JP2000270010A - 蓄積型データ転送方式およびデータ転送スケジュール決定方法 - Google Patents

蓄積型データ転送方式およびデータ転送スケジュール決定方法

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JP2000270010A
JP2000270010A JP6940899A JP6940899A JP2000270010A JP 2000270010 A JP2000270010 A JP 2000270010A JP 6940899 A JP6940899 A JP 6940899A JP 6940899 A JP6940899 A JP 6940899A JP 2000270010 A JP2000270010 A JP 2000270010A
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Hiroyoshi Minami
弘佳 巳波
秀明 ▲吉▼野
Hideaki Yoshino
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Abstract

(57)【要約】 【課題】必ずしもリアルタイムで送る必要性がないデー
タを情報処理装置の負荷や蓄積容量や通信ネットワーク
の負荷を抑制しながら、転送完了要求時刻以前に転送す
ることができ、しかもデッドロックを起こさずに全デー
タを送る。 【解決手段】各データに予め定められている転送完了要
求時刻以前に、目的の情報処理装置へのデータ転送が完
了することを条件とし、情報処理装置の状態および通信
ネットワークの状態に基づいて、データの送受信順序、
データの転送経路、転送経路上の処理装置のデータ蓄積
時間と転送開始時刻を決定し、データ転送スケジュール
を決定する。そのため、仮想フレームFkの時刻指定さ
れたデータサイズの和+Dataiのサイズの和が仮想
フレームFkの容量を越えないとき(ステップ106)、D
ataiを次の仮想フレームFiに割り付ける(ステップ1
07)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置の負
荷や蓄積容量や通信ネットワーク負荷を抑制しながら、
転送完了要求時刻以前に転送を完了する蓄積型データ転
送方式およびデータ転送スケジュール決定方法に関し、
特にデータを蓄積して転送する機能を備えた複数の情報
処理装置をネットワークで接続し、情報処理装置間でデ
ータを送受信する場合に、移動端末を有するユーザが固
定端末からのデータを移動先で利用する方法、あるいは
VOD(Video On Demand)でVide
oを時刻指定で要求する方法、あるいはパケット単位で
時刻指定により転送するリアルタイム通信方法として適
用できる蓄積型データ転送方式およびデータ転送スケジ
ュール決定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、通信ネットワークやサーバの
負荷を抑制したり、性能を向上させるために、データを
一時的に蓄積する方法が行われている。例えば、特開平
6−338906号公報に記載の『バーストサーバー蓄
積交換方式』では、データ転送のために経路上で帯域を
予約する場合、データの転送経路上でデータを一時的に
蓄積することにより、データの転送に必要な帯域を全て
のリンク経由で予約できる確率を増加させている。しか
しながら、この方法では、指定された転送完了時刻を満
足させることはできない。また、特開平6−69921
号公報に記載の『通信ネットワーク』では、即時に必要
な帯域を取ることができない場合、非リアルタイムデー
タ転送に関して、開始および終了時刻や転送経路等を決
定して、一時的に蓄積することにより、通信ネットワー
ク資源の利用効率を向上させている。しかしながら、転
送スケジュールは通信ネットワーク等の状態を考慮して
決定されることがなく、また一度決定された転送スケジ
ュールは状況の変化に応じて再決定されることがないた
め、転送完了要求時刻を常に満足させることはできな
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の技
術では、通信ネットワークやサーバの負荷を抑制した
り、性能を向上させることは可能であったが、指定され
た転送完了時刻以前に必ず転送を行えるという確実な証
明がないため、転送完了要求時刻を常に満足させること
はできなかった。従って、転送完了要求時刻を満足させ
ること、また一度決定したスケジュールでは転送完了要
求時刻を満足できなくなる場合でも、再スケジューリン
グにより転送完了要求を満たすことができるようにする
こと、さらに、データ蓄積のための空き容量が少ない場
合でも、データの転送先の空き容量が十分でないために
転送できなくなるデッドロックを起こすことなく、全て
のデータを転送できるようにすることが、本発明の課題
である。
【0004】そこで、本発明の目的は、これら従来の課
題を解決し、必ずしもリアルタイムで送信する必要性が
ないデータを、情報処理装置の負荷や蓄積容量や通信ネ
ットワークの負荷を抑制しながら、そのデータの転送完
了要求時刻以前に転送することが可能な蓄積型データ転
送方式およびデータ転送スケジュール決定方法を提供す
ることにある。また、本発明の他の目的は、データ蓄積
のための空き容量が少ない場合でも、データの転送先の
空き容量が十分でないために転送できなくなるデッドロ
ックを起こすことなく、全てのデータを転送することが
可能な蓄積型データ転送方式およびデータ転送スケジュ
ール決定方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の蓄積型データ転送方式は、各データに予め
定められている転送完了要求時刻以前にデータを宛先の
情報処理装置に転送することを条件として、情報処理装
置の状態および通信回線の状態に基づいて、データの送
受信順序、データの転送経路、および転送経路上の情報
処理装置におけるデータ蓄積時間および転送開始時刻を
決定するデータ転送スケジュール決定手段と、該データ
転送スケジュール決定手段に対して通信ネットワークの
状態を表現する測定量や情報処理装置の状態を表現する
測定量を提供する手段と、データ転送スケジュール決定
手段が決定したスケジュールに従ってデータを蓄積し、
転送する手段とを具備している。
【0006】本発明では、例えば移動端末を有するユー
ザが通常固定端末からLAN上のサーバに接続すること
により利用しているデータを移動先でも利用する場合
に、通信遅延等の観点からデータは移動端末に近いサー
バ上にある方が望ましく、その場合、通常固定端末から
利用しているデータは移動先で利用する時刻までに移動
先に転送されていればよい。この時、情報処理装置の負
荷や蓄積容量やネットワークへの負荷を抑制しながら転
送完了要求時刻以前に転送が完了していれば、ネットワ
ーク事業者にとっては設備を有効利用することができ、
ユーザにとっては利便性の向上を期待できる。また、V
OD(Video On Demand)において、ユ
ーザがあるVideoを時刻指定で要求する利用形態が
予想されるが、その場合は転送完了要求時刻までにVi
deoデータが転送完了していればよい。さらに、パケ
ットにそのパケットの転送完了要求時刻に関する情報を
載せることにより、パケット単位で時刻指定して転送す
るリアルタイム通信システムにも適用することができ
る。
【0007】本発明のデータ転送スケジュール決定手段
の機能により、転送完了要求時刻以前にデータを終了す
ることが可能になる。また、データ転送スケジュール決
定手段は、通信ネットワークや情報転送装置の状態の変
化に応じて再スケジューリングを行うので、リアルタイ
ム通信や優先度の高いデータ転送要求が発生した場合で
も、これらに影響されることなく転送完了要求時刻を満
たすことが可能である。ここでは、通信ネットワークの
状態を表現する測定量として、例えば、ホップ数、ラウ
ンドトリップタイム、パケット損失率、経路上の最小リ
ンク帯域、スループット(情報転送量÷転送時間)等が
ある。これらの値をパラメータとする関数値をネットワ
ークの状態として用いることも可能である。また、情報
処理装置の状態を表現する測定量としては、CPU負
荷、プロセス数等がある。これらは既に実用されている
種々のツールを用いて測定することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
より詳細に説明する。図1は、本発明が適用されるサー
バおよび制御装置の通信ネットワークを介した構成例を
示す図である。各情報処理装置(ここではサーバ11〜
14)は、それぞれ情報処理装置の負荷や蓄積容量、お
よび通信ネットワークの負荷を測定し、制御装置10に
通知する。また、各情報処理装置は、制御装置10から
の指示に従ってデータを蓄積し、これを他の情報処理装
置に転送する。一方、制御装置10は、情報処理装置1
1〜14から通知された情報に基づきデータ転送スケジ
ュールを決定し、そのスケジュールを各情報処理装置1
1〜14に通知する。以下、情報処理装置はサーバと表
記する。図1の破線20は制御装置10と各サーバ11
〜14との間の通信回線であり、実線30は各サーバ1
1〜14相互間の通信回線である。サーバ11〜14お
よび制御装置10は、通信ネットワーク上に配置されて
いる。先ず、サーバ11〜14および通信ネットワーク
の状態の測定値および将来の予測値に基づき、各仮想フ
レーム長および仮想フレーム容量を決定する。
【0009】図5は、図1における1台のサーバ内の構
成を示す図である。サーバ11には、データ転送スケジ
ュール決定手段16と、通信ネットワークと情報処理装
置の状態を表現する測定量を提供する手段17と、スケ
ジュール決定手段16が決定したスケジュールに従って
データを蓄積し、転送する手段18とが設けられる。デ
ータ転送スケジュール決定手段16は、転送完了要求時
刻以前にデータを目的のサーバに転送することを条件
に、情報処理装置の状態や通信回線の状態に基づき、デ
ータの送受信順序やデータの転送経路や転送経路上のサ
ーバにおけるデータ蓄積時間と転送開始時刻を決定す
る。状態表現測定量提供手段17は、通信ネットワーク
の状態を表現する測定量やサーバの状態を表現する測定
量を提供する。データ蓄積・転送手段18は、スケジュ
ールに従いデータを蓄積した後、それを読み出して通信
回線20に転送する。
【0010】図2は、本発明の一実施例を示すデータ転
送要求発生時のサーバにおける処理フローチャートであ
る。サーバpにおいて、データDataiのサーバqへ
の転送要求が発生すると(ステップ101)、現在転送
中の仮想フレーム番号kがk=0から順次1ずつ値を増
加していき(ステップ102,103)、データ転送完
了要求時刻を含む仮想フレーム番号Bが転送されて、こ
のような仮想フレームがなければ(ステップ104)、
データDataiは転送要求時刻以前に転送できないと
いうエラーを返送する(ステップ105)。一方、デー
タDataiが時刻指定されている場合には、指定され
た時刻以前の仮想フレームFkで、仮想フレームFkに既
に割り付けられ、時刻指定されたデータのサイズの和と
データDataiのサイズの和が、仮想フレームFkの容
量を越えないようなものがあれば(ステップ106)、
仮想フレームFkにデータDataiを割り当てる(ステ
ップ107)。
【0011】図3は、本発明の一実施例を示す仮想フレ
ーム転送処理のフローチャートである。サーバpは、仮
想フレームF0の転送を開始する前に、仮想フレーム容
量に空き容量を越えない範囲で、時間指定されていない
データ転送要求を、データサイズの大きいものから順に
仮想フレームF0に割り当てる(ステップ208)。次
に、サーバpは、仮想フレームF0の転送開始とともに
(ステップ201)、他の全てのサーバと仮想フレーム
開始時刻の同期を取る(ステップ202)。さらに、全
てのサーバの中で開始サーバを選出する(ステップ20
3)。続いて、次に示すスケジュール制御手順に従っ
て、仮想フレームF0内データの転送を開始する(ステ
ップ204)。各サーバにおいて、仮想フレームF0
データの転送が終了した時、次の仮想フレームF1の開
始予定時刻以前であれば、ステップ208にジャンプす
る(ステップ205)。一方、次の仮想フレームF1
開始予定時刻以後であれば、転送完了要求時刻が速いも
のから順に、改めて仮想フレームF1以降の割り当て可
能な仮想フレームの中で開始予定時刻が最も早いものに
割り当て直す(ステップ206)。その結果、転送完了
要求時刻を満足できないものがあれば、その転送要求に
対してエラーを返送する(ステップ207)。さもなけ
れば、ステップ208に進む。
【0012】図4は、本発明の一実施例を示すスケジュ
ール制御手順のフローチャートである。データは全て同
一サイズのブロックに分解され、ブロック単位で転送さ
れるものとする。先ず、全てのブロックに‘unsca
nned’とラベリングする。収容している全てのブロ
ックのラベルが‘unscanned’である情報転送
装置に‘unfinished’とラベリングする。ブ
ロックの転送の結果、収容しているブロック全てのラベ
ルが‘scanned’になれば、‘finishe
d’に更新する。‘unfinished’とラベルが
ついている情報処理装置vを1つ選択して、トークンp
tを情報転送装置vで生成してsearch(v)を実
行する。これを全ての情報処理装置のラベルが‘fin
ished’になるまで行う。トークンおよびブロック
の転送時に、情報処理装置や通信ネットワークが輻輳状
態であれば、転送を一時中断して、輻輳状態から回復し
た時点で転送を再開するものとする。以下、トークンp
tを保持している情報処理装置をwとする。
【0013】search(v)の命令を、次の順序で
実行する。w=vの場合、つまりトークンptが情報処
理装置wで生成された場合には、ステップ305にジャ
ンプする(ステップ301)。次に、Case1に該当
し、ptの付加情報として、ブロック番号、ブロック収
容サーバ名が入っている場合には(ステップ302)、
Case1の矢印方向に進み、この組を転送リストにリ
スト構造で記憶する(ステップ304)。また、Cas
e2に該当し、送られてきたトークンptの付加情報と
して、ブロックeを転送させるコマンドが付加されてい
る場合には(ステップ302)、Case2の矢印方向
に進み、ブロックeをその転送先情報処理装置に転送す
る(ステップ303)。また、Case3に該当し、送
られてきたトークンptの付加情報として、リスト再構
成コマンドが付加されている場合には、Case3の矢
印方向に進み、ステップ305に進む。
【0014】次に、ステップ305において、Case
1に該当し、情報処理装置wのラベルが‘unfini
shed’であれば、Case1の矢印に進み、情報処
理装置wが収容している‘unscanned’ラベル
のブロックeを選択し、eのラベルを‘scanne
d’に更新する(ステップ306)。そして、トークン
ptにブロック名eとwの情報処理装置名の組を付加し
て、eの転送先情報処理装置に送信する(ステップ30
7)。その結果、情報処理装置wに収容している‘un
scanned’ラベルのブロックがなくなれば(ステ
ップ308)、情報処理装置wのラベルを‘finis
hed’に更新する(ステップ309)。また、Cas
e2に該当し、情報処理装置wのラベルが‘finis
hed’で、かつ情報処理装置wの空き容量が単位ブロ
ックサイズ以上、さらに転送リストが空集合でなけれ
ば、Case2の矢印に進み、転送リストの最後尾に書
き込まれているブロックeを転送させる。すなわち、e
を収容している情報処理装置zに、eを転送させるコマ
ンドをトークンptに付加して送信する(ステップ31
0)。実際に転送が終了すると、転送リストからeに関
する情報を削除する。
【0015】さらに、ステップ305において、Cas
e3に該当し、情報処理装置wのラベルが‘finis
hed’で、かつ情報処理装置wの空き容量が0、さら
に転送リストが空集合でなければ、Case3の矢印に
進み、転送リストの最後尾に書き込まれているブロック
を収容する情報処理装置に対して、リスト再構成コマン
ドをトークンptに付加して送信し(ステップ31
1)、転送リストから当該ブロックに関する情報を削除
する。また、Case4に該当し、情報処理装置wのラ
ベルが‘finished’で、かつ転送リストが空集
合ならば、Case4の矢印に進み、search
(v)を終了する。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
必ずしもリアルタイムで送信する必要性がないデータ
を、情報処理装置の負荷や蓄積容量や通信ネットワーク
の負荷を抑制しながら、転送完了要求時刻以前に転送す
ることができる。また、データ蓄積のための空き容量が
少ない場合でも、データの転送先の空き容量が十分では
ないことにより生じるデッドロックを起こすことなく、
全てのデータを転送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるサーバおよび制御装置の通
信ネットワークを介した構成例を示す図である。
【図2】本発明の一実施例を示すデータ転送要求発生時
のサーバの処理のフローチャートである。
【図3】本発明の一実施例を示す仮想フレーム転送処理
のフローチャートである。
【図4】本発明の一実施例を示すスケジュール制御手順
のフローチャートである。
【図5】図1におけるサーバの構成要素を示す図であ
る。
【符号の説明】
10…制御装置、11〜14…サーバ(情報処理装
置)、20…制御装置とサーバ間の通信回線、30…サ
ーバ相互間の通信回線、16…データ転送スケジュール
決定手段、17…状態表現の測定量提供手段、18…デ
ータ蓄積・転送手段。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04M 3/00 Fターム(参考) 5B045 AA00 BB11 BB28 BB34 BB47 5B089 GB01 JB18 JB23 KA06 KA07 KB06 KB11 KB14 KC15 KC28 KC47 KC48 KC51 KG05 ME10 ME15 5K030 GA02 GA13 HA07 HB02 JA07 JA11 KA03 KX18 LB11 LC02 LC11 5K034 AA03 AA07 DD02 EE10 FF02 FF11 HH12 HH14 HH17 HH38 HH54 MM11 MM14 MM18 MM25 5K051 AA05 BB02 CC02 EE01 EE02 FF01 FF03 FF08 HH27 JJ12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データを蓄積して転送する複数の情報処
    理装置を通信ネットワークを介して接続し、該情報処理
    装置相互間でデータの送受信を行う蓄積型データ転送方
    式において、 各情報処理装置には、各データに予め定められている転
    送完了要求時刻以前に目的の情報処理装置へのデータ転
    送が完了することを条件として、該情報処理装置の状態
    および通信ネットワークの状態に基づき、データの送受
    信順序とデータの転送経路と該転送経路上の情報処理装
    置のデータ蓄積時間と転送開始時刻とを決定するための
    データ転送スケジュール決定手段を具備したことを特徴
    とする蓄積型データ転送方式。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の蓄積型データ転送方式
    において、 前記データ転送スケジュール決定手段は、決定したスケ
    ジュールと実際の転送の実行との間に時間的ずれが生じ
    た場合、改めてデータの送受信順序とデータの転送経路
    と該転送経路上の情報処理装置のデータ蓄積時間と転送
    開始時刻とを決定し直すことを特徴とする蓄積型データ
    転送方式。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の蓄積型
    データ転送方式において、 前記データ転送スケジュール決定手段は、データ転送順
    序を時系列の転送周期を有する仮想フレームに分割し、
    分割された仮想フレームの長さと1個の仮想フレームで
    転送するデータ容量は全て同一量とし、 その場合、測定した情報処理装置および通信ネットワー
    クの状態に基づいて、該情報処理装置および通信ネット
    ワークの現在から将来にわたる輻輳状態を決定ないし推
    定し、それに応じて将来にわたる各仮想フレームの長さ
    とデータ容量を決定し、 あるデータの転送要求が発生したとき、当該データを転
    送する仮想フレームを決定し、 情報処理装置間で同一仮想フレーム番号を持つ仮想フレ
    ーム内データの転送が終了すると、全ての情報処理装置
    で同期をとって次の仮想フレームの転送処理に移行する
    ことを特徴とする蓄積型データ転送方式。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の蓄積型データ転送方式
    において、 前記データ転送スケジュール決定手段は、転送要求デー
    タが発生すると、時間指定されたデータについては、各
    仮想フレームの転送開始予定時刻以前の仮想フレームに
    割り当て、 時間指定されていないデータについては、現在転送中の
    次の仮想フレームから後続する仮想フレームに順に割り
    当て可能か否かをチェックし、不可能であれば次のフレ
    ームに割り当て可能か否かをチェックするという動作を
    反復して、割り当て可能な仮想フレームに実際に割り当
    てることを特徴とする蓄積型データ転送方式。
  5. 【請求項5】 データを蓄積して転送する複数の情報処
    理装置を通信ネットワークを介して接続し、該情報処理
    装置相互間でデータの送受信を行う際のデータ転送スケ
    ジュール決定方法において、 該情報処理装置間で同一仮想フレーム番号を持つ仮想フ
    レーム内のデータ集合を転送する場合に、データは全て
    同一サイズのブロックに分解して、ブロック単位で転送
    し、先ず全てのブロックに‘unscanned’とラ
    ベリングし、収容している全てのブロックのラベルが
    ‘unscanned’である情報処理装置に‘unf
    inished’とラベリングし、ブロック転送の結
    果、収容しているブロック全てのラベルが‘scann
    ed’になれば‘finished’に更新し、‘un
    finished’とラベルがついている情報転送装置
    vを1つ選択し、トークンptを情報転送装置vで生成
    してsearch(v)コマンドを実行し、この動作を
    全ての情報処理装置のラベルが‘finished’に
    なるまで行い、トークンおよびブロックの転送時に、情
    報処理装置や通信ネットワークが輻輳状態であれば、転
    送を一時中断し、輻輳状態から回復した時点で転送を再
    開するとともに、下記ステップに従って動作することを
    特徴とするデータ転送スケジュール決定方法。 (Step.1)トークンptが情報処理装置wで生成
    された場合(w=v)、Step.2.1に進み、(S
    tep.2)送られてきたトークンptの付加情報とし
    て、ブロック番号と当該ブロックを収容する情報処理装
    置名の組が入っている場合、この組を転送リストにリス
    ト構造で記憶し、(Step.2.1)情報処理装置w
    のラベルが‘unfinished’であれば、情報処
    理装置wが収容している‘unscanned’ラベル
    のブロックeを選択し、該ブロックeのラベルを‘sc
    anned’に更新し、その結果、情報処理装置wに収
    容している‘unscanned’ラベルのブロックが
    なくなれば、情報処理装置wのラベルを‘finish
    ed’に更新し、最後にトークンptにブロック名eと
    wの情報処理装置名の組を付加して、ブロックeの転送
    先情報処理装置に送信し、(Step.2.2)情報処
    理装置wのラベルが‘finished’で、かつ情報
    処理装置wの空き容量が単位ブロックサイズ以上、さら
    に転送リストが空集合でなければ、転送リストの最後尾
    に書き込まれているブロックeを転送させ、実際に転送
    が終了すると、転送リストから該ブロックeに関する情
    報を削除し、(Step.2.3)情報処理装置wのラ
    ベルが‘finished’で、かつ情報処理装置wの
    空き容量が0、さらに転送リストが空集合でなければ、
    転送リストの最後尾に書き込まれているブロックを収容
    する情報処理装置に対して、リスト再構成コマンドをト
    ークンptに付加して送信し、転送リストから当該ブロ
    ックに関する情報を削除し、(Step.2.4)情報
    処理装置wのラベルが‘finished’で、かつ転
    送リストが空集合であれば、search(v)を終了
    し、(Step.3)送られてきたトークンptの付加
    情報として、ブロックeを転送させるコマンドが付加さ
    れている場合には、ブロックeをその転送先情報処理装
    置に転送し、wのラベルが‘unfinished’な
    らばStep.2.1へ、wのラベルが‘finish
    ed’で、かつ情報処理装置wの空き容量が単位ブロッ
    クサイズ以上ならばStep.2.2へ、wのラベルが
    ‘finished’で、かつ情報処理装置wの空き容
    量が0ならばStep.2.3へ、そうでなければSt
    ep.2.4へそれぞれ進み、(Step.4)送られ
    てきたトークンptの付加情報として、リスト再構成コ
    マンドが付加されている場合には、wのラベルが‘un
    finished’であればStep.2.1へ、wの
    コマンドが‘finished’で、かつ情報処理装置
    wの空き容量が単位ブロックサイズ以上であればSte
    p.2.2へ、どちらでもなければStep.2.3
    へ、それぞれ進む。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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