CN102332968A - 通信设备、通信方法及计算机程序 - Google Patents
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Abstract
公开了通信设备、通信方法及计算机程序。所述通信设备包括：高层处理单元，根据重复ACK分组的接收而启动相应分组的重传处理；以及低层处理单元，收集通过网络接收的多个重复ACK作为一个ACK并将所述一个ACK发送到高层。
Description
技术领域
本发明涉及遵照OSI(开发系统互连)参考模型的第二层协议来执行数据传送的通信设备、通信方法及计算机程序，更具体地，涉及能够防止其中很少丢失的到达分组的次序被预计频繁交换的第二层网络环境中的数据传送速度降低的通信设备、通信方法及计算机程序。
背景技术
根据由国际标准化组织(ISO)建立的作为网络结构的设计原则的OSI参考模型，通信功能被划分为七层。在这些层中，作为第二层的数据链路层对应于如下协议：所述协议定义彼此直接连接或前后连接的通信设备之间的信号的发送和接收，并响应于来自诸如TCP/IP之类的高层的服务请求而请求被直接配置在数据链路层之下的物理层的服务。以太网(注册商标)和令牌环是第二层协议的代表示例。
另外，第二层被划分成逻辑链路控制(LLC)子层和位于下层的媒体访问控制(MAC)子层。路由控制功能不存在于第二层，并且第二层网络可被解释成在同一网络地址内的其中MAC地址可通过ARP(地址解析协议)命令而被获取的范围、或者广播域内的网络。
在RFC(请求注释)793中，TCP通信的技术规范被表示出。TCP通信通过在传送时执行诸如针对分组丢失的重传请求、次序的交换之类的适当流控制来确保可靠的数据传送。因此，即使在到达分组的次序被预计频繁交换的第二层网络环境中，适当的处理也根据TCP协议被执行，并且因此，应用以正确的次序被提供数据。
另外，根据TCP，存在如下两种在RFC2851“TCP CongestionControl”中定义的重传功能。
(1)当次序混乱的分段到达时，TCP接收器应发送立即的重复ACK(确认)。
(2)基于到来的重复ACK，TCP发送器应使用“快速重传”算法来检测和修复丢失。快速重传算法使用3个重复ACK(在没有任何其他介入分组的到达的情况下，4个相同的ACK)的到达作为分段已丢失的指示。
该快速重传功能是用于因分组丢失而执行重传的非常有效的工具。分组在第二层网络、即同一网络地址内的通信中丢失是罕见的。然而，在第二层网络中，虽然分组未丢失，但是分组的次序发生频繁交换，所以TCP接收器侧发送不必要的重复ACK，并且TCP发送器响应于此而执行不必要的重传处理。结果，网络性能严重退化。
例如，提出了通过在缓冲器中收集若干ACK然后发送所述ACK来降低ACK的处理次数的响应返回方法(例如，见JP-A-2000-259525)。然而，该方法被假设为在TCP内部执行，并且，为了实现该方法，有必要改变TCP/IP协议栈。由于取决于OS供应商，TCP/IP协议栈的源可能不是开放的，因此存在很多难以修改TCP/IP协议栈的情况。
发明内容
希望提供能够在分组很少丢失、但是到达分组的次序被预计频繁交换的第二层网络环境中防止数据传送速度降低而不改变TCP/IP协议栈的优良通信设备、通信方法和计算机程序。
根据本发明的实施例，提供了一种通信设备，包括：高层处理单元，根据重复ACK分组的接收而启动相应分组的重传处理；以及低层处理单元，收集通过网络接收的多个重复ACK作为一个ACK并将所述一个ACK发送到高层。
在上述通信设备中，对于通过划分同一个对话(Conversation)而获得的分组，低层处理单元可收集其原始IP地址和端口号分别相同的重复ACK分组作为一个分组。
另外，在上述通信设备中，当接收重复ACK分组时，低层处理单元可启动计时器，维护重复ACK分组，收集在计时器到期前已接收的多个重复ACK分组作为一个分组，并将所述一个分组发送到高层处理单元。
根据本发明的另一实施例，提供了用于通信设备的通信方法，所述通信设备包括根据重复ACK分组的接收而启动相应分组的重传处理的高层处理单元以及执行低于高层的通信协议处理的通信协议处理的低层处理单元。所述通信方法包括以下步骤：使用低层处理单元来通过网络接收重复ACK分组；维护由低层处理单元接收的重复ACK分组；以及收集由低层处理单元维护的多个重复ACK分组作为一个分组并将所述一个分组发送到高层处理单元。
根据本发明的又一实施例，提供了一种以计算机可读的格式来描述以便在计算机上执行用于数据通信的处理的计算机程序。所述计算机程序允许计算机用作：高层处理单元，根据重复ACK分组的接收来启动相应分组的重传处理；以及低层处理单元，收集通过网络接收的多个重复ACK作为一个ACK并将所述一个ACK发送到高层。
根据上述计算机程序，以计算机可读的形式描述了用于在计算机上实现预定处理的计算机程序。换言之，通过将上述计算机程序安装到计算机，协同操作在计算机上被执行，由此与上述通信设备的操作和优点相同的操作和优点可以被获取。
根据本发明的再一实施例，提供了一种通信设备，所述通信设备包括：高层处理单元，所述高层处理单元根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理；以及低层处理单元，所述低层处理单元收集从高层处理单元接收的多个重复ACK分组作为一个分组并将所述一个分组发送到网络。
在上述通信设备中，低层处理单元可收集通过划分同一对话而获得的、其原始IP地址和端口号分别相同的重复ACK分组作为一个分组。
另外，在上述通信设备中，当从高层处理单元接收重复ACK分组时，低层处理单元可启动计时器，维护重复ACK分组，收集在计时器到期前已接收的多个重复ACK分组作为一个分组，并将所述一个分组发送到网络。
根据本发明的另一实施例，提供了用于通信设备的通信方法，所述通信设备包括根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理的高层处理单元以及执行低于高层的通信协议处理的通信协议处理的低层处理单元。所述通信方法包括以下步骤：使用低层处理单元来从高层处理单元接收重复ACK分组；维护由低层处理单元接收的重复ACK分组；以及收集由低层处理单元维护的多个重复ACK分组作为一个分组并将所述一个分组发送到网络。
根据本发明的另一实施例，提供了一种以计算机可读的格式来描述以便在计算机上执行用于数据通信的处理的计算机程序。所述计算机程序允许计算机用作：高层处理单元，根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理；以及低层处理单元，收集从高层处理单元接收的多个重复ACK分组作为一个分组并将所述一个分组发送到网络。
根据上述计算机程序，以计算机可读的形式描述了用于在计算机上实现预定处理的计算机程序。换言之，通过将上述计算机程序安装到计算机，协同操作在计算机上被执行，由此与上述通信设备的操作和优点相同的操作和优点可以被获取。
根据本发明的再一实施例，提供了一种通信设备，所述通信设备包括：高层处理单元，所述高层处理单元根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理；以及低层处理单元，所述低层处理单元按正确的次序对通过网络接收的分组进行排序并将分组发送到高层处理单元。
在上述通信设备中，当通过划分同一对话而获得的、其原始IP地址和端口号分别相同的多个分组的接收次序混乱时，低层处理单元可按正确的次序对这些分组进行排序。
另外，在上述通信设备中，当接收次序混乱的分组时，低层处理单元可启动计时器，维护次序混乱的分组，按正确的次序对所维护的分组进行排列，并将在计时器到期前难以按正确次序排列的所接收分组发送到高层处理单元。
根据本发明的再一实施例，提供了用于通信设备的通信方法，所述通信设备包括根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理的高层处理单元以及执行低于高层的通信协议处理的通信协议处理的低层处理单元。所述通信方法包括以下步骤：使用低层处理单元来通过网络接收分组；维护难以按正确次序由低层处理单元接收的分组；以及按正确次序对由低层处理单元接收的分组和被维护的分组进行排序并将这些分组发送到高层处理单元。
根据本发明的另一实施例，提供了一种以计算机可读的格式来描述以便在计算机上执行用于数据通信的处理的计算机程序。所述计算机程序允许计算机用作：高层处理单元，根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理；以及低层处理单元，按正确次序对通过网络接收的分组进行排列并将分组发送到高层处理单元。
根据上述计算机程序，以计算机可读的形式描述了用于在计算机上实现预定处理的计算机程序。换言之，通过将上述计算机程序安装到计算机，协同操作在计算机上被执行，由此与上述通信设备的操作和优点相同的操作和优点可以被获取。
根据本发明的实施例，可以通过抑制第二层网络环境中不必要的重传处理的启动而不改变TCP/IP协议栈来抑制数据传送速度的降低。
根据本发明的实施例，在分组丢失罕见的第二层网络环境中，可以通过抑制因到达分组的次序交换而引起的不必要的重传处理来防止数据传送速度的降低。
根据本发明的上述实施例中的某些实施例，由于收集多个接收的重复ACK作为一个重复ACK的重复ACK整合处理在数据发送侧(ACK接收侧)的低于TCP/IP的层中被执行，因此由TCP/IP流控制而引起的数据传送速度的降低可被抑制到最小而不改变TCP/IP协议栈。
根据本发明的上述实施例中的某些实施例，由于收集多个发送的重复ACK作为一个重复ACK的重复ACK整合处理在数据接收侧(ACK发送侧)的低于TCP/IP的层中被执行，因此由TCP/IP流控制而引起的数据传送速度的降低可被抑制到最小而不改变TCP/IP协议栈。
根据本发明的上述实施例中的某些实施例，由于按正确次序对接收的分组进行排序的分组排序处理在数据接收侧的低于TCP/IP的层中被执行，因此由TCP/IP流控制而引起的数据传送速度的降低可被抑制到最小而不改变TCP/IP协议栈。
通过参考附图给出的实施例的详细描述，本发明的某些实施例的其他目的、特征和优点将变得明显。
附图说明
图1是例示了服务器和客户端通过两个第二层交换机来连接的网络系统的配置示例的图示。
图2是示意性地例示了发送帧控制单元的配置的框图。
图3A是例示了图2所例示的发送帧控制功能以驱动器的形式被构建的网络系统的配置示例的图示。
图3B是例示了在图2所例示的发送帧控制功能如图3A所例示以驱动器的形式被构建的情况中的Windows(注册商标)OS上的协议栈结构的示例性图示。
图4A是例示了图2所例示的发送帧控制功能以网络接口卡的形式被构建的网络系统的配置示例的图示。
图4B是例示了在图2所例示的发送帧控制功能如图4A所例示以网络接口卡的形式被构建的情况中的Windows(注册商标)OS上的协议栈结构的示例性图示。
图5是例示了在应用了VBP功能的第二层网络中出现到达分组次序交换的样子的图示。
图6是例示了其中重复ACK整合功能被添加到发送侧(服务器)的VBP驱动器上的功能配置的图示。
图7是例示了其中重复ACK整合功能被添加到发送侧(服务器)的VBP NIC上的功能配置的图示。
图8是例示了当ACK分组被数据发送侧(ACK接收侧)接收时执行的重复ACK整合处理的序列的流程图。
图9是例示了当计时器单元中的计时器到期时执行的处理序列的流程图。
图10是例示了其中重复ACK整合功能被添加到接收侧(客户端)的VBP驱动器上的功能配置的图示。
图11是例示了其中重复ACK整合功能被添加到接收侧(客户端)的VBP NIC上的功能配置的图示。
图12是例示了当ACK分组被数据接收侧(ACK发送侧)发送时执行的重复ACK整合处理的序列的流程图。
图13是例示了当计时器单元中的计时器到期时执行的处理序列的流程图。
图14是例示了分组排序功能被添加到接收侧(客户端)的VBP驱动器上的功能配置的图示。
图15是例示了分组排序功能被添加到接收侧(客户端)的VBP NIC上的功能配置的图示。
图16是例示了在数据接收侧(ACK发送侧)执行的分组排序处理的序列的流程图。
图17是例示了当计时器单元中的计时器到期时执行的处理序列的流程图。
具体实施方式
以下，将参考附图来详细描述本发明的实施例。
在与网络多链路技术有关的标准规范“IEEE 802.1 AX-2008 LinkAggregation”中，定义了链路汇聚。多个链路以链路汇聚群的形式被整合，以便MAC客户端将链路汇聚群作为单个链路来处理。然而，在上述规范中，对分割技术及发送帧的修改施加了限制，因此，难以执行同一对话(conversation)的多链路发送。这种情况下，对话不被分割和分发到多个链路，并且不存在与到达分组的次序有关的问题。
这里描述的对话对应于TCP的会话(session)，并且应用是具有一个目的的一个流。例如，该对话可被定义成发送源IP地址、发送源端口号、目的地IP地址和目的地端口号的组合。一般地，链路和客户端一一对应，并且一个客户端使用多个链路的情况不被考虑。由于对分割技术施加了限制，因此难以对一个流进行分割以便分发到多个链路、即多链路上。
与此相对，在被转让给本申请的受让人的JP-A-2010-31985的说明书中，用于通过向服务器-客户端型网络系统添加发送帧控制功能来在发送单个对话时实现链路汇聚或多链路的方法被公开。在该说明书中，发送帧控制功能也被称为“虚拟大管道：VBP”。当VBP被应用于第二层网络时，通过划分对话而获得的分组被分发到多个链路，并且在第二层网络环境中，虽然分组丢失的发生是罕见的，但是到达分组次序交换的频繁发生被预计。
这里，作为示例，将参考图1所示的服务器-客户端型网络系统来描述VBP功能。
在图1所示的网络系统中，服务器10和客户端60通过第二层交换机30和40相互连接。在服务器10和客户端60例如由安装了“Windows”(注册商标)作为操作系统(OS)的计算机来配置的情况中，其通信协议具有其中应用、TCP/IP、驱动器(网络驱动器接口规范：NDIS)从上方依次堆叠的分层结构。
服务器10配备有N1个网络接口卡(NIC)20-1、20-2......并且通过N1个10Gbps以太网(注册商标)链路与第二层交换机30相连。虽然连接服务器10和第二层交换机30的每个单独链路的带宽是10Gbps，但是当链路汇聚被实现时，高于最多N1个链路的总带宽10×N1Gbps的带宽可以被获取。
另外，第二层交换机30和40通过N2个10Gbps以太网(注册商标)链路来连接。虽然连接第二层交换机30和40的每个单独链路的带宽是10Gbps，但是当链路汇聚被实现时，高于最多N2个链路的总带宽10×N2Gbps的带宽可以被获取。
另一方面，客户端60配备有N3个10Gbps网络接口卡(NIC)50-1、50-2......并且通过N3个10Gbps以太网(注册商标)链路与第二层交换机40相连。虽然连接客户端60和第二层交换机40的每个单独链路的带宽是10Gbps，但是当链路汇聚被实现时，高于最多N3个链路的总带宽10×N3Gbps的带宽可以被获取。
在图1所示的网络系统中，通过在服务器10和客户端60中的每一个中的TCP/IP层220和MAC/PHY层230之间布置图2所示的发送帧控制单元210，发送单个对话时的链路汇聚或多链路可以被实现。另外，一般地，TCP/IP层220和MAC/PHY层230之间对应有MAC服务接口221。发送帧控制单元210可被安装为驱动器或网络接口卡。
发送帧控制单元210包括VBP策略维护部件211和发送帧控制器212并为第二层协议提供帧发送控制功能。VBP策略维护部件211存储为每个对话设置的VBP策略。发送帧控制器212根据在VBP策略维护部件211中设置的VBP策略来改变每个对话的发送帧。如稍后所述，改变后的发送帧通过第二层网络环境中的网络路径(network route)之间的多链路作为数据被发送。
VBP策略维护部件211动态或静态地维护VBP策略。另外，每个VBP策略由VBP策略维护部件211手动或自动地设置。例如，VBP策略可被配置成基于监视数据流的结果的分析等而被自动设置。
这里描述的VBP策略是由输入条件和控制策略构成的，所述输入条件由发送帧的发送源或目的地等的信息构成，所述控制策略用于根据输入条件来改变发送帧。发送帧的改变例如包括VLAN(虚拟LAN)标记的添加、发送源的MAC地址的改变、目的地MAC地址的改变等。
下面示出的表1例示了VBP策略维护部件211中维护的设置项目的示例。
表1
在上面所示的表中，输入条件包括由为相应对话设置的发送源的MAC地址和端口号构成的源部分以及由发送帧的接收者的MAC地址、IP地址和端口号构成的目的地部分。
另外，控制策略由发送源的MAC地址、目的地的MAC地址和VLAN ID这些项以及控制规则部分构成，其中，发送源的MAC地址、目的地的MAC地址和VLAN ID这些项是要针对发送帧改变(分配)的以满足输入条件，而控制规则部分指定当所述发送源的MAC地址、目的地的MAC地址和VLAN ID被分配给相应的发送帧时的分配规则。在稍后描述的实施例中，虽然仅依次分配(Sequential Assignment，SA)被表示为控制规则，但是诸如“检测到缺陷时分配”、“针对对带宽或优先级的请求来分配”之类的规则可被描述。
当通过MAC服务接口221从作为高层的TCP/IP层220接收到发送帧时，发送帧控制器212分析头部信息等的内容并参考VBP策略维护部件211中维护的设置项目。然后，当具有与发送帧的头部信息一致的输入条件的设置项目被发现时，发送帧控制器212根据被描述为设置项目的控制策略的分配规则来改变发送帧的发送MAC地址、目的地的MAC地址和VLAN ID并将它们发送到作为低层的MAC/PHY层230。结果，当单个对话被发送时，链路汇聚可通过将多个发送帧分配到多个链路来实现。虽然每个链路的带宽是10Gbps，但是作为被分配了发送帧的多个链路的总带宽，例如高于40至100Gbps的带宽可以被获取。
通过VBP功能，发送单个对话时的多链路被实现，并且网络可以通过组合具有较低带宽的多个链路而以更高带宽来操作。
图3A例示了图2所例示的发送帧控制功能以作为驱动器的软件的形式被构建的网络系统的配置示例。图中服务器10和客户端60的每一个中包含的VBP驱动器执行发送帧控制(VBP)功能，换言之，用作上述VBP策略维护部件211和发送帧控制器212。
图3B例示了在发送帧控制功能如图3A所例示以作为VBP驱动器的软件的形式被构建的情况中，在作为示例的Windows(注册商标)OS上的协议栈结构。图中，能够由一般的软件构成的功能模块、由新软件构成的功能模块以及由硬件构成的功能模块被分开表示。由VBP虚拟适配器、VBP复用器/解复用器、VBP过滤器和NIC适配器构成的协议栈构成VBP驱动器并被假设遵守由微软公司(USA)定义的网络驱动器的标准规范“NDIS”。例如，在四个10Gbps网络接口卡被使用的情况中，作为多链路的总带宽，40Gbps的吞吐量可以被实现。
图4A例示了图2所例示的发送帧控制功能以作为网络接口卡的硬件的形式被构建的网络系统的配置示例。图中服务器10和客户端60的每一个中包含的VBP网络接口卡执行发送帧控制(VBP)功能，换言之，用作上述VBP策略维护部件211和发送帧控制器212。
图4B例示了发送帧控制功能如图4A所例示以作为VBP网络接口卡的硬件的形式被构建的情况中，在作为示例的Windows(注册商标)OS上的协议栈结构。图中，能够由一般的软件构成的功能模块、由新软件构成的功能模块以及由硬件构成的功能模块被分开表示。由VBP虚拟适配器、VBP复用器/解复用器和VBP NIC适配器构成的协议栈构成VBP驱动器并被假设遵守标准规范“NDIS”(如上所述)。例如，在每个VBP网络接口卡包括五个或十个1Gbps的虚拟链路并且四个或八个VBP网络接口卡被使用的情况中，作为多链路的总带宽，40Gbps的吞吐量可以被实现。
当图2至4所例示的VBP被应用到第二层网络时，通过分割对话以分发到多个链路，在第二层环境中，分组的丢失是罕见的，但是预计到达分组次序交换频频发生。图5例示了在应用了VBP功能的第二层网络中出现到达分组次序交换的样子。
在位于发送侧的服务器10的计算机由多个CPU(中央处理单元)构成并且实现多链路的发送帧控制单元被安装为多线程的情况中，从高层的TCP/IP接收的分组(通过分割对话而获得的分组)被分发到每个NIC，并且此时，存在分组次序改变的可能性。此外，对于网络路径上布置的第二层交换机，由于每个端口独立操作，因此存在分组的次序依据网络负荷而改变的可能性。结果，作为接收侧的客户端侧60的计算机的TCP/IP接收次序被改变的分组。
分组在第二层网络中丢失是罕见的。但是，当分组次序交换如图5所例示频频发生时，作为接收侧的客户端60发送不必要的重复ACK。另外，作为发送侧的服务器10响应于不必要的重复ACK而执行不必要的重传处理。结果，网络性能严重退化。
因此，本发明的发明人发现由TCP/IP流控制引起的数据传送速度的降低可以通过向第二层网络添加下述功能中的任一个或它们的组合而被抑制到最小。
(1)在数据发送侧(ACK接收侧)的低于TCP/IP层的层中执行的、收集多个接收的重复ACK分组作为一个重复ACK分组的重复ACK整合功能
(2)在数据接收侧(ACK发送侧)的低于TCP/IP层的层中执行的、收集多个发送的重复ACK分组作为一个重复ACK分组的重复ACK整合功能
(3)在数据接收侧的低于TCP/IP层的层中执行的、按正确的次序对接收的分组进行排序的分组排序功能
首先，将描述重复ACK功能被添加到数据发送侧(ACK接收侧)的实施例。
图6例示了在发送帧控制功能如图3A所例示以驱动器的形式被构建的情况下、其中收集多个接收的重复ACK分组作为一个重复ACK分组的重复ACK整合功能被添加到发送侧(服务器10)的VBP驱动器上的功能配置。另外，图7例示了发送帧控制功能如图4A所例示以网络接口卡的形式被构建的情况下、其中重复ACK整合功能被添加到发送侧(服务器10)的VBP NIC上的功能配置。
图6所示的VBP驱动器和图7所示的VBP NIC包括重复ACK维护单元601、重复ACK确定单元602、计时器单元603、VBP策略维护单元604、VBP分组确定单元605和多链路处理单元606。在图6和图7中，参考标号601至606表示的每个功能模块基本执行相同的操作，并且仅在该功能是以软件形式还是以硬件形式实现方面存在差别。
图8作为流程图例示了当ACK分组被数据发送侧(ACK接收侧)接收时、通过在低于TCP/IP层的层中使用图6或图7所示的功能配置来收集多个重复ACK分组作为一个重复ACK分组的重复ACK整合处理的序列。
多链路处理单元606根据VBP策略维护单元604中维护的VBP策略来执行对分发到多个链路上的、从同一对话分割来的多个分组的接收处理。当接收到从多链路处理单元606接收的ACK分组时(步骤S801)，VBP分组确定单元605基于VBP策略维护单元604中维护的信息、即VBP策略来确定该分组是不是执行了VBP处理的分组(以下也称为“VBP”分组)(步骤S802)。
这里，分组是不是VBP分组与分组是不是通过分割同一对话而获得的分组中的一个分组表示同一个意思。对话被定义为IP地址和端口号的组合。然而，由于多链路发送是遵照在“IEEE 802.1AX-2008LinkAggregation”中定义的限制来执行的，因此，VBP分组的发送帧根据如上述表1中例示的VBP策略而改变。因此，由VBP分组确定单元605执行的确定处理与参考VBP策略通过获取原始IP地址和端口号来确定多个接收的ACK分组是不是通过分割同一对话而获得的VBP ACK分组的处理相同。
在接收的ACK分组不是VBP ACK分组的情况中(步骤S802中的否)，VBP分组确定单元605向诸如TCP/IP、VBP NIC驱动器之类的高层发送相应的ACK分组(步骤S808)并终止该处理例程。
另一方面，在接收的ACK分组是VBP ACK分组的情况中(步骤S802中的是)，VBP分组确定单元605向重复ACK确定单元602发送相应的ACK分组(步骤S803)。
重复ACK确定单元602基于ACK分组内包含的ACK号码和分组尺寸来确定相应的ACK分组是不是重复ACK分组(步骤S804)。
在接收的ACK分组是重复ACK分组的情况中(步骤S804中的是)，重复ACK维护单元601维护相应的ACK分组(步骤S805)。此时，当计时器单元603尚未启动计时器时，计时器被设置(步骤S806)。
另一方面，在接收的ACK分组不是重复ACK分组的情况中(步骤S804中的否)，重复ACK维护单元601破坏所维护的重复ACK分组(步骤S807)，将ACK分组发送到诸如TCP/IP或VBP NIC驱动器之类的高层(步骤S808)并终止该处理例程。
在图9中，以流程图的形式例示了当计时器单元603中的计时器到期时执行的处理序列。
当计时器到达设定时间时(步骤S901)，计时器单元603将到期通知给重复ACK维护单元601(步骤S902)。
当通知被接收时，重复ACK维护单元601检查是否存在被维护的重复ACK分组(步骤S903)。
在存在被维护的重复ACK分组的情况中(步骤S903中的是)，重复ACK维护单元601向诸如TCP/IP或VBP NIC驱动器之类的高层发送重复ACK分组(步骤S904)。然后，计时器单元603清除计时器(步骤S905)。
另一方面，在不存在被重复ACK维护单元601维护的重复ACK分组的情况中(步骤S903中的否)，计时器单元603清除计时器(步骤S905)并终止该处理例程。
根据图6至图9所表示的实施例，在到达分组次序交换的频繁发生被预计的第二层网络环境中，通过在数据发送侧(ACK接收侧)执行收集重复ACK分组作为一个重复ACK分组的重复ACK整合处理，由不必要的重传分组的发送造成的网络带宽的负担可以被降低，并且由用于诸如TCP/IP之类的高层的重复ACK分组和不必要的重传分组的处理造成的CPU的负担可以被降低。因此，可以获得防止数据传送的性能降低的优点。此外，特别是在图1至4所例示的VBP环境中，当在发送单个对话时实现多链路的优点被获得时，由不必要的重传分组和重复ACK分组造成的数据传送速度的降低可以被防止。
接着，将描述重复ACK功能被添加到数据接收侧(ACK发送侧)的实施例。
图10例示了在发送帧控制功能如图3A所例示以驱动器的形式被构建的情况下、其中收集多个重复ACK分组作为一个重复ACK分组的重复ACK整合功能被添加到接收侧(客户端60)的VBP驱动器上的功能配置。图11例示了在发送帧控制功能如图4A所例示以网络接口卡的形式被构建的情况下、其中重复ACK整合功能被添加到接收侧(客户端20)的VBP NIC上的功能配置。
图10所示的VBP驱动器或图11所示的VBP NIC包括VBP分组确定单元1001、计时器单元1002、VBP策略维护单元1003、重复ACK维护单元1004、重复ACK确定单元1005和多链路处理单元1006。在图10和图11中，参考标号1001至1006表示的每个功能模块基本执行相同的操作，并且其差别在于该功能模块是以软件形式还是以硬件形式实现。
在图12中，以流程图的形式例示了在ACK分组被数据接收侧(ACK发送侧)发送的情况中、在比TCP/IP低的层中通过使用图10或图11所示的功能配置收集多个重复ACK分组作为一个重复ACK分组的重复ACK整合处理的序列。
当从诸如TCP/IP或VBP NIC驱动器之类的高层接收ACK分组时(步骤S1201)，VBP分组确定单元1001基于VBP策略维护单元1003中维护的信息、即VBP策略来确定该分组是不是执行了VBP处理的分组(以下也称为“VBP”分组)(步骤S1202)。
在发送的ACK分组不是VBP ACK分组的情况中(步骤S1202中的否)，VBP分组确定单元1001向多链路处理单元1006发送相应的ACK分组(步骤S1208)并终止该处理例程。
另一方面，在发送的ACK分组是VBP ACK分组的情况中(步骤S1202中的是)，VBP分组确定单元1001向重复ACK确定单元1005发送相应的ACK分组(步骤S1203)。
重复ACK确定单元1005基于ACK分组内包含的ACK号码和分组尺寸来确定相应的ACK分组是不是重复ACK分组(步骤S1204)。
在接收的ACK分组是重复ACK分组的情况中(步骤S1204中的是)，重复ACK维护单元1004维护相应的ACK分组(步骤S1205)。此时，当计时器单元1002尚未启动计时器时，计时器被设置(步骤S1206)。
另一方面，在接收的ACK分组不是重复ACK分组的情况中(步骤S1204中的否)，重复ACK维护单元1004破坏所维护的重复ACK分组(步骤S1207)，将ACK分组发送到多链路处理单元1006(步骤S1208)并终止该处理例程。
在图13中以流程图的形式例示了当计时器单元1002中的计时器到期时执行的处理序列。
当计时器到达设定时间时(步骤S1301)，计时器单元1002将到期通知给重复ACK维护单元1004(步骤S1302)。
当接收到通知时，重复ACK维护单元1004检查是否存在被维护的重复ACK分组(步骤S1303)。
在存在被维护的重复ACK分组的情况中(步骤S1303中的是)，重复ACK维护单元1004向多链路处理单元1006发送重复ACK分组(步骤S1304)。然后，计时器单元1002清除计时器(步骤S1305)。
另一方面，在不存在被重复ACK维护单元1005维护的重复ACK分组的情况中(步骤S1303中的否)，计时器单元1002清除计时器(步骤S1305)并终止该处理例程。
根据图10至图13所表示的实施例，在到达分组次序交换的频繁发生被预计的第二层网络环境中，通过在数据接收侧(ACK发送侧)执行收集重复ACK分组作为一个重复ACK分组的重复ACK整合处理，由不必要的重传分组和重复ACK分组的发送造成的网络带宽的负担可以被降低，并且由用于诸如TCP/IP之类的高层的重复ACK分组和不必要的重传分组的处理造成的CPU的负担可以被降低。因此，可以获得防止数据传送的性能降低的优点。此外，特别是在图1至4所例示的VBP环境中，当在发送单个对话时实现多链路的优点被获得时，由不必要的重传分组和重复ACK分组造成的数据传送速度的降低可以被防止。
接着，将描述分组排序功能被添加到数据接收侧(ACK发送侧)的实施例。
在图14中，例示了在发送帧控制功能如图3A所例示以驱动器的形式被构建的情况中、按正确次序排列接收的分组的次序的分组排序功能被添加到接收侧(客户端60)的VBP驱动器上的功能配置。此外，在图15中，例示了在发送帧控制功能如图4A所表示以网络接口卡的形式被构建的情况中、分组排序功能被添加到接收侧(客户端60)的VBP NIC上的功能配置。
图14所示的VBP驱动器或图15所示的VBP NIC包括次序混乱分组维护单元1401、次序混乱分组确定单元1402、计时器单元1403、VBP策略维护单元1404、VBP分组确定单元1405和多链路处理单元1406。在图14和图15中，参考标号1401至1406表示的每个功能模块基本执行相同的操作，并且差别仅在于该功能是以软件形式还是以硬件形式实现。
图16是例示了通过使用图14或图15所示的功能配置来在数据接收侧(ACK发送侧)的低于TCP/IP的层中执行的按正确的次序排列接收的分组的分组排序处理的序列的流程图。
多链路处理单元1406根据VBP策略维护单元1404中维护的VBP策略来执行对分发到多个链路上的、从同一对话分割来的多个分组的接收处理。当接收到从多链路处理单元1406接收的ACK分组时(步骤S1601)，VBP分组确定单元1405基于VBP策略维护单元1404中维护的信息、即VBP策略来确定该分组是不是执行了VBP处理的分组(以下也称为“VBP”分组)(步骤S1602)。
在接收的分组不是VBP分组的情况中(步骤S 1602中的否)，VBP分组确定单元1405向诸如TCP/IP、VBP NIC驱动器之类的高层发送相应的接收的分组(步骤S1609)并终止该处理例程。
另一方面，在接收的ACK分组是VBP分组的情况中(步骤S1602中的是)，VBP分组确定单元1405向次序混乱分组确定单元1402发送相应的接收的分组(步骤S1603)。
次序混乱分组确定单元1402确定相应的接收的分组是不是次序混乱的分组(不按次序到达分组)(步骤S1604)。
在接收的分组是次序混乱的分组的情况中(步骤S1604中的是)，次序混乱分组维护单元1401维护相应的接收的分组(步骤S1605)。此时，当计时器单元1403尚未启动计时器时，计时器被设置(步骤S1606)。
另一方面，在接收的分组不是次序混乱的分组的情况中(步骤S1604中的否)，次序混乱分组维护单元1401检查序号与该相应的接收的分组连续的分组是否被维护(步骤S1607)。
在序号与接收的分组的序号连续的分组未被次序混乱分组维护单元1401维护的情况中(步骤S1607中的否)，次序混乱分组确定单元1402将相应的接收的分组发送到诸如TCP/IP或VBP NIC驱动器之类的高层(步骤S1609)并终止该处理例程。
另一方面，在序号与接收的分组的序号连续的分组被维护的情况中(步骤S1607中的是)，次序混乱分组维护单元1401组合序号彼此连续的接收的分组(步骤S1608)并将组合后的分组发送到诸如TCP/IP或VBP NIC驱动器之类的高层(步骤S1609)。
在图17中，以流程图的形式例示了当计时器单元1403中的计时器到期时执行的处理序列。
当计时器到达设定时间时(步骤S1701)，计时器单元1403将到期通知给次序混乱分组维护单元1401(步骤S1702)。
当通知被接收时，次序混乱分组维护单元1401检查次序混乱的分组(不按次序到达分组)是否被维护(步骤S1703)。
在存在被维护的次序混乱的分组的情况中(步骤S1703中的是)次序混乱分组维护单元1401向诸如TCP/IP或VBP NIC驱动器之类的高层发送次序混乱的分组(步骤S1704)。
然后，计时器单元1403清除计时器(步骤S1705)并终止该处理例程。
根据图14至图17所表示的实施例，在到达分组次序交换的频繁发生被预计的第二层网络环境中，通过在数据接收侧(ACK发送侧)执行分组排序处理，由不必要的重传分组和重复ACK分组的发送造成的网络带宽的负担可以被降低，并且由用于诸如TCP/IP之类的高层的重复ACK分组和不必要的重传分组的处理造成的CPU的负担可以被降低。因此，可以获得防止数据传送的性能降低的优点。此外，特别是在图1至4所例示的VBP环境中，当在发送单个对话时实现多链路的优点被获得时，由不必要的重传分组和重复ACK分组造成的数据传送速度的降低可以被防止。
如上，已详细描述了本发明的实施例。然而，很明显，所述实施例可以在不脱离本发明的概念的范围内被本领域技术人员修改或变更。
在这里给出的描述中，作为到达分组次序交换的频繁发生被预计的第二层网络环境的示例，通过VBP来执行多链路的网络环境已被描述。然而，本发明的概念不限于此。另外，本发明的实施例被应用的范围不限于第二层网络，并且发明的实施例可以适当被应用到其中分组丢失罕见但到达分组次序交换的频繁发生被预计的另一网络环境。
简言之，由于本发明已通过示例性形式被公开，因此这里给出的描述不应被考虑成出于限制的目的。为了确定本发明的概念，权利要求应被参考。
本发明包含与2010年5月27日递交日本专利局的日本优先专利申请JP 2010-121326中公开的主题相关的主题，该日本优先专利申请的全部内容通过引用结合于此。
Claims (15)
1.一种通信设备，包括：
高层处理单元，根据重复ACK分组的接收而启动相应分组的重传处理；以及
低层处理单元，收集通过网络接收的多个重复ACK作为一个ACK并将所述一个ACK发送到高层。
2.根据权利要求1所述的通信设备，其中对于通过划分同一个对话而获得的分组，所述低层处理单元收集原始IP地址和端口号分别相同的重复ACK分组作为一个分组。
3.根据权利要求1所述的通信设备，其中当接收重复ACK分组时，所述低层处理单元启动计时器，维护重复ACK分组，收集在所述计时器到期前已接收的多个重复ACK分组作为一个分组，并将所述一个分组发送到所述高层处理单元。
4.一种用于通信设备的通信方法，所述通信设备包括根据重复ACK分组的接收而启动相应分组的重传处理的高层处理单元以及执行低于高层的通信协议处理的通信协议处理的低层处理单元，所述通信方法包括以下步骤：
使用所述低层处理单元来通过网络接收重复ACK分组；
维护由所述低层处理单元接收的重复ACK分组；以及
收集由所述低层处理单元维护的多个重复ACK分组作为一个分组并将所述一个分组发送到所述高层处理单元。
5.一种以计算机可读的格式来描述以便在计算机上执行用于数据通信的处理的计算机程序，所述计算机程序允许计算机用作：
高层处理单元，所述高层处理单元根据重复ACK分组的接收来启动相应分组的重传处理；以及
低层处理单元，所述低层处理单元收集通过网络接收的多个重复ACK作为一个ACK并将所述一个ACK发送到高层。
6.一种通信设备，包括：
高层处理单元，所述高层处理单元根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理；以及
低层处理单元，所述低层处理单元收集从所述高层处理单元接收的多个重复ACK分组作为一个分组并将所述一个分组发送到网络。
7.根据权利要求6所述的通信设备，其中所述低层处理单元收集通过划分同一对话而获得的、原始IP地址和端口号分别相同的重复ACK分组作为一个分组。
8.根据权利要求6所述的通信设备，其中当从所述高层处理单元接收重复ACK分组时，所述低层处理单元启动计时器，维护重复ACK分组，收集在所述计时器到期前已接收的多个重复ACK分组作为一个分组，并将所述一个分组发送到网络。
9.一种用于通信设备的通信方法，所述通信设备包括根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理的高层处理单元以及执行低于高层的通信协议处理的通信协议处理的低层处理单元，所述通信方法包括以下步骤：
使用所述低层处理单元来从所述高层处理单元接收重复ACK分组；
维护由所述低层处理单元接收的重复ACK分组；以及
收集由所述低层处理单元维护的多个重复ACK分组作为一个分组并将所述一个分组发送到网络。
10.一种以计算机可读的格式来描述以便在计算机上执行用于数据通信的处理的计算机程序，所述计算机程序允许计算机用作：
高层处理单元，所述高层处理单元根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理；以及
低层处理单元，所述低层处理单元收集从所述高层处理单元接收的多个重复ACK分组作为一个分组并将所述一个分组发送到网络。
11.一种通信设备，包括：
高层处理单元，所述高层处理单元根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理；以及
低层处理单元，所述低层处理单元按正确的次序对通过网络接收的分组进行排序并将排序后的分组发送到所述高层处理单元。
12.根据权利要求11所述的通信设备，其中当通过划分同一对话而获得的、原始IP地址和端口号分别相同的多个分组的接收次序混乱时，所述低层处理单元按正确的次序对分组进行排序。
13.根据权利要求11所述的通信设备，其中当接收次序混乱的分组时，所述低层处理单元启动计时器，维护次序混乱的分组，按正确的次序对所维护的分组进行排序，并将在计时器到期前未能按正确次序排序的所接收分组发送到所述高层处理单元。
14.一种用于通信设备的通信方法，所述通信设备包括根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理的高层处理单元以及执行低于高层的通信协议处理的通信协议处理的低层处理单元，所述通信方法包括以下步骤：
使用所述低层处理单元来通过网络接收分组；
维护未能按正确次序由所述低层处理单元接收的分组；以及
按正确次序对由所述低层处理单元接收的分组和被维护的分组进行排序并将排序后的分组发送到所述高层处理单元。
15.一种以计算机可读的格式来描述以便在计算机上执行用于数据通信的处理的计算机程序，所述计算机程序允许计算机用作：
高层处理单元，所述高层处理单元根据次序混乱分组的接收而生成重复ACK分组并启动重传处理；以及
低层处理单元，所述低层处理单元按正确次序对通过网络接收的分组进行排序并将排序后的分组发送到所述高层处理单元。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120125 |