JP2001045094A - レイヤー2トンネリングプロトコール(l2tp)向け受信者開始回復アルゴリズム(rira) - Google Patents
レイヤー2トンネリングプロトコール(l2tp)向け受信者開始回復アルゴリズム(rira)Info
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Abstract
TP)向け受信者開始回復アルゴリズム(RIRA) 【解決手段】本発明のレイヤー2トンネリングプロトコ
ール(L2TP)向け受信者開始回復アルゴリズム(R
IRA)では、損失あるいは故障したペイロードパケッ
トの数が所定値を超えている場合に、L2TP受信者が
受信者開始アルゴリズム(RIRA)を実行する。受信
者は、「受信が期待される次の配列番号」(Sr)、現
在受信した「次に送信された」(Ns)配列番号の値を
最後に受信したパケットから保存したSnlという変数
を維持する。Snl>Sr+調整値のとき、受信者側は
Srの値をSnlの値へ再設定し、全パケットをプロト
コールスタックの上位レイヤーへと通過させ、さらに新
しいSrの値を送信者に知らせる。
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、受信機における「次に受信し
た」(Nr)配列番号をリセットする受信者開始回復ア
ルゴリズム(RIRA)を定義している。とりわけ、伝
送ウインドが時間切れとなる場合(すなわち、送信者
が、先に送信したパケットを有している場合)、送信者
は、所定の「リセットSr」(Rビット)インジケータ
ーを含むペイロードメッセージを伝送する。このインジ
ケーターは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受信者は、L2TP送信者からパケットを受信
し、失われたペイロードパケットを所定数検知すること
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
つを有する受信者は、失われた、あるいは故障したペイ
ロードパケットの数が所定の値を超えた場合に、受信者
開始回復アルゴリズム(RIRA)を実行する。とりわ
け、受信者は以下の複数の変数を維持している。すなわ
ち、「受信が期待される次の配列番号」(Sr)の値、
及び、本発明において、もっとも最後に受信されたパケ
ットから、現在受信された「次に送信された」(Ns)
配列番号を保存してある変数であるSnlである。
部分はSrの値をSnlに再設定(リセット)してすべ
てのパケットをプロトコールスタックの上位のレイヤー
へと通過させる。調整値部分の変数の値は当該受信機が
回復を開始する以前に受信機において破棄されたかある
いは故障したと考えられるパケットの数を表している。
当該受信機はまた(ピギーバッキングまたは0長メッセ
ージを通じて)、当該受信機における新しいSrの値を
送信者に知らせるため通知(ACK)パケットも送信す
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、「受信者開始回復アルゴリズム(RI
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、伝送器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、ペイロードメ
ッセージ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
伝送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、上述の伝送ウインドウ(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通知を未だ受け取ってはいな
い。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。
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ーを含むペイ
ロードメッセージを伝送する。Rビットのインジケータ
ーについての受信者側での検知によって、Ns>Sr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ビットのインジケー
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ーは、SrをN
s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ーが設定さ
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。
ル(L2TP)の受信者は、L2TP送信者からパケッ
トを受信し、失われたペイロードパケットを所定数検知
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。
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(S
ONET)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、PC110へ伝送するパケットを受信するという
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
を受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、失われた、あるいは故障したペイロ
ードパケットの数が所定の値を超えていることを検出し
て、受信者開始回復アルゴリズム(RIRA)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RIRA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。本発明の概念とは別に、LACは、先行技
術におけるものとして、上述の配列番号の状態を維持及
び更新することに留意すべきである。ステップ305で
は、LACはパケットを受信する。ステップ310で
は、LACは上述の配列番号の状態を更新し、本発明に
したがって、さらに変数Snlを維持している。この変
数Snlは、もっとも最後に受信されたパケット内にあ
る、現在受信された「次に送信された」(Ns)配列番
号の値を保存しているものである。
15を実行する。もし、Snlの値が、(Sr+調整
値)よりも、大きくない場合には、LACはステップ3
05においてパケットを受信し続ける。しかしながら、
ステップ315において、Snlの値が(Sr+調整
値)よりも大きい値である場合には、LACはSrの値
をSnlの値に再設定(リセット)し、すべてのパケッ
トをプロトコールスタック(示されていない)の上位の
レイヤーへと通過させる。(ここで、当該受信者は、故
障したパケット(示されていないを待ち状態のまま維持
しているものとする。しかしながら、仮にパケットが順
番に受信される場合には、さらなる処理のためにプロト
コールスタック(示されていない)の上位のレイヤーへ
と通過される。)
始する前に、受信者において破棄されたか、または故障
したと考えられるパケットの数を表している。調整値の
値のは、経験的に決定される。ここでの例の目的では、
調整値の変数の値は、3パケットに等しいものであるこ
とを前提としている。加えて、ステップ320では、L
ACは送信者(ここではLNS)に当該受信者における
新しいNrの値を知らせるべく通知(ACK)パケット
を(ピギーバッキングまたは0長メッセージを通じて)
送信する。
しては、図5に示されている。箱の配列は、各受信され
たパケットについて、LAC内の関連する受信データバ
ッファー(示されていない)を表している。上述の例示
的な方法を用いて、パケット番号2のものが受信された
際には、LACはSrとSnlの値を3へ更新する。し
かしながら、パケット番号3のものは受信されていな
い。(箱においてはXというマークで示されている。)
そこで、パケット番号4のものが受信されると、Srの
値は3のままになっている一方で、Snlの値はLAC
によって5へと増やされる。このような状況が続くので
あれば、すなわち、パケット番号3のものが受信されな
い場合、パケット番号6のものが受信されると、Snl
の値がSrの値プラス3という調整値以上となってしま
う。そこで、本発明にしたがって、Srの値はSnlの
値へと再設定(リセット)されるのである。
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。
該受信者が遅延させたACKパケットを送信する「遅延
フィードバック機能」を導入しうる。遅延フィードバッ
ク機能は、スループット、応答時間、帯域幅利用のオー
バヘッド分といったものの間での性能のトレードオフに
際してある程度の自由度を提供するものである。言いか
えれば、順に受信されたパケットについて通知を発する
(ACKする)ことを必ずしも即座に行わないでよい自
由を選べるのである。
あるフィードバック間隔(変数「フィードバック間隔」
あるいはKで示されている)を選ぶことができる。1と
いうフィードバック間隔については、受信者は常に順に
受信されたパケットを直ちに通知する。3というフィー
ドバック間隔については、受信者は任意のACKを3パ
ケット分遅延させる。遅延フィードバック機能の流れ図
については、図6に示されている。
にしたがったRIRA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。
原理を例示するものに過ぎず、そのため、ここでは明示
的には述べられてはいないものの、当該技術分野の当業
者は、本発明の原理を具現化し、その技術思想及び保護
範囲に含まれる様々な選択的な構成を行うことが可能で
あると考えられる。
ては失われたペイロードメッセージは再送信されないL
2TP接続において、L2TP受信者は、L2TP送信
者からパケットを受信し、失われたペイロードパケット
を所定数検知することで回復プロセスである受信者開始
回復アルゴリズム(RIRA)を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。
フェースを示している。
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 (8)
- 【請求項1】 レイヤー2トンネリングプロトコール
(L2TP)受信者において用いられる方法で、 L2TP送信者からパケットを受信するステップと、 所定数の損失ペイロードパケット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】 レイヤー2トンネリングプロトコール
(L2TP)受信者において用いられる方法で、前記開
始するステップが、 受信されたパケットからの、現在受信した「次に送信さ
れた」配列番号の値を「受信が期待された次の配列番
号」(Sr)を表す保存された値と比較するステップ
と、 前記比較するステップの結果が所定の値以上である場合
には前記受信機の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、請求項1の方法。 - 【請求項3】 前記Srを前記の現在受信した「次に
送信された」配列番号の値に再設定(リセット)するス
テップを、 さらに有することを特徴とする請求項2の方法。 - 【請求項4】 前記回復プロセスのステップを開始す
る以前に所定数のパケットの損失を検出するステップ
を、 さらに含むことを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項5】 前記L2TP送信者へ先に受信したパ
ケットについての通知を送信する前に、K個のパケット
が受信されることを待つステップを、 さらに有することを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項6】 レイヤー2トンネリングプロトコール
(L2TP)受信機を形成するために用いられるパケッ
トインタフェースで、 L2TP送信者からパケットを受信する通信インタフェ
ースと、 (a)受信されたパケットからの現在受信した「次に送
信された」配列番号の値(Snl)と(b)「次に受信
されることが期待される次の配列番号」(Sr)を保存
するメモリと、 SnlとSrの間の差が所定の値を超えている場合に、
受信者回復プロセスを開始するプロセッサーとを、 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7】 前記SnlとSrの間の差が前記所定
の値を超えている場合に、前記プロセッサーが、前記S
rを前記現在受信した「次に送信された」配列番号の値
へ再設定(リセット)することを特徴とする請求項6の
パケットインタフェース。 - 【請求項8】 前記L2TP送信者へ先に受信したパ
ケットについての通知を送信する前に、前記プロセッサ
ーがK>1であるK個のパケットが受信されることを待
つことを特徴とする請求項6のパケットインタフェー
ス。
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