JP6268027B2 - COMMUNICATION SYSTEM, TRANSMISSION DEVICE, AND COMMUNICATION METHOD - Google Patents

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Description

本発明は、データを転送する技術に関する。   The present invention relates to a technique for transferring data.

TCPは、その誕生時期の網通信品質と速度に対して最適化されたプロトコルであった。   TCP was a protocol optimized for network communication quality and speed at the time of its birth.

RFC 793RFC 793

しかしながら、TCPヘッダーのチェックサムは1の補数を用いた16ビットの値でありハッシュ関数に比して信頼性が低いという問題があった。パケットにハッシュ値を付与した場合は、1パケット毎にハッシュ関数を計算しなければならずCPU負荷が高くなってしまう。   However, the checksum of the TCP header is a 16-bit value using one's complement, and there is a problem that the reliability is lower than that of the hash function. When a hash value is assigned to a packet, a hash function must be calculated for each packet, resulting in a high CPU load.

また、TCPは現在の光ファイバによるデジタル伝送の高品質かつ高速な網に対してはオーバヘッドが大きすぎるという問題があった。TCPでは、送信側は受信側から送信されるACKを必ず待つので、送信側はACKを受信するか、タイムアウトしない限りパケットを送信できない。特に、物理的に遠距離な通信において網内遅延の影響を直接受けてしまう。   In addition, TCP has a problem that the overhead is too large for a high-quality and high-speed network for digital transmission using the current optical fiber. In TCP, since the transmission side always waits for ACK transmitted from the reception side, the transmission side cannot transmit a packet unless it receives ACK or times out. In particular, it is directly affected by delay in the network in physically far-distance communication.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、データを高信頼で転送することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to transfer data with high reliability.

さらに、本発明は、データを高速で転送することを目的とする。   Another object of the present invention is to transfer data at high speed.

第1の本発明に係る通信システムは、送信装置と受信装置を備えた通信システムであって、前記送信装置は、送信する第一のパケットを保持するバッファと、前記第一のパケットを前記受信装置へ送信する送信手段と、前記受信装置が返送した第二のパケットを受信する受信手段と、前記第二のパケットと前記バッファが保持する前記第一のパケットとを比較する比較手段と、前記比較手段の比較の結果が一致しなかった場合は前記第一のパケットの再送を前記送信手段に指示する制御手段と、を有し、前記制御手段は、所定時間内に前記第二のパケットを受信せずにタイムアウトした場合は前記第一のパケットの再送を前記送信手段に指示し、タイムアウトにより前記第一のパケットを再送したときに当該第一のパケットについてもタイムアウトした場合はバックオフして待機し、さらにタイムアウトしたときはコネクション型の他の通信方法により前記受信装置の状態を確認することを特徴とする。 A communication system according to a first aspect of the present invention is a communication system including a transmission device and a reception device, wherein the transmission device holds a first packet to be transmitted, and receives the first packet. Transmitting means for transmitting to the device; receiving means for receiving the second packet returned by the receiving device; comparing means for comparing the second packet with the first packet held by the buffer; Control means for instructing the transmission means to retransmit the first packet when the comparison result of the comparison means does not match, and the control means sends the second packet within a predetermined time. When a timeout occurs without receiving, the transmission means is instructed to retransmit the first packet, and when the first packet is retransmitted due to a timeout, the first packet is also timed If out waiting to backoff, when further times out, characterized in that to check the status of the receiving device by another communication method of a connection type.

上記通信システムにおいて、前記送信装置は、前記第二のパケットの返送を待たずに次の前記第一のパケットを送信することを特徴とする。   In the communication system, the transmission device transmits the next first packet without waiting for the return of the second packet.

上記通信システムにおいて、前記第二のパケットの返送を待たずに送信する前記第一のパケットの数は設定により定められることを特徴とする。   In the communication system, the number of the first packets to be transmitted without waiting for the return of the second packet is determined by setting.

上記通信システムにおいて、前記制御手段は、前記比較手段の比較の結果が一致した場合は前記バッファから前記第一のパケットを削除することを特徴とする。   In the communication system, the control unit deletes the first packet from the buffer when a comparison result of the comparison unit matches.

上記通信システムにおいて、前記第一のパケットと前記第二のパケットはデータグラム通信を用いて転送されることを特徴とする。   In the communication system, the first packet and the second packet are transferred using datagram communication.

第2の本発明に係る送信装置は、送信する第一のパケットを保持するバッファと、前記第一のパケットを受信装置へ送信する送信手段と、前記受信装置が返送した第二のパケットを受信する受信手段と、前記第二のパケットと前記バッファが保持する前記第一のパケットとを比較する比較手段と、前記比較手段の比較の結果が一致しなかった場合は前記第一のパケットの再送を前記送信手段に指示する制御手段と、を有し、前記制御手段は、所定時間内に前記第二のパケットを受信せずにタイムアウトした場合は前記第一のパケットの再送を前記送信手段に指示し、タイムアウトにより前記第一のパケットを再送したときに当該第一のパケットについてもタイムアウトした場合はバックオフして待機し、さらにタイムアウトしたときはコネクション型の他の通信方法により前記受信装置の状態を確認することを特徴とする。 A transmitting apparatus according to a second aspect of the present invention receives a buffer for holding a first packet to be transmitted, a transmitting means for transmitting the first packet to a receiving apparatus, and a second packet returned by the receiving apparatus. Receiving means, comparing means for comparing the second packet with the first packet held by the buffer, and retransmission of the first packet if the comparison result of the comparing means does not match Control means for instructing the transmission means to transmit the first packet to the transmission means when a timeout occurs without receiving the second packet within a predetermined time. When the first packet is retransmitted due to a timeout, if the first packet also times out, it is backed off and waits. By other communication methods ® emission type, characterized in that to check the status of the receiving device.

の本発明に係る通信方法は、送信装置と受信装置による通信方法であって、前記送信装置による、第一のパケットを前記受信装置へ送信するステップと、前記受信装置が返送した第二のパケットを受信するステップと、前記第二のパケットと前記第一のパケットとを比較するステップと、前記比較するステップの結果が一致しなかった場合は前記第一のパケットを再送するステップと、所定時間内に前記第二のパケットを受信せずにタイムアウトした場合は前記第一のパケットを再送するステップと、タイムアウトにより前記第一のパケットを再送したときに当該第一のパケットについてもタイムアウトした場合はバックオフして待機し、さらにタイムアウトしたときはコネクション型の他の通信方法により前記受信装置の状態を確認するステップと、を有することを特徴とする。 A communication method according to a third aspect of the present invention is a communication method between a transmitting device and a receiving device, the step of transmitting a first packet to the receiving device by the transmitting device, and the second returned by the receiving device. A step of receiving the packet, a step of comparing the second packet and the first packet, and a step of retransmitting the first packet if the result of the comparing step does not match, A step of resending the first packet when timed out without receiving the second packet within a predetermined time, and a time out of the first packet when resending the first packet due to time out If this happens, back off and wait, and if it times out, check the status of the receiver using another connection-type communication method. A method, characterized by having a.

本発明によれば、データを高信頼で転送することができる。また、本発明によれば、データを高速で転送することが可能となる。   According to the present invention, data can be transferred with high reliability. Further, according to the present invention, data can be transferred at high speed.

本実施の形態における通信システムがパケットを送受信する様子を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a mode that the communication system in this Embodiment transmits / receives a packet. 本実施の形態における通信システムの構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the communication system in this Embodiment. 送信装置1がパケットを送信する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which the transmitter 1 transmits a packet. 受信装置がパケットを受信する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process in which a receiver receives a packet. TCPを利用してパケットを送受信する様子を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a mode that a packet is transmitted / received using TCP. 送信側から受信側への経路内を流れるパケットの様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of the packet which flows through the path | route from the transmission side to the reception side.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態における通信システムがパケットを送受信する様子を説明するための模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining how the communication system according to the present embodiment transmits and receives packets.

本実施の形態における通信システムは、送信側の装置と受信側の装置が高品質かつ高速なネットワークを介して接続され、装置間でパケットを送受信する。   In the communication system according to the present embodiment, a transmission-side device and a reception-side device are connected via a high-quality and high-speed network, and packets are transmitted and received between the devices.

本実施の形態における通信システムでは、送信側の装置がパケットを送信すると、受信側の装置は受信したパケットを折り返して送信する。送信側と受信側の装置間でコネクションの確立は行わずに、送信側の装置は通信の開始時から設定により定められたパケット数を順次送信する。設定により定められたパケット数とは、例えば輻輳が発生しない程度のパケット数であり、利用可能な帯域を上限としたり、予め通信相手と調整しておく。   In the communication system according to the present embodiment, when the transmitting device transmits a packet, the receiving device returns the received packet and transmits it. Without establishing a connection between the transmission side device and the reception side device, the transmission side device sequentially transmits the number of packets determined by the setting from the start of communication. The number of packets determined by the setting is, for example, the number of packets that does not cause congestion, and the available bandwidth is set as an upper limit or adjusted with the communication partner in advance.

送信側の装置は、折り返して送信された折返しパケットを受信すると、送信したパケットと受信した折返しパケットを突合し、パケットが正しく送信されたことを確認する。なお、パケット同士を突合した結果、一致しない場合はそのパケットを再送する。また、タイムアウト時間内に折返しパケットを受信しない場合もパケットを再送する。   When the device on the transmission side receives the return packet sent back, it matches the transmitted packet with the received return packet, and confirms that the packet has been transmitted correctly. If the packets do not match as a result of matching, the packets are retransmitted. The packet is also retransmitted even if the return packet is not received within the timeout time.

現在では10ギガビット・イーサネットが普及している。10ギガビット・イーサネットのように全二重通信の場合、送信側から受信側へパケットを送出しながら、同時に、受信側から送信側へ折返しパケットを送出しても網に悪影響を与えることはない。   Currently, 10 Gigabit Ethernet is widespread. In the case of full-duplex communication such as 10 Gigabit Ethernet, even if a return packet is sent from the receiving side to the sending side at the same time as sending a packet from the sending side to the receiving side, the network is not adversely affected.

なお、送信側の装置は受信側の装置からの折返しパケットの返送を待たずに次々とパケットを送信するので回線の使用率が向上する。   Note that the line-side usage rate is improved because the transmitting apparatus transmits packets one after another without waiting for return packets from the receiving apparatus.

次に、本実施の形態における通信システムの構成について説明する。   Next, the configuration of the communication system in the present embodiment will be described.

図2は、本実施の形態における通信システムの構成を示す機能ブロック図である。   FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the communication system in the present embodiment.

図2に示すように、本実施の形態における通信システムは、送信装置1と受信装置2を備える。   As shown in FIG. 2, the communication system in the present embodiment includes a transmission device 1 and a reception device 2.

送信装置1は、入力部11、送信バッファ12、送信部13、受信部14、比較部15、および制御部16を備える。   The transmission device 1 includes an input unit 11, a transmission buffer 12, a transmission unit 13, a reception unit 14, a comparison unit 15, and a control unit 16.

入力部11は、アプリケーションなどから送信するデータを入力し、データをパケットに分割して送信バッファ12に格納する。   The input unit 11 inputs data to be transmitted from an application or the like, divides the data into packets, and stores them in the transmission buffer 12.

送信バッファ12は、パケットを一時的に保持する記憶領域である。図2では、パケットを丸印で示した。   The transmission buffer 12 is a storage area for temporarily holding packets. In FIG. 2, the packet is indicated by a circle.

送信部13は、送信バッファ12からパケットを取り出し、送信元、送信先、および再送やフロー制御に用いる制御情報を備えたヘッダーをパケットに付与して受信装置2へ送信する。ヘッダーに記載する情報としては、例えばパケットの順番を示すシーケンス番号がある。パケットの到着する順番が入れ替わった場合は、受信装置2はシーケンス番号を用いてパケットの順番を入れ替える。   The transmission unit 13 takes out the packet from the transmission buffer 12, adds a transmission source, a transmission destination, and a header including control information used for retransmission and flow control, and transmits the packet to the reception device 2. As information described in the header, for example, there is a sequence number indicating the order of packets. When the order in which the packets arrive is changed, the receiving apparatus 2 changes the order of the packets using the sequence number.

受信部14は、受信装置2から折り返して送信された折返しパケットを受信して比較部15に送信する。   The reception unit 14 receives the return packet transmitted from the reception device 2 and transmits it to the comparison unit 15.

比較部15は、折返しパケットと送信バッファ12に格納された送信済のパケットを比較する。比較の結果、一致した場合は比較したパケットを送信バッファ12から削除し、一致しなかった場合は、比較したパケットの再送を制御部16に指示する。折返しパケットに対応する送信済のパケットは、例えばパケットのヘッダーに記載したシーケンス番号を用いて特定することができる。   The comparison unit 15 compares the return packet and the transmitted packet stored in the transmission buffer 12. As a result of the comparison, if they match, the compared packet is deleted from the transmission buffer 12, and if they do not match, the control unit 16 is instructed to retransmit the compared packet. The transmitted packet corresponding to the return packet can be specified using, for example, a sequence number described in the packet header.

制御部16は、パケットの再送やフロー制御などの通信制御を行う。   The control unit 16 performs communication control such as packet retransmission and flow control.

受信装置2は、受信部21、送信部22、受信バッファ23、および出力部24を備える。   The reception device 2 includes a reception unit 21, a transmission unit 22, a reception buffer 23, and an output unit 24.

受信部21は、送信装置1からパケットを受信し、受信したパケットを受信バッファ23に格納するとともに、受信したパケットを送信部22へ送信する。   The reception unit 21 receives a packet from the transmission device 1, stores the received packet in the reception buffer 23, and transmits the received packet to the transmission unit 22.

送信部22は、受信部21から受信したパケットを折返しパケットとして送信装置1へ送信する。   The transmission unit 22 transmits the packet received from the reception unit 21 to the transmission device 1 as a return packet.

受信バッファ23は、受信したパケットを一時的に保持する記憶領域である。   The reception buffer 23 is a storage area that temporarily stores received packets.

出力部24は、受信バッファ23からパケットを取り出して送信装置1が送信したデータを再構築し、データをアプリケーションなどに渡す。   The output unit 24 takes out the packet from the reception buffer 23, reconstructs the data transmitted by the transmission device 1, and passes the data to an application or the like.

なお、送信装置1および受信装置2が備える各部は、演算処理装置、記憶装置等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムは送信装置1および受信装置2が備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。   The units included in the transmission device 1 and the reception device 2 may be configured by a computer including an arithmetic processing device, a storage device, and the like, and the processing of each unit may be executed by a program. This program is stored in a storage device included in the transmission device 1 and the reception device 2, and can be recorded on a recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, or a semiconductor memory, or provided through a network.

また、図2では、送信装置1と受信装置2はそれぞれ送信機能と受信機能のみを持つ装置として図示したが、送信装置1と受信装置2の双方が送受信機能を持ってもよい。   In FIG. 2, the transmission device 1 and the reception device 2 are illustrated as devices having only a transmission function and a reception function, respectively, but both the transmission device 1 and the reception device 2 may have a transmission / reception function.

本実施の形態における通信システムは、IPやUDPなどの既存のデータグラム通信上に実装することが可能である。   The communication system in the present embodiment can be implemented on existing datagram communication such as IP and UDP.

次に、本実施の形態における通信システムの動作について説明する。   Next, the operation of the communication system in the present embodiment will be described.

まず、送信装置1がパケットを送信する処理について説明する。図3は、送信装置1がパケットを送信する処理の流れを示すフローチャートである。   First, a process in which the transmission device 1 transmits a packet will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing in which the transmission apparatus 1 transmits a packet.

送信部13は送信バッファ12からパケットを取り出して受信装置2へ送信する(ステップS11)。   The transmitter 13 takes out the packet from the transmission buffer 12 and transmits it to the receiver 2 (step S11).

続いて、受信部14が受信装置2から折返しパケットを受信したか否か判定する(ステップS12)。   Subsequently, it is determined whether the receiving unit 14 has received a return packet from the receiving device 2 (step S12).

受信部14が折返しパケットを受信すると(ステップS12のYES)、受信部14は受信した折返しパケットを比較部15へ送信し、比較部15は折返しパケットと送信バッファ12が保持する送信したパケットを比較する(ステップS13)。   When the reception unit 14 receives the return packet (YES in step S12), the reception unit 14 transmits the received return packet to the comparison unit 15, and the comparison unit 15 compares the returned packet with the transmitted packet held in the transmission buffer 12. (Step S13).

比較部15による比較の結果、折返しパケットと送信したパケットが一致した場合(ステップS14のYES)、送信バッファ12から送信済のパケットを削除する(ステップS15)。   As a result of the comparison by the comparison unit 15, when the return packet matches the transmitted packet (YES in step S14), the transmitted packet is deleted from the transmission buffer 12 (step S15).

一方、折返しパケットを受信していない場合(ステップS12のNO)、予め設定した非常に短いタイマーがタイムアウトしたか否か判定する(ステップS16)。本実施の形態における通信システムは、高速なネットワークを用いてパケットを送受信し、さらに受信装置2は受信したパケットをそのまま即座に折り返して返信するので、長いタイマーを設定する必要はない。そこで、本実施の形態では、送信装置1と受信装置2との間のネットワークの通信品質を考慮した非常に短いタイマーを設定する。   On the other hand, if the return packet has not been received (NO in step S12), it is determined whether or not a preset very short timer has timed out (step S16). The communication system according to the present embodiment transmits and receives packets using a high-speed network, and the receiving device 2 immediately returns the received packet as it is, so there is no need to set a long timer. Therefore, in this embodiment, a very short timer is set in consideration of the communication quality of the network between the transmission device 1 and the reception device 2.

タイムアウトしていない場合は(ステップS16のNO)、ステップS12に戻って折返しパケットの到着を待つ。   If not timed out (NO in step S16), the process returns to step S12 to wait for the return packet.

タイムアウトした場合は(ステップS16のYES)、送信バッファ12からパケットを再び取得して再送する(ステップS17)。タイムアウト時は1回程度のリトライのみ実施し、リトライのタイムアウト時はバックオフして待機する。バックオフの処理は、CSMA/CDと同様の処理を行うことができる。さらにタイムアウトしたときは、他の通信方法(例えばTCP)を用いて受信装置2の状態を確認する。   When the timeout has occurred (YES in step S16), the packet is acquired again from the transmission buffer 12 and retransmitted (step S17). When the timeout occurs, only about one retry is performed, and when the retry times out, back off and wait. The back-off process can be performed in the same way as CSMA / CD. Further, when the timeout occurs, the state of the receiving device 2 is confirmed using another communication method (for example, TCP).

また、比較部15による比較の結果、折返しパケットと送信したパケットが一致していない場合も(ステップS14のNO)、パケットの再送処理を行う(ステップS17)。パケットの再送は、1パケット毎に行われる。   Also, as a result of the comparison by the comparison unit 15, when the return packet and the transmitted packet do not match (NO in step S 14), packet retransmission processing is performed (step S 17). Packet retransmission is performed for each packet.

続いて、受信装置2がパケットを受信する処理について説明する。図4は、受信装置2がパケットを受信する処理の流れを示すフローチャートである。   Subsequently, a process in which the reception device 2 receives a packet will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing in which the receiving device 2 receives a packet.

受信部21がパケットを受信すると、受信したパケットを受信バッファ23に格納するとともに、受信したパケットを送信部22に渡す(ステップS21)。   When the receiving unit 21 receives the packet, it stores the received packet in the receiving buffer 23 and passes the received packet to the transmitting unit 22 (step S21).

送信部22は、受信部21から受け取ったパケットをパケットの送信元である送信装置1へ送信する(ステップS22)。   The transmission unit 22 transmits the packet received from the reception unit 21 to the transmission device 1 that is the transmission source of the packet (step S22).

<比較例>
次に、本実施の形態における通信システムの通信方式とTCPとを比較する。
<Comparative example>
Next, the communication method of the communication system in this embodiment and TCP are compared.

図5は、比較例のTCPを利用してパケットを送受信する様子を説明するための模式図である。   FIG. 5 is a schematic diagram for explaining how packets are transmitted and received using TCP of the comparative example.

TCPでは、まず3ウェイハンドシェイクにより送信側と受信側との間で接続を確立する。3ウェイハンドシェイクの後、送信側はパケットを送信する。受信側はパケットを受信するとACKを送信側に返信する。送信側はACKを受信してから次のパケットを送信する。したがって、図5に示すように、送信側はパケットを送信してからACKを受信するまで次のパケットを送信する送信待ち時間が発生してしまう。   In TCP, first, a connection is established between a transmission side and a reception side by a three-way handshake. After the 3-way handshake, the transmitting side transmits a packet. When the receiving side receives the packet, it returns an ACK to the transmitting side. The transmission side transmits the next packet after receiving the ACK. Therefore, as shown in FIG. 5, the transmission side generates a transmission waiting time for transmitting the next packet after transmitting the packet until receiving the ACK.

図6は、送信側から受信側への経路内を流れるパケットの様子を示した模式図である。図6(a)は、TCPを用いたときの経路内を流れるパケットの様子を示す図であり、図6(b)は、本実施の形態における通信システムを用いたときの経路内を流れるパケットの様子を示す図である。   FIG. 6 is a schematic diagram showing a state of a packet flowing in the path from the transmission side to the reception side. FIG. 6A is a diagram illustrating a state of a packet that flows in a route when TCP is used, and FIG. 6B is a packet that flows in a route when the communication system according to the present embodiment is used. FIG.

図6(a)に示すTCPを用いた例では、送信側は、パケット1を送信した後、受信側が送信するACKを受信するまではパケット2を送信しないので、パケット1の送信後からパケット2を送信するまでの間に送信待ち時間が存在する。   In the example using TCP shown in FIG. 6A, since the transmitting side does not transmit packet 2 after transmitting packet 1 until it receives ACK transmitted by the receiving side, packet 2 is transmitted after packet 1 is transmitted. There is a transmission waiting time before transmitting.

図6(b)に示す本実施の形態における通信システムを用いた例では、送信側は、パケット1を送信した後、パケット1の折返しパケットを待つことなく、続くパケット2を送信するので、パケット1の送信後からパケット2を送信するまでの間に送信待ち時間が存在しない。   In the example using the communication system in the present embodiment shown in FIG. 6B, the transmitting side transmits the subsequent packet 2 without waiting for the return packet of the packet 1 after transmitting the packet 1. There is no transmission waiting time between the transmission of 1 and the transmission of packet 2.

図6(a)(b)を比較すると、送信側がパケット1を送信してからパケット3が受信されたことを確認するまで(図6(a)の場合はACKを受信するまで、図6(b)の場合はパケット3の折返しパケットを受信するまで)のトータル時間は、本実施の形態における通信システムの方が短くなっている。   Comparing FIGS. 6A and 6B, until the transmission side confirms that packet 3 has been received after transmitting packet 1 (in the case of FIG. 6A, until ACK is received, FIG. In the case of b), the total time until the return packet of packet 3 is received is shorter in the communication system in the present embodiment.

なお、TCPでは、ウィンドウ制御という方式を採用し、ウィンドウサイズ分の複数のパケットをACKを確認せずに送信して効率化を図っている。受信側は複数のパケットに対して1つのACKを送信する。送信側はACKを受け取った後、続く1ウィンドウサイズ分のパケットを送信する。ウィンドウ制御でも、1ウィンドウサイズ分のパケットを送信した後は、ACKを確認するまで送信待ち時間が発生してしまう。   In TCP, a method called window control is adopted, and efficiency is improved by transmitting a plurality of packets corresponding to the window size without confirming ACK. The receiving side transmits one ACK for a plurality of packets. After receiving the ACK, the transmission side transmits a packet corresponding to one window size. Even in the window control, after transmitting a packet for one window size, a transmission waiting time occurs until ACK is confirmed.

また、TCPでは、スライディングウィンドウという方式を採用し、受信側のウィンドウに空きが存在するときは、ACKを待たずにパケットを送信する。受信側のウィンドウの空きはACKによって通知されるので、スライディングウィンドウでもACKを確認するまで送信待ち時間が発生してしまう。   In TCP, a method called a sliding window is adopted, and when there is a vacant window on the receiving side, a packet is transmitted without waiting for an ACK. Since the vacant window on the receiving side is notified by ACK, a transmission waiting time occurs until ACK is confirmed even in the sliding window.

続いて、信頼性について既存の通信プロトコルと比較する。   Subsequently, the reliability is compared with the existing communication protocol.

データを高速に転送するプロトコルとしてUDPが存在するが、UDPは信頼性・順序性・データ完全性を保証しない。これに対し、本実施の形態では、送信装置1が送信済のパケットと受信装置2から返送された折返しパケットとを比較するので信頼性とデータ完全性が保証される。順序性については、送信するパケットの順序を示す情報をヘッダーなどに記載しておくことで対応できる。   Although UDP exists as a protocol for transferring data at high speed, UDP does not guarantee reliability, order, and data integrity. On the other hand, in the present embodiment, since the transmission device 1 compares the transmitted packet with the return packet returned from the reception device 2, reliability and data integrity are guaranteed. Orderability can be dealt with by describing information indicating the order of packets to be transmitted in a header or the like.

また、TCPのチェックサムは1の補数を用いた16ビットの値であるのに対し、本実施の形態における通信システムでは、送信装置1が送信したパケットと受信装置2が受信したパケットをそのまま比較するので、TCPに比べて本実施の形態における通信システムは非常に高い信頼性(完全性)を得ることができる。また、本実施の形態における通信システムでは、パケット同士が一致するか否かを比較するだけなので、処理の負荷も高くない。   In addition, while the TCP checksum is a 16-bit value using a one's complement, in the communication system according to the present embodiment, the packet transmitted by the transmission device 1 and the packet received by the reception device 2 are directly compared. Therefore, the communication system according to the present embodiment can obtain much higher reliability (completeness) than TCP. Further, in the communication system according to the present embodiment, only a comparison is made as to whether or not the packets match, so that the processing load is not high.

さらに、TCPでは、ACKのシーケンス番号やタイムアウトにより、受信側で正常に受信されたパケットを再送する無駄が生じることがある。これに対し、本実施の形態における通信システムでは、比較結果が一致しなかったパケットおよびタイムアウトしたパケットのみを再送するので、パケットの再送に無駄が生じることを抑制できる。   Further, in TCP, there is a case where a packet that is normally received on the receiving side is wasted due to an ACK sequence number or a timeout. On the other hand, in the communication system according to the present embodiment, only packets that do not match the comparison results and packets that have timed out are retransmitted, so that it is possible to suppress wasteful retransmission of packets.

<適用例>
次に、本実施の形態における通信システムの適用例について説明する。
<Application example>
Next, an application example of the communication system in the present embodiment will be described.

第1の適用例として、秘密分散に適用した例について説明する。元データSから3つのシェアSa,Sb,Scを作成し、各シェアSa,Sb,Scを別々に保存しておくことでセキュリティを高める秘密分散技術が知られている。さらに、各シェアSa,Sb,ScのうちのいずれかのシェアSaが消失した場合、残りのシェアSb,Scを用いて元データSを復元することなく消失したシェアSaを再生成する技術も存在する。   As a first application example, an example applied to secret sharing will be described. A secret sharing technique is known in which three shares Sa, Sb, and Sc are created from the original data S, and the respective shares Sa, Sb, and Sc are stored separately to increase security. Furthermore, when any one of the shares Sa, Sb, and Sc is lost, there is a technique for regenerating the lost share Sa without restoring the original data S using the remaining shares Sb and Sc. To do.

例えば、3つのシェアSa,Sb,Scを別々の地域データセンタDCa,DCb,DCcに格納しておく。このときに、一つの地域データセンタDCaが地震などにより倒壊したときは、新たな地域データセンタDCxに消失したシェアSaを再生成する必要がある。この場合、地域データセンタDCb,DCcそれぞれからシェアSb,Scを新たな地域データセンタDCxに転送する必要があり、バースト通信が発生する状況に至る。各シェアSb,Scを新たな地域データセンタDCxに転送する通信に本実施の形態における通信システムを用いることで、消失したシェアSaを可及的速やかに再生成することができる。TCPを用いてシェアSb,Scを転送することも可能であるが、回線使用率の高い本通信システムを用いることで、物理回線の速度を上げたり、回線数を増やす必要がない。   For example, three shares Sa, Sb, and Sc are stored in different regional data centers DCa, DCb, and DCc. At this time, when one regional data center DCa collapses due to an earthquake or the like, it is necessary to regenerate the share Sa lost in the new regional data center DCx. In this case, it is necessary to transfer the shares Sb and Sc from the regional data centers DCb and DCc to the new regional data center DCx, resulting in a situation where burst communication occurs. By using the communication system according to the present embodiment for communication for transferring the shares Sb and Sc to the new regional data center DCx, the lost share Sa can be regenerated as quickly as possible. Although it is possible to transfer shares Sb and Sc using TCP, it is not necessary to increase the speed of the physical line or increase the number of lines by using this communication system having a high line usage rate.

第2の適用例として、地理的に離れた拠点間(例えば日本−米国間など)におけるファイル転送に適用した例について説明する。近年、世界の各地に開発拠点が配置されることが多い。また、取り扱うデータの量も膨大なものとなっている。地理的に離れた拠点間で膨大な量のデータを転送するときに本実施の形態における通信システムを用いることで、より確実に高速にデータを転送することが可能となる。また、拠点間を専用線で結ばなくても、本実施の形態における通信システムを用いることでコストの削減を図ることもできる。例えば利用可能な帯域が保証された十分に管理されたネットワークであればより効果が高いが、これに限るものではない。   As a second application example, an example applied to file transfer between geographically distant bases (for example, between Japan and the US) will be described. In recent years, development bases are often located in various parts of the world. Also, the amount of data handled is enormous. By using the communication system according to this embodiment when transferring a huge amount of data between geographically distant bases, it is possible to transfer data more reliably and at high speed. In addition, even if the bases are not connected by a dedicated line, the cost can be reduced by using the communication system in this embodiment. For example, a well-managed network with a guaranteed available bandwidth is more effective, but is not limited to this.

以上説明したように、本実施の形態によれば、送信装置1が送信したパケットを受信装置2が折返しパケットとして送信装置1へ返送し、送信装置1が送信したパケットと折返しパケットとを比較することで、送信したパケットが受信装置2に確実に到着したことを担保できる。また、送信装置1は受信装置2からの応答を待たずにパケットを送信し続けることで、回線使用率の向上を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the packet transmitted by the transmission device 1 is returned to the transmission device 1 by the reception device 2 as a return packet, and the packet transmitted by the transmission device 1 is compared with the return packet. Thus, it can be ensured that the transmitted packet has surely arrived at the receiving device 2. Further, the transmission device 1 can improve the line usage rate by continuing to transmit packets without waiting for a response from the reception device 2.

本実施の形態によれば、TCPのようにコネクション確立当初にスロースタートせず、送信装置1が通信の開始時から設定により定められたパケット数を送信することで、回線使用率の向上を図ることができる。   According to the present embodiment, unlike TCP, a slow start is not performed at the beginning of connection establishment, and the transmission apparatus 1 transmits the number of packets determined by setting from the start of communication, thereby improving the line usage rate. be able to.

本実施の形態によれば、折返しパケットとの比較結果が不一致の場合あるいはタイムアウトした場合は該当するパケットについてのみパケットを再送することで、受信装置2が受信したパケットを再送する無駄を生じることがない。   According to the present embodiment, when the comparison result with the return packet does not match or when a time-out occurs, the packet is retransmitted only for the corresponding packet, thereby causing waste of retransmission of the packet received by the receiving device 2. Absent.

本実施の形態によれば、IPやUDPなどの既存のデータグラム通信を用いることで、コモディティ化されたハードウェアを利用することが可能となり、大幅なコストパフォーマンスの改善が期待できる。   According to the present embodiment, by using existing datagram communication such as IP or UDP, it becomes possible to use commodity hardware, and a great improvement in cost performance can be expected.

1…送信装置
11…入力部
12…送信バッファ
13…送信部
14…受信部
15…比較部
16…制御部
2…受信装置
21…受信部
22…送信部
23…受信バッファ
24…出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transmission apparatus 11 ... Input part 12 ... Transmission buffer 13 ... Transmission part 14 ... Reception part 15 ... Comparison part 16 ... Control part 2 ... Reception apparatus 21 ... Reception part 22 ... Transmission part 23 ... Reception buffer 24 ... Output part

Claims (7)

送信装置と受信装置を備えた通信システムであって、
前記送信装置は、
送信する第一のパケットを保持するバッファと、
前記第一のパケットを前記受信装置へ送信する送信手段と、
前記受信装置が返送した第二のパケットを受信する受信手段と、
前記第二のパケットと前記バッファが保持する前記第一のパケットとを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較の結果が一致しなかった場合は前記第一のパケットの再送を前記送信手段に指示する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、所定時間内に前記第二のパケットを受信せずにタイムアウトした場合は前記第一のパケットの再送を前記送信手段に指示し、タイムアウトにより前記第一のパケットを再送したときに当該第一のパケットについてもタイムアウトした場合はバックオフして待機し、さらにタイムアウトしたときはコネクション型の他の通信方法により前記受信装置の状態を確認することを特徴とする通信システム。
A communication system including a transmission device and a reception device,
The transmitter is
A buffer holding the first packet to be transmitted;
Transmitting means for transmitting the first packet to the receiving device;
Receiving means for receiving a second packet returned by the receiving device;
A comparing means for comparing the second packet with the first packet held by the buffer;
Control means for instructing the transmission means to retransmit the first packet if the comparison result of the comparison means does not match ,
When the control means times out without receiving the second packet within a predetermined time, the control means instructs the transmission means to retransmit the first packet, and when the first packet is retransmitted due to timeout A communication system characterized in that if the first packet also times out, it is backed off and waits, and when the time-out occurs, the state of the receiving apparatus is confirmed by another connection-type communication method .
前記送信装置は、前記第二のパケットの返送を待たずに次の前記第一のパケットを送信することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the transmission device transmits the next first packet without waiting for the return of the second packet. 前記第二のパケットの返送を待たずに送信する前記第一のパケットの数は設定により定められることを特徴とする請求項2に記載の通信システム。   The communication system according to claim 2, wherein the number of the first packets to be transmitted without waiting for the return of the second packet is determined by setting. 前記制御手段は、前記比較手段の比較の結果が一致した場合は前記バッファから前記第一のパケットを削除することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の通信システム。   4. The communication system according to claim 1, wherein the control unit deletes the first packet from the buffer when a comparison result of the comparison unit matches. 5. 前記第一のパケットと前記第二のパケットはデータグラム通信を用いて転送されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の通信システム。 Communication system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the said the first packet Second packet is transferred using the datagram communication. 送信する第一のパケットを保持するバッファと、
前記第一のパケットを受信装置へ送信する送信手段と、
前記受信装置が返送した第二のパケットを受信する受信手段と、
前記第二のパケットと前記バッファが保持する前記第一のパケットとを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較の結果が一致しなかった場合は前記第一のパケットの再送を前記送信手段に指示する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、所定時間内に前記第二のパケットを受信せずにタイムアウトした場合は前記第一のパケットの再送を前記送信手段に指示し、タイムアウトにより前記第一のパケットを再送したときに当該第一のパケットについてもタイムアウトした場合はバックオフして待機し、さらにタイムアウトしたときはコネクション型の他の通信方法により前記受信装置の状態を確認することを特徴とする送信装置。
A buffer holding the first packet to be transmitted;
Transmitting means for transmitting the first packet to a receiving device;
Receiving means for receiving a second packet returned by the receiving device;
A comparing means for comparing the second packet with the first packet held by the buffer;
Control means for instructing the transmission means to retransmit the first packet if the comparison result of the comparison means does not match ,
When the control means times out without receiving the second packet within a predetermined time, the control means instructs the transmission means to retransmit the first packet, and when the first packet is retransmitted due to timeout When the time-out also occurs for the first packet , the transmission device waits for back-off, and further checks the status of the receiving device by another connection-type communication method when time-out occurs .
送信装置と受信装置による通信方法であって、
前記送信装置による、
第一のパケットを前記受信装置へ送信するステップと、
前記受信装置が返送した第二のパケットを受信するステップと、
前記第二のパケットと前記第一のパケットとを比較するステップと、
前記比較するステップの結果が一致しなかった場合は前記第一のパケットを再送するステップと、
所定時間内に前記第二のパケットを受信せずにタイムアウトした場合は前記第一のパケットを再送するステップと、
タイムアウトにより前記第一のパケットを再送したときに当該第一のパケットについてもタイムアウトした場合はバックオフして待機し、さらにタイムアウトしたときはコネクション型の他の通信方法により前記受信装置の状態を確認するステップと、
を有することを特徴とする通信方法。
A communication method between a transmitting device and a receiving device,
By the transmitting device,
Transmitting a first packet to the receiving device;
Receiving a second packet returned by the receiving device;
Comparing the second packet with the first packet;
Retransmitting the first packet if the results of the comparing step do not match; and
Retransmitting the first packet when timed out without receiving the second packet within a predetermined time; and
When the first packet is retransmitted due to a timeout, if the first packet also times out, it is backed off and waits. When the timeout occurs, the status of the receiving device is confirmed by another connection type communication method. And steps to
A communication method characterized by comprising:
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