JP2001045093A - レイヤー2トンネリングプロトコール(l2tp)向け送信者開始回復アルゴリズム(sira) - Google Patents
レイヤー2トンネリングプロトコール(l2tp)向け送信者開始回復アルゴリズム(sira)Info
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Abstract
TP)向け送信者開始回復アルゴリズム(SIRA) 【解決手段】本発明は、レイヤー2トンネリングプロト
コール(L2TP)向け送信者開始回復アルゴリズム
(SIRA)に関するものである。これは、L2TP受
信者から、同一の「次に受信した」(Nr)配列番号を
含む所定のパケット数を受信して、送信者開始アルゴリ
ズム(SIRA)を実行する。L2TP送信者は「リセ
ットSr」(Rビット)インジケータを含むペイロード
メッセージを送信する。このインジケータはNr(受信
者における)の値を最初に失われたパケットをちょうど
超える値か、あるいは当該送信者が現在送信している配
列番号に再設定(リセット)される。
Description
ケット通信システムに関するものである。
(L2TP)(例えば、K.Hamzeh,T.Kolar,M.Littlewoo
d,G.Singh Pall,J.Valencia,W.Verthein,W.M.Townsley,
B.Palter,A.rubens"Layer Two Tunneling Protocol(L2T
P)",Internet draft,March 1998を参照せよ。)は、イ
ンターネット・エンジニアリング・タスクフォース(IE
TF)L2TPワーキンググループによって設計され、インタ
ーネットサービスプロヴァイダー(ISP)が、従来型の
登録されたインターネットプロトコール(IP)アドレス
をベースとしたサービス以外のサービスを提供すること
を可能にするものである。
イダー(ISP)は、L2TPトンネル(あるいはL2T
P接続)を経由することで、顧客が企業イントラネット
へアクセスすることを可能とする仮想ダイヤルアップサ
ービスを提供することができるようになる。
ッション(制御セッション)とデータセッションという
2タイプのセッションが存在する。コントロールセッシ
ョンについては、L2TPは、伝送の間に失われたコン
トロールメッセージ(コントロールパケットとしても知
られている)の再送信スキームを定義している。しかし
ながら、L2TPは、データセッションについては失わ
れたペイロードメッセージ(ペイロードパケットとして
も知られている)は再送信しない。
れた際には、L2TPは、受信者における「次に受信し
た」(Nr)配列番号をリセットする送信者開始回復ア
ルゴリズム(SIRA)を定義している。とりわけ、送
信ウインドがタイムアウト(時間切れ)となる場合(す
なわち、送信者が、先に送信されたパケットについての
通知を受け取ることなく、所定数のパケットを送信して
しまった場合)、送信者は、所定の「リセットSr」
(Rビット)インジケータを含むペイロードメッセージ
を送信する。このインジケータはNr(受信機におけ
る)の値を、最初に失われたパケットをちょうど超える
値か、あるいは送信者が現在送信している配列番号の値
に再設定(リセット)する。
2TP送信者は、L2TP受信者へパケットを送信し、
当該L2TP受信者からの、当該L2TP受信者が先に
送信されたパケットを未だ待っているという複数のメッ
セージを検出することで回復プロセスを開始する。
は、L2TP接続は、L2TPアクセスコンセントレー
ター(LAC)とL2TPネットワークサーバー(LN
S)という2つのパケットインタフェース間で設定され
る。これらの各パケットインタフェースの少なくとも一
つについての送信者は、L2TP受信者からの、当該L
2TP受信者が先に送信されたパケットを未だ待ってい
るという複数のメッセージを検出することで送信者開始
回復アルゴリズム(SIRA)を実行する。
受信した」(Nr)配列番号を含む所定数のパケットを
受信している場合には、L2TP送信者は「リセットS
r」(Rビット)インジケータを含むペイロードメッセ
ージを送信する。このインジケータはNr(受信者にお
ける)の値を、最初に失われたパケットをちょうど超え
る値か、あるいは送信者が現在送信している配列番号の
値に再設定(リセット)する。
述する前に、L2TP配列番号について簡潔な説明を行
っておく。この分野におけるバックグラウンドに通じた
者であるならば、「送信者開始回復アルゴリズム(SI
RA)」というタイトルのセクションへスキップせよ。
いる状態にある。一つの配列番号の状態は、すべてのコ
ントロールメッセージについて維持されており、トンネ
ル内の各ユーザーセッションのペイロードにつき、セッ
ション固有の配列番号の状態が維持されている。例え
ば、L2TPアクセスコンセントレーター(LAC)
が、L2TPネットワークサーバー(LNS)との間で
L2TPトンネルを設定し、当該L2TPトンネルが2
つのユーザーセッションを伝送しているものとせよ。
ルメッセージについて一つの配列番号の状態、及び各ユ
ーザーセッションにつき一つ、すなわち2つのセッショ
ン固有の配列番号の状態を維持している。さらに、送信
者と受信者は、送信ウインドウのサイズ(パケット内
の)を交渉する。この送信ウインドウのサイズは、先に
送信されたパケット(以下でさらに記述する)について
受信者からの通知を要求する以前に、送信者が送信し得
るパケット数を表している。
変数の対で表されている。Srは、ある利用者からの次
のメッセージについて、期待された配列の値を表してい
る。Ssは、反対側の利用者に対して送信される次のメッ
セージについて、Ns領域の配列値を表している。Sr、Ss
という各状態は、送信された最初のメッセージと各セッ
ションについて受信される事が期待された最初のメッセ
ージの場合、Nsの値は0である。これは、各新しいセッ
ションについて、両者のSsとSrを0に初期化することに
対応している。
が存在する。すなわち、Nr(次に受信された)領域とNs
(次に送信された)領域である。これらの2領域は、コ
ントロールメッセージ内に常に存在しており、選択的に
はペイロードパケット内に存在している。一方が非0長
のメッセージを送信するたびに、当該セッションについ
ての対応するSsの値を1ずつ増やす。この変化は、送信
されるメッセージのNsにSrの現在の値をコピーされた後
に生じる。出力メッセージは、対応するセッションにつ
いてSrの現在の値を、常にそのNr領域内に含んでいる。
(しかしながら、任意のパケットが受信される前に送信
された場合には、Nrは0である。)非0長のメッセージ
が、当該セッションの現在のSrの値と適合するNsの値を
もって受信されると、Srの値は1だけ増やされる。ここ
で、コントロールセッションとペイロードセッションの
両方について、メッセージが現在のSrの値よりも大きい
Nsの値をもって受信されるのであれば、Srの値は修正さ
れないという点には留意されたい。
は次の出力メッセージのNr領域内の更新されたSrの値を
送り返す事によってメッセージを通知しなくてはならな
い。この更新されたSrの値は、当該利用者が送り返す事
になりうる任意の非0長メッセージのNr領域内にピギー
バックされることが可能である。
ールあるいはペイロード)は、パケットがNr及びNs領域
を通信するためだけに用いられる。Nr領域及びNs領域
は、上述のように充たされるが、配列番号の状態である
Ssは増やされない。このように、0長メッセージの後に
送信された非0長メッセージは先の0長メッセージと同
じNsの値を含んでいる一方で、非0長メッセージの後に
送信された0長メッセージは、新しいNsの値を含んでい
ることになる。
伝送するメッセージをもっていない場合には、上述のよ
うにタイムアウト(時間切れ)に伴い、SrとSsの最後の
値を含む0長メッセージを送信することになる。このタ
イムアウト(時間切れ)についての示唆される値として
は、受信者側によって計算されている場合には、往復時
間(RTT)の1/4であり、あるいは最大で1/2秒
である。このようなタイムアウト(時間切れ)によっ
て、受信者側は、利用者に向けられたペイロードメッセ
ージを得るための合理的な機会を提供すべきで、それに
よって、受信されたメッセージのACK(通知)はピギ
ーバックされることが可能となる。(このような時間切
れの値は、示された最大値として取り扱われるべきであ
る。よりよいスループットを提供するため、受信者側は
このような時間切れを完全にスキップすべきであり、ま
た、その受信ウインドウが充たされ、当該接続について
送信すべき待ちデータが何ら存在していないか送信ウイ
ンドウが閉じており待ちデータを送信できない場合に
は、直ちに0長メッセージを送信すべきである。)
はLr(最後に送信されたSrの値)と比較され、両者
が等しくない場合には、0長のACK(通知)が発行さ
れる。両者が等しい場合には、ACK(通知)は何ら出
力されず、何らのアクションが取られる必要もない。新
しいメッセージが受信される場合には、アクティブな状
態ではあるが、タイマーは再初期化される必要はない。
というのは、そのようなメッセージは、時間切れとなる
際に通知されるからである。これより、推奨された時間
切れ間隔に等しい最大の間隔をもって、周期的なACK
が発行されることが保証される。このような時間間隔
は、ペイロードメッセージが一方向のみに送信されてい
る際に、送信機における誤った通知の時間切れを生じさ
せない程度に短いものとなされるべきである。そのよう
なACKについては、元々始動していないデータパス上
で送信されるので、性能についての影響は、無視できな
いにしてもわずかなものとなるはずである。
メッセージが失われた場合には、出力メッセージの再送
信が結果的に受信者側に期待されたメッセージを提供す
ることになるはずである。しかしながら、ペイロードセ
ッションについては失われたメッセージは再送信される
ことはない。
は、受信者側におけるSrの値は、最初に失われたペイ
ロードメッセージのNsの値でひっかかる。L2TPで
は、送信者開始回復アルゴリズム(SIRA)は、図1
で定義され例示されている。SIRAでは、送信者は送
信されたペイロードパケットが失われたときを決定する
ためにタイマー機構を用いている。このタイマー機構で
は、上述の送信ウインドウ(あるいは「ウインドウの時
間切れ」についての形式とも呼ばれることがある)及び
所定の時間切れ値Tを用いている。
ケットであることを前提としている。最初に、L2TP
の送信者がパケット#1(すなわち、配列の番号が1で
あることを表している)をL2TPの受信者へ送信す
る。受信することで、L2TPの受信者は#2という値
のNrを、受信者が受信することを期待する次に配列さ
れているパケットの値として含むパケットを送信するこ
とによって応答する。そこで、L2TPの送信者は、#
2のパケットを送信する。しかしながら、図1に示され
ているように、このパケットについては、L2TPの受
信者には受信されない。続いて、L2TPの送信者は、
L2TPの受信者が#2という値のNrを含むパケット
で応答する#3のパケットを送信する。このように、L
2TPの送信者は、パケット#2がL2TPの受信者に
よって受信されたという肯定的通知を未だ受け取っては
いない。(すなわち、このことは否定的通知ということ
になろう。)図1に示されているように、結果的には、
L2TPの送信者はパケット#2についての肯定的通知
を受け取ることなしに(すなわち、ウインドウの時間切
れが生じている)、4つのパケット(#2、#3、#
4、#5)を送信し、時間Tの間だけ伝送を停止してい
る。
け取られない場合には、L2TPの送信者は、所定の
「リセットSr」(Rビット)というインジケータを含
むペイロードメッセージを伝送する。Rビットのインジ
ケータについての受信者側での検出によって、Ns>S
rである場合には、受信者側は自らのSrの値を、受信
されたペイロードメッセージ(これはRビットインジケ
ーターを含んでいる)内に含まれたNsの値に更新す
る。言い換えれば、Rビットのインジケータは、Srを
Nsの値にリセットするために用いられる。送信者は、
受信者のSrの値を、一つ前の最初に失われたペイロー
ドメッセージにリセットしたいのか、あるいは、送信者
としての現在のSsの値にリセットしたいのか、決定す
ることができる。もしRビットのインジケータが設定さ
れていない場合には、0長メッセージを受信する側は自
らのSr変数を更新しない。
ール(L2TP)の送信者は、L2TPの受信者へパケ
ットを送信し、L2TPの受信者が、先に送信されたパ
ケットをいまだ待っているという、当該受信者からの複
数のメッセージを検出することで、回復プロセスを開始
する。
な通信システム100を示している。発明の概念以外、
構成要素についてはよく知られているものであり、詳細
については記述されない。例えば、パーソナルコンピュ
ータ(PC)105は、公衆交換通信網(PSTN)1
10を通じてインターネット接続を設定するためISP
(インターネットサービスプロヴァイダー)Aへダイヤ
ルアップアクセスを行うデータ通信装置(示されていな
い)を含んでいる。同様に、通信システム100の構成
要素間での実線は、個々のエンドポイント間での公知の
通信設備を表しているものである。例えば、PC105
とPSTN110間での接続は、ローカルループ接続を
表しており、ISP(インターネットサービスプロヴァ
イダー)Aとインターネット130間での接続は、同期
光ネットワーク(SONET)等を介した非同期転送モ
ード(ATM)によってサポートされている。
0は、さらにISP(インターネットサービスプロヴァ
イダー)Aのネットワークで表されているような、IS
PAを含んでいる。後者は、ネットワークアクセスサー
バー(NAS)155(ここではまた、L2TPアクセ
スコンセントレーター(LAC)とも呼称される)を含
んでいる。このNASは、当業者間では公知の存在点
(POP)ルーター(示されていない)、ローカルネッ
トワーク160、ルーター165を含んでいる。
雇用者(PC105をもった)がネットワークサーバー
(NS)135(ここではまた、L2TPネットワーク
サーバー(LNS)とも呼称される)を介して例示的な
企業ネットワークにアクセスするという、仮装私設網
(VPN)サービスを提供しているものとせよ。ネット
ワークサーバーについては、幾つかの他機能のなかで
も、ルーティングとファイヤーウォールの機能を提供し
ている。(企業ネットワークについては、例えば、LN
Sの背後で適切に保護されたローカルエリアネットワー
ク(示されていない)の集合体となっているものとす
る。)ここでの記述のため、読み手は上述のL2TPプ
ロトコールには把握しているものとする。
ならない。図3は、本発明の原理にしたがった方法の例
示的な流れ図を示したものである。ここでは、発明の概
念は、LNSにパケットを送信するという意味での、例
えばLACのような、例示的なパケットインタフェース
という文脈で記述される。しかしながら、本発明の概念
は、そのように限定されるべきではなく、LNSのよう
な、(なお、LACとその他の各サービスは、ここでは
記述されないが、既存のプログラミング技術を用いて、
以下に述べられる方法を実行すべく適切にプログラミン
グがなされているものとする。)パケットを送信する任
意のパケットインタフェースに対しても同じように当て
はまるものである。
0とLNS間でデータを通信するため、LNSとL2T
P接続2を設定する。LNSはもちろん企業ネットワー
ク(詳細には示されていない)へのゲートウエイを提供
している。当該技術分野では公知なように、ステップ2
05は、PC110を用いている利用者(示されていな
い)とLNS間での呼をサポートする新たなトンネルを
生成する結果となるか、あるいは、単にL2TP接続を
既存のL2TPトンネルに加えるか、いずれかとなる。
(ここでは記述されていないが、LACとPC105の
間にはポイント対ポイント接続1が存在しているものと
せよ。すなわち、L2TP接続2を介したペイロードパ
ケットは、LAC/LNSの対間での利用者セッション
のためにL2TPでカプセル化された、PPP(ポイン
ト対ポイント)パケットとなっているのである。)
トロールセッションとペイロードセッションという2タ
イプのL2TPセッションが存在している。(ここでま
た、コントロール接続とペイロード接続という用語もそ
れぞれ用いられうるということに留意されたい。)本発
明にしたがって、ステップ210では、L2TP接続が
設定された後に、L2TPの送信者(ここではLACで
示されている)は、同じ「次に受信した」(Nr)配列
番号(以下で記述される)を含む所定数のパケットを受
信したことを検出して、送信者開始回復アルゴリズム
(SIRA)を開始する。LACは必要であれば、ステ
ップ215でL2TP接続が切断されるまでSIRAを
実行し続ける。
IRAをさらに例示している、別のフローチャートが示
されている。このプロセスの初めでは、LACは、変数
である「複数の否定的通知」を保存し、この変数を0に
初期化するものとしている。また、この変数は配列番号
の値ONr(出力配列番号)をカウンタ値Kと結びつけ
る単純なデータ構造としている。(当業者には公知であ
るように、配列番号は典型的には繰り返しとなるもの、
例えば、モジュロ8といったものである(モジュロ8の
場合には、配列番号としては、0、1、2、3、4、
5、6、7が用いられる。)ことに留意されたい。そこ
で、以下で述べる方法では、LACは、結果的に配列番
号を再利用することを考慮に入れているものとせよ。)
ステップ305では、LACはLNS(サーバー)によ
って期待されている次の配列番号のパケットを表してい
るNrの値を含むパケットを受信する。
パケットについて、例えば、受信されたNrの値はON
rの現在の値と同じものであるか、といった点につい
て、チェックを行う。両者の値が異なる場合には、すな
わち、問題のあるパケットが存在しない場合には、LA
Cはステップ325において変数を更新する。例えば、
LACはONrの値を受信されたNrの値に更新し、K
の値を0に設定し、ステップ305へと続いてパケット
を受信する。
する場合には、例えば、Nrについての受信された値が
ONrについての値に等しい(同じパケット)である場
合には、ステップ315においてKの値は1増やされ、
LACは、ステップ320において所定の制限に到達し
たかについてチェックを行う。(所定の制限の値は、経
験的に決定される。例えば、所定の制限が3とせよ。)
ステップ320において、3以下の否定的通知が受け取
られている場合には、LACはステップ305へと続
き、パケットを受信する。
場合には、LACは、「リセットSr」(Rビット)イ
ンジケータを含むペイロードメッセージをLNSへ送信
し(ステップ330において)、このインジケータはN
r(受信者における)の値を、最初に失われたパケット
をちょうど超える値か、あるいは送信者が現在送信して
いる配列番号の値に再設定(リセット)する。加えて、
LACは「複数の否定的通知」という変数を再初期化し
て、ステップ305へと続き、パケットを受信する。
2、3倍に設定することで、相対的に高いスループット
を与えるには十分である。さらに、時間切れ間隔は、往
復時間に加えて2から4の標準的な変位に相当するよう
に選択されることが可能である。最後に、送信者のウイ
ンドウがウインドウの時間切れの値以上の間閉じられて
いる場合にも、当該送信者はRビットのパケットを送信
することは依然必要とされる。例えば、128パケット
のサイズのバッファーが想定される。しかしながら、バ
ッファーのサイズだけが当該ウインドウのサイズ以上の
ものとなる必要とされる。例示的なウインドウのサイズ
としては、7パケットである。例示的なRTTとして
は、4パケットである。
「ペイロードタイムアウト(時間切れ)」という機能を
導入することもできる。この「ペイロードタイムアウト
(時間切れ)」機能においては、受信者から肯定的通知
を受信する前に所定の時間τが時間切れとなる場合に
は、送信者は、「リセットSr」(Rビット)インジケ
ータを含むペイロードメッセージを受信者へ送信する。
このインジケータはNr(受信機における)の値を、最
初に失われたパケットをちょうど超える値か、あるいは
送信者が現在送信している配列番号の値に再設定(リセ
ット)する。「ペイロードタイムアウト(時間切れ)」
機能のフローチャートについては図5に示されている。
ペイロード時間切れの例示的な値としてはRTTがあ
る。
にしたがったSIRAを実行するために用いられる代表
的なパケットインタフェースについての高レベルでのブ
ロック線図が示されている。パケットインタフェース6
05は、保存されたプログラム制御をベースとしたプロ
セッサーアーキテクチャーであって、プロセッサー65
0、メモリ600(プログラム命令とデータを保存する
ため、例えば、図3、図4、図5等に示された例示的な
方法を実行する。)、さらにパス666によってパケッ
ト通信装置へと結合させる通信インタフェース665を
含んでいる。
ては失われたペイロードメッセージを再送信しないL2
TP接続において、代替的なスキームとして用いられ
る、送信者開始回復アルゴリズム(SIRA)を、対す
るL2TP受信者が先に送信されたパケットを未だ待っ
ているという複数のメッセージをL2TP送信者が検出
することで開始する方法が提供された。
を示している。
ムを示している。
的な流れ図を示している。
的な流れ図を示している。
的な流れ図を示している。
ットインタフェースのブロック線図を示している。
Claims (6)
- 【請求項1】 レイヤー2トンネリングプロトコール
(L2TP)送信者において用いられる方法で、 L2TP利用者へ向けてパケットを送信するステップ
と、 前記L2TP利用者が先に送信されたパケットを未だ待
っているという、前記L2TP利用者からの複数のメッ
セージを検出して回復プロセスを開始するステップと
を、 有することを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記複数のメッセージとは否定的通知
であることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項3】 前記開始するステップとは、 前記L2TP利用者における、次に受信した配列番号N
rの値を再設定するための「リセットSr」(Rビッ
ト)インジケータを含むパケットを送信するステップ
を、 有していることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項4】 レイヤー2トンネリングプロトコール
(L2TP)送信者を構成するために用いられるパケッ
トインタフェースで、 L2TP利用者へ向けてパケットを送信する通信インタ
フェースと、 前記L2TP利用者が先に送信されたパケットを未だ待
っているという、前記L2TP利用者からの複数のメッ
セージを検出して回復プロセスを開始するためのプロセ
ッサーとを、 有することを特徴とするパケットインタフェース。 - 【請求項5】 前記複数のメッセージとは否定的通知
であることを特徴とする請求項4のパケットインタフェ
ース。 - 【請求項6】 前記開始する回復プロセスの一部とし
て、前記L2TP利用者において次に受信した配列番号
Nrの値を再設定するための「リセットSr」(Rビッ
ト)インジケータを含むパケットを前記プロセッサーが
送信することを特徴とする請求項4のパケットインタフ
ェース。
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