frame data is reconstructed and passed to the transmission application 44.
[0033]
(Data structure in the transport layer)
Next, the communication method of the transport layer will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a data structure of data d1 to d6 transmitted in the transport layer in the present embodiment. As shown in the figure, the data d1 to d6 are composed of an MSP header and a data part.
[0034]
The MSP header is added when individual data obtained by dividing the data passed from the application and redundant data generated from the data are passed to the network layer. The source port number, destination port number, It consists of various fields for storing data length, checksum, block ID, block length, number of data, number of redundant data, sequence number, and the like.
[0035]
The port number field is used to identify a port number in the transport layer, and identifies which application among a plurality of applications running on the same host (computer) should be passed data. Is. The port number includes a transmission source port number and a destination port number. Since the port number is stored in a 16-bit field in the MSP header, 65535 types of port numbers can be used in one host.
[0036]
The data length field stores the size of individual data after dividing one frame of the moving image by the transport layer. As described above, when empty data is added because it cannot be divided equally, the data size including empty data is stored.
[0037]
The checksum field stores an identifier for checking whether a piece of data after being divided in the transport layer is correctly received. With this identifier, it is possible to check whether data is damaged due to a bit error in the wireless communication line.
[0038]
The block ID field stores an ID added to the data of one frame of the moving image passed from the application layer. The IDs are assigned in order from 1 in the moving image playback order. As a result, the same block ID is assigned to each piece of data generated by dividing one moving image frame in the transport layer. The same block ID is also assigned to redundant data generated from each divided data. Thereby, it is possible to determine which block (moving image frame) each piece of data received by the receiving terminal 4 belongs to. Since this field is 16 bits, when an ID is allocated up to 65535, the next ID is allocated again from 1. The next block length field can store the size of data passed from the application layer. As a result, it is possible to remove the empty data added when the transmission terminal cannot be divided equally from the data reconstructed by the reception terminal.
[0039]
The data number field indicates how many pieces of data passed from the application at the transmitting terminal are divided. This makes it possible to determine the number of data for reconstructing data to be passed to the application. On the receiving side, when data (including redundant data) reaches the number of values in this field, it is possible to reconstruct data of one moving image frame to be passed to the application. Receiving terminal 4 starts reconstruction at the time when data is collected by the number of values in this field.
[0040]
The field of the number of redundant data indicates how many redundant data are generated for one block (one frame of moving image) at the transmission terminal. If more packets than the number of values in this field of data belonging to a block are lost, the block cannot be reconstructed. In the receiving terminal, if more packets than the value of this field are lost, or if the data belonging to the next block arrives before the number of reconfigurable data is collected, the data is not reconstructed until then. Discard the collected data.
[0041]
In the sequence number field, numbers are assigned to individual data divided in the transport layer in order from 1 from the top data. Thereby, even if certain data is lost, it is possible to detect which data has been lost. Each redundant data is also numbered from 1 in order from the top of the redundant data. The sequence number of redundant data is used for forward error correction decoding processing.
[0042]
Various flag bits are set in the flag field. The meaning indicated by the flag when 1 is stored in each bit is effective. First, the DATA flag indicates that this data is not redundant data but data obtained by dividing the data passed from the application layer. The FEC flag indicates that this data is redundant data. The ACK flag is used in a message for confirming that data has been successfully reconstructed from the receiving terminal. When this message is sent from the receiving terminal 4, no data part is attached after the transport header. The block ID field of the transport header stores the ID of the block that has been confirmed to be reconfigured and reports it to the transmitting terminal. The NACK flag is used for a message reporting that data could not be reconstructed at the receiving terminal 4. The message structure is the same as that of the ACK message. When the transmitting terminal receives the NACK message, it increases the number of redundant data to be generated. The ECN flag is used in combination with the NACK flag, and indicates that a packet lost in the middle is not caused by noise or interference of the wireless communication line but is caused by network congestion. When packets are lost due to network congestion, increasing the number of redundant data at the transmitting terminal only promotes congestion, so the number of redundant data is not increased.
[0043]
(Split adjustment process)
Next, adjustment of the division size when the transmission terminal 1 divides data of one frame of moving image will be described. The division size is notified from the relay devices 2 and 3 on the network and the receiving terminal 4 using an ICMP error message as shown in FIG.
[0044]
In this embodiment, the ICMP error message is configured according to a standardized format.
[0045]
Specifically, in the ICMP error message format according to the present embodiment, an area of 32 bits is secured, and an error type, error code, checksum, field 1 and field 2 are allocated.
[0046]
The error type is stored in the first 8 bits. Here, 3 indicating all meanings that the host cannot be reached is stored. The next 8 bits store an error code. In the system described here, 4 indicating all the meanings necessary for division is stored. The next 16 bits store a checksum, which is used to check whether this ICMP message has been received correctly. The next 16-bit field 1 and 16-bit field 2 store different data depending on the communication method.
[0047]
(1) Operation of relay device 3
The relay device 3 notifies the recommended value of the packet size based on the bit error rate in the wireless communication line.
[0048]
That is, when the BER (bit error rate) is high in the wireless communication line between the relay device 2 and the relay device 3, a packet with a large packet size has a higher packet loss rate than a packet with a small packet size. When the rate at which packets cannot be received correctly due to bit errors increases, the relay device 3 notifies the transmitting terminal 1 using an ICMP error message so as to reduce the packet size. In this case, in the field 2 of the ICMP error message, a value half the size (average value) of the received IP packet is stored and transmitted to the transmission terminal 1. Upon receiving this notification, the feature acquisition unit 14 of the transmission terminal 1 sets the size of dividing one moving image frame in the packet generation unit 13 to be equal to or smaller than the value of the field 2 of the ICMP error message.
[0049]
Specifically, when the error rate measuring unit 34 of the relay device 3 receives data corrupted by a bit error at a certain ratio or more, it calculates an error rate based on the data and sends the calculation result to the packet size setting unit 33. In the packet size setting means 33, the packet size to be transmitted by the transmission terminal 1 is set. Here, the packet size is set to be small in order to reduce the error rate. Then, the notification means 32 transmits an ICMP error message to the transmission terminal 1 to notify the packet to be transmitted with a reduced packet size (however, if there is a bit error in the IP header portion of the IP packet, transmission is performed). (The ICMP error message cannot be sent to the sending terminal 1 because the terminal address is unknown.)
[0050]
FIG. 7 shows a processing procedure until the relay device 3 transmits an ICMP error message. First, when the data (IP packet) transmitted from the relay device 2 is received by the packet relay unit 31 (S101), the error rate measuring unit 34 checks whether or not there is a bit error in the data (S102). If there is no bit error in the transmission data, the IP packet damage rate is reduced (S107), and the IP packet is processed normally (S108). On the other hand, if it is determined in step S102 that there is a bit error in the transmission data, the IP packet corruption rate is increased (S103), and it is checked whether the IP packet corruption rate exceeds the threshold (S104). If the IP packet damage rate does not exceed the threshold value, the IP packet is discarded (S106). If it is determined in step S104 that the IP packet damage rate exceeds the threshold, the packet size setting unit 33 sets the packet size according to the damage rate, and the setting result is sent to the transmitting terminal 1 by the ICMP error message. Send. Thereafter, the packet relay unit 31 discards the IP packet (S105).
[0051]
(2) Operation of relay device 2
On the other hand, in the wireless communication line between the relay device 2 and the relay device 3 in FIG. 1, the IP packet to be transmitted is divided into 40-byte fixed-length frames. In this case, when a 500-byte packet is transmitted, it is divided into 12 40-byte divided frames, and 20 bytes of empty data are added to the remaining 20 bytes for transmission. Since this 20-byte empty data is useless, the relay device 2 notifies the transmission terminal 1 using an ICMP error message so that the transmission terminal generates a packet that is an integer multiple of 40 bytes in advance. That is, 40 is stored in the field 1 of the ICMP error message and transmitted to the transmission terminal 1. Upon receiving this notification, the transmission terminal 1 adjusts the transmission data division size to an integer multiple of 40 bytes.
[0052]
FIG. 8 shows the processing procedure of the relay device 2. Upon receiving the transmission data (IP packet) (S201), the division size acquisition unit 25 of the relay device 2 checks whether the size of the IP packet is an integer multiple of 40 bytes (S202).
[0053]
If the size of the IP packet is not an integer multiple of 40 bytes, it is checked whether or not the flow information (source address and source port number) of the IP packet exists (S203). Check whether the flow passes through 2. This is performed by checking whether or not the flow is registered in the flow cache of the relay device 2. If the flow is registered in the flow cache, the IP packet is processed normally (206).
[0054]
On the other hand, if it is determined in step S203 that the flow is not registered in the flow cache, the division size acquisition unit 25 determines that the flow passes through the relay device 2 for the first time, and registers the flow in the flow cache. (S205), the fact that the fixed-length frame is 40 bytes is sent to the packet size setting means 23. The packet size setting means 23 sets the packet size based on this, and the setting result is sent from the notification means 22 to the packet size setting means 23. The sending terminal 1 is notified by sending an ICMP error message (S204). Thereafter, the packet relay means 21 normally processes the IP packet (S206). At this time, the flow registered in the flow cache is lost when a certain time elapses.
[0055]
(Example of change)
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change can be added.
[0056]
For example, in the above-described embodiment, the packet size setting means is provided in the relay devices 2 and 3 and the receiving terminal 4, and the packet size set in the relay devices 2 and 3 and the receiving terminal 4 is transmitted to the ICMP error message. The feature acquisition unit 14 of the terminal 1 is notified, but the packet size setting unit is provided in the transmission terminal, and only the error rate in the communication line and the fixed length of the divided packet are notified to the ICMP error message. The packet size may be set.
[0057]
In this embodiment, the feature acquisition unit 14 provided in the transmission terminal 1 receives the ICMP error message and acquires the feature of each communication line by the ICMP error message. For example, the feature acquisition unit 14 14 may be provided with an error rate measurement unit and a division size acquisition unit, and the transmission terminal 1 side may acquire the error rate and the division fixed size.
[0058]
【The invention's effect】
According to the present invention, when packet data is transmitted from a transmission terminal to a reception terminal via a transmission path formed by a plurality of types of communication lines, the bit error rate is reduced and useless data such as empty data is reduced. Can be reduced and communication efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a network configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of each device according to the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a transmission data division / transmission process in the transmission terminal according to the embodiment;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a reconfiguration process of received data in the receiving terminal according to the embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a format of an MSP header according to the present embodiment.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a format of an ICMP error message according to the present embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the relay device that notifies the recommended value of the packet size by the bit error rate in the present embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of a relay device that divides into fixed-length frames in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Sending terminal
2, 3 ... Relay equipment
4 ... Receiving terminal
11, 44 ... Transmission application
12 ... Redundant packet generation means
13: Packet generation means
14 ... Feature acquisition means
15 ... Transmission means
21, 31, 42 ... packet relay means
22, 32, 45 ... notification means
23, 33, 46 ... Packet size setting means
24, 34, 47 ... error rate measuring means
25, 35, 48 ... division size setting means

Claims (6)

送信端末から受信端末へ、複数種の通信回線で形成された伝送経路を経てパケットデータを伝送する通信システムであって、
前記伝送に係るパケットが下位の層でさらに固定サイズに分割されて伝送される特徴をもつ通信回線が存在する場合に、該固定サイズを取得する分割サイズ取得手段と、
前記送信端末で伝送するパケットのサイズを前記固定サイズの整数倍に設定するパケットサイズ設定手段と、
前記パケットサイズ設定手段の設定に応じて、前記伝送に係るパケットのサイズを決定し、当該決定されたサイズでパケットを生成するパケット生成手段と
を有することを特徴とする通信システム。
A communication system for transmitting packet data from a transmission terminal to a reception terminal via a transmission path formed by a plurality of types of communication lines,
A division size acquisition means for acquiring the fixed size when there is a communication line having a feature that the packet for transmission is further divided into a fixed size and transmitted in a lower layer; and
A packet size setting means for setting the size of a packet transmitted by the transmitting terminal to an integral multiple of the fixed size;
A communication system comprising: packet generation means for determining a size of a packet related to the transmission according to the setting of the packet size setting means, and generating a packet with the determined size.
送信端末から受信端末へ、複数種の通信回線で形成された伝送経路を経てパケットデータを伝送する通信方法であって、
前記伝送に係るパケットが下位の層でさらに固定サイズに分割されて伝送される特徴をもつ通信回線が存在する場合に、該固定サイズを取得するステップと、
前記送信端末で伝送するパケットのサイズを前記固定サイズの整数倍に設定するステップと、
前記設定されたパケットのサイズに応じて、前記伝送に係るパケットのサイズを決定し、当該決定されたサイズでパケットを生成するステップと
を有することを特徴とする通信方法。
A communication method for transmitting packet data from a transmission terminal to a reception terminal via a transmission path formed by a plurality of types of communication lines,
Acquiring a fixed size when there is a communication line having a feature that the packet for transmission is further divided into a fixed size and transmitted in a lower layer; and
Setting the size of a packet to be transmitted by the transmitting terminal to an integral multiple of the fixed size;
And determining a size of the packet related to the transmission according to the set size of the packet, and generating a packet with the determined size.
受信端末へ複数種の通信回線で形成された伝送経路を経てパケットデータを伝送する送信端末であって、
前記伝送に係るパケットが下位の層でさらに固定サイズに分割されて伝送される特徴をもつ通信回線が存在する場合に、該固定サイズの整数倍に設定されたパケットのサイズを取得する特徴取得手段と、
前記取得したパケットのサイズの設定に応じて、前記伝送に係るパケットのサイズを決定し、当該決定されたサイズでパケットを生成するパケット生成手段と、
前記生成されたパケットを前記受信端末に送信する送信手段と
を有することを特徴とする送信端末。
A transmission terminal that transmits packet data via a transmission path formed by a plurality of types of communication lines to a reception terminal,
Feature acquisition means for acquiring the size of a packet set to an integral multiple of the fixed size when there is a communication line having a feature in which the packet for transmission is further divided into a fixed size and transmitted in a lower layer When,
Packet generation means for determining the size of the packet related to the transmission according to the setting of the acquired packet size, and generating a packet with the determined size;
Transmitting means comprising: transmitting means for transmitting the generated packet to the receiving terminal.
送信端末から、複数種の通信回線で形成された伝送経路を経てパケットデータを受信する受信端末であって、
前記伝送に係るパケットが下位の層でさらに固定サイズに分割されて伝送される特徴をもつ通信回線が存在する場合に、該固定サイズを取得する分割サイズ取得手段と、
前記送信端末で伝送するパケットのサイズを前記固定サイズの整数倍に設定するパケットサイズ設定手段と、
前記パケットサイズ設定手段により設定されたパケットのサイズを前記送信端末に通知する通知手段と、
前記通知手段によって通知されたパケットのサイズで生成されたパケットを受信するパケット受信手段と
を有することを特徴とする受信端末。
A receiving terminal that receives packet data from a transmitting terminal via a transmission path formed by a plurality of types of communication lines,
A division size acquisition means for acquiring the fixed size when there is a communication line having a feature that the packet for transmission is further divided into a fixed size and transmitted in a lower layer; and
A packet size setting means for setting the size of a packet transmitted by the transmitting terminal to an integral multiple of the fixed size;
Notification means for notifying the transmitting terminal of the size of the packet set by the packet size setting means;
And a packet receiving means for receiving a packet generated with the size of the packet notified by the notifying means.
送信端末から受信端末へ、複数種の通信回線で形成された伝送経路を経て伝送されるパケットデータを中継する中継機器であって、
前記伝送に係るパケットが下位の層でさらに固定サイズに分割されて伝送される特徴をもつ通信回線が存在する場合に、該固定サイズを取得する分割サイズ取得手段と、
前記送信端末で伝送するパケットのサイズを前記固定サイズの整数倍に設定するパケットサイズ設定手段と、
前記パケットサイズ設定手段により設定されたパケットのサイズを前記送信端末に通知する通知手段と、
前記通知手段によって通知されたパケットのサイズで生成されたパケットを中継するパケット中継手段と
を有することを特徴とする中継機器。
A relay device that relays packet data transmitted from a transmission terminal to a reception terminal via a transmission path formed by a plurality of types of communication lines,
A division size acquisition means for acquiring the fixed size when there is a communication line having a feature that the packet for transmission is further divided into a fixed size and transmitted in a lower layer; and
A packet size setting means for setting the size of a packet transmitted by the transmitting terminal to an integral multiple of the fixed size;
Notification means for notifying the transmitting terminal of the size of the packet set by the packet size setting means;
A relay device comprising: a packet relay unit that relays a packet generated with the packet size notified by the notification unit.
前記通知手段は、前記固定サイズの整数倍のパケットのサイズで生成されていないパケットを初めて中継した場合に、前記パケットサイズ設定手段により設定されたパケットのサイズを前記送信端末に通知することを特徴とする請求項5に記載の中継機器。The notifying means notifies the transmitting terminal of the size of the packet set by the packet size setting means when a packet that is not generated with a packet size that is an integral multiple of the fixed size is relayed for the first time. The relay device according to claim 5.
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