JP2001237882A - パケットデータ転送におけるパケットサイズ制御装置及びその制御方法 - Google Patents

パケットデータ転送におけるパケットサイズ制御装置及びその制御方法

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JP2001237882A
JP2001237882A JP2000045299A JP2000045299A JP2001237882A JP 2001237882 A JP2001237882 A JP 2001237882A JP 2000045299 A JP2000045299 A JP 2000045299A JP 2000045299 A JP2000045299 A JP 2000045299A JP 2001237882 A JP2001237882 A JP 2001237882A
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Yoshihiro Ono
芳浩 小野
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0006—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission format
    • H04L1/0007—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission format by modifying the frame length

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信ウィンドウいっぱいまで送信するのを防
止する。 【解決手段】 ＭＳＳ計算部００５にてデータリンク層
帯域幅とラウンドトリップタイムＲＴＴと輻輳ウィンド
ウサイズｃｗｎｄとを参照して、データ送信の最大セグ
メントサイズＭＳＳが決定され、次にセグメント生成部
００３にて最大セグメントサイズＭＳＳと、未送信デー
タサイズｓｄａｔと、送信ウインドウサイズｓｗｎｄの
うちの最小値が選択され、その最小値が送信セグメント
としてセグメント送信部００４から送信される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパケットデータ転送
におけるパケットサイズ制御装置及びその制御方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来技術の一例が特開平９−２
４７２０９号公報（以下、文献という）に開示されてい
る。この文献１開示の技術によると、転送遅延の大きな
ネットワークを介してデータ転送を行う場合において、
帯域幅（転送レート）とラウンドトリップタイム（ＲＴ
Ｔ；データ往復遅延時間）の積が送信ウィンドウサイズ
よりも大きくなっているとき、送信ウィンドウ分のデー
タ転送を行った後受信側から確認応答が到着するまでの
間送信処理がブロックされてしまい、結果としてネット
ワークの帯域を有効に利用できないために効率的なスル
ープットのデータ転送ができないことが説明されてい
る。
【０００３】この問題を解決するために、上記文献開示
の技術ではネットワークの遅延時間を仮想ウィンドウサ
イズに変換し、送信ウィンドウサイズに上記仮想ウィン
ドウサイズを加算したウィンドウサイズをあらたに送信
ウィンドウサイズとしてデータ転送を行うことによっ
て、送信処理がブロックされる現象を回避しようとして
いる。
【０００４】即ち、上記文献開示の技術は、送信ウィン
ドウいっぱいまで送信してしまったために次のデータ送
信がブロックされている状況で、ＡＣＫを受け取らなく
ても送信ウィンドウを拡大することによって、次のデー
タ送信を行うというものである。
【０００５】又、この種の従来技術の他の例が特開平１
１−２２５１６６号公報、特開平１１−１２７１６３号
公報、特開平９−１１６５７２号公報及び特開昭６１−
２６４８３８号公報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記文献開示
の技術を用いると、送信ウィンドウサイズは受信側で実
際に用意している受信バッファサイズを越える可能性が
有り、受信側でデータ到着速度以上の速度でデータ受信
処理が滞りなく行われる時は問題ないが、受信側のホス
トにおいて受信処理が一時的にでも滞って受信バッファ
のデータが処理されない状況が発生した場合、あるい
は、ネットワーク上の雑音により転送データに誤りが発
生し、誤ったセグメントサイズ分の受信バッファ領域が
再送処理のために開放されずに保持された場合、送信側
で送信したデータの一部が受信バッファに入りきらない
ために、本来は正しく到着したセグメントに対する不要
な再送処理が引き起こされる可能性がある。
【０００７】即ち、送信ウィンドウはその転送処理にお
いて受信側が受信処理を確実に行えることを保証するも
のであるため、上記文献開示の技術のように送信側で勝
手に送信ウィンドウサイズを大きくしてしまうと受信側
が受信できないデータが発生する可能性がある。又、上
述した従来技術の他の例にもこの課題を解決する手段は
開示されていない。
【０００８】そこで本発明の目的は、送信ウィンドウい
っぱいまで送信した場合に発生する送信ブロック状態を
短縮し、もってデータ転送スループットを向上させるこ
とが可能なパケットデータ転送におけるパケットサイズ
制御装置及びその制御方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、送信側から送出された転送データが受信側
で受信されたことを示す受信側からの確認応答に基づい
て、順次送信側から転送データを送出するパケットデー
タ転送におけるパケットサイズ制御装置であって、その
装置はデータリンク層帯域幅とラウンドトリップタイム
と輻輳ウィンドウサイズとを参照して、データ送信の最
大セグメントサイズを決定するセグメントサイズ決定手
段を含むことを特徴とする。
【００１０】又、本発明による他の発明は、送信側から
送出された転送データが受信側で受信されたことを示す
受信側からの確認応答に基づいて、順次送信側から転送
データを送出するパケットデータ転送におけるパケット
サイズ制御方法であって、その方法はデータリンク層帯
域幅とラウンドトリップタイムと輻輳ウィンドウサイズ
とを参照して、データ送信の最大セグメントサイズを決
定する第１ステップを含むことを特徴とする。
【００１１】本発明及び本発明による他の発明によれ
ば、データリンク層帯域幅とラウンドトリップタイムと
輻輳ウィンドウサイズとを参照して、データ送信の最大
セグメントサイズが決定され、その最大セグメントサイ
ズと、未送信データサイズと、送信ウインドウサイズの
うちの最小値が送信セグメントとして送信される。
【００１２】
【発明の実施の形態】まず、本発明の特徴について概説
する。本発明のパケットデータ転送方法では、ラウンド
トリップタイム（以下、ＲＴＴという）とデータリンク
層帯域幅及びその時点での輻輳ウィンドウサイズに依存
して、送信パケットサイズを制御するというものであ
る。
【００１３】図１に本発明のパケットデータ転送方法に
よるトランスポート層プロトコル処理ブロックを示す。
ここでＭＳＳ（最大セグメントサイズ）計算部００５を
設け、計測したＲＴＴとその時のデータリンク層帯域幅
をもとに最適なＭＳＳを求めて、そのＭＳＳを用いて送
信データセグメントを生成する点に新規性がある。
【００１４】図５に、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏ
ｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）で一例として
２．４ＭＢのデータ転送シミュレ−ションを行った場合
の平均スループットを示す。縦軸にスループットを、横
軸に転送遅延時間をとった。転送遅延時間はＲＴＴの一
方向分の時間であるから、ＲＴＴの半分が転送遅延時間
に相当する。
【００１５】データリンク層帯域幅は一例として３８４
ｋｂｐｓ、送信バッファサイズ及び受信バッファサイズ
は一例として１６ｘ１０２４バイトである。ここでは、
送信バッファサイズは送信ウインドウサイズの最大値に
一致している。又、スロースタートは行わせていない。
ＭＳＳサイズが一例として１２８バイトの場合（同図中
Ｘ印で示した特性曲線）と２０４８バイトの場合（同図
中Ｏ印で示した特性曲線）について、転送遅延時間を変
化させてデータ転送を行った。
【００１６】同図より、転送遅延時間が１５０ｍｓｅｃ
以下の時は、Ｘ印で示したＭＳＳサイズ１２８バイトよ
りもＯ印で示したＭＳＳサイズ２０４８バイトの方がス
ループットの値が大きいが、転送遅延時間が１５０ｍｓ
ｅｃを超えると、この関係が逆転してＭＳＳサイズ１２
８バイトの方がスループットの値が大きくなる。これよ
り、スループットを最適にするためのＭＳＳサイズはＲ
ＴＴにより異なることがわかる。
【００１７】さらに、本発明の特徴について具体的に説
明すると、本発明は送信ウインドウいっぱいまで送信し
てしまったために次のデータ送信がブロックされてしま
う状況に陥る期間をできるかぎり短縮しようとするもの
である。このために、ＭＳＳサイズをＲＴＴと帯域幅と
を参照して決定する。ＭＳＳサイズを小さくすると、受
信側の確認応答の頻度が上がるので、上述の送信ブロッ
ク状態に陥る期間が短縮される。一方、ＲＴＴが大きく
ない時は、もともと送信ウインドウいっぱいまで送信し
てしまうことがなくなり、ＭＳＳが小さいと転送プロト
コルのヘッダによりかえって通信路の無駄使いが発生す
るので、ＭＳＳサイズを大きくするようにする。
【００１８】従って、本発明によれば、上記文献開示の
技術で発生するような受信側の受信が保証できない危険
な送信を行うこともなく、従来技術よりも良好なスルー
プットが得られる。
【００１９】以下、本発明の実施の形態について添付図
面を参照しながら説明する。まず、第１の実施の形態に
ついて説明する。第１の実施の形態はパケットデータ転
送におけるパケットサイズ制御装置に関するものであ
る。図１はパケットサイズ制御装置の一例の構成図であ
る。このパケットサイズ制御装置はパケットデータ転送
方法によるトランスポート層プロトコル処理ブロックを
示している。なおここで、再送制御のための処理ブロッ
クは本実施の形態の説明に必要ないので省略するが、本
発明のパケットデータ転送方法によるトランスポート層
プロトコル処理ブロックが再送制御を行わないというわ
けではない。
【００２０】同図を参照すると、トランスポート層プロ
トコル処理ブロック０００は送信データ受付部００１
と、送信バッファ００２と、セグメント生成部００３
と、セグメント送信部００４と、ＭＳＳ計算部００５
と、ＲＴＴ計測部００６と、確認応答受信部００７と、
ウィンドウ制御部００８と、タイマ制御部００９とを含
んで構成される。
【００２１】送信データは処理ブロック０００外から、
送信データ受付部００１に渡される。送信データ受付部
００１は受け取った送信データを送信バッファ００２に
書き込む。セグメント生成部００３は、ウィンドウ制御
部００８とＭＳＳ（最大セグメントサイズ）計算部００
５から得られる情報をもとに、送信バッファ００２のデ
ータから送信セグメントを生成する。タイマ制御部００
９はセグメント生成部００３からタイマ設定要求を受付
け、又、セグメント生成部００３にタイムアウト通知を
行う。
【００２２】セグメント送信部００４はセグメント生成
部００３の生成したセグメントをトランスポート層プロ
トコル処理ブロック０００の下位層に送信する。ＲＴＴ
計測部００６は、セグメント送信部００４の送信処理時
に時間計測を開始し、確認応答受信部００７が確認応答
を受信した時に時間計測を終了する。ＭＳＳ計算部００
５はＲＴＴの値とデータリンク層帯域幅の値及びウィン
ドウ制御部００８から得る輻輳ウィンドウｃｗｎｄの値
をもとに最適なＭＳＳ値を計算する。なお、データリン
ク層帯域幅の値は適宜データリンク層から与えられる。
確認応答受信部００７は下位層からの確認応答を受信
し、ＲＴＴ計測部００６とウィンドウ制御部００８に通
知する。ウィンドウ制御部００８は、送信バッファ００
２のウィンドウ制御を行う。
【００２３】次に、第２の実施の形態について説明す
る。第２の実施の形態はパケットデータ転送におけるパ
ケットサイズ制御方法に関するものである。図２乃至図
４はパケットサイズ制御方法の処理工程を示すフローチ
ャートである。図２は送信受付処理工程のフローチャー
ト、図３はデータ送信処理工程のフローチャート、図４
は確認応答処理のフローチャートを夫々示している。
【００２４】これらのフローチャートで表される３処理
（送信受付処理、データ送信処理、確認応答処理）は、
夫々独立にその処理フローを行っている。なおここで、
再送制御のための処理フローチャートは本実施の形態の
説明に必要ないので省略するが、本発明のパケットデー
タ転送方法によるトランスポート層プロトコル処理が再
送制御を行わないというわけではない。
【００２５】まず、図２に示す送信受付け処理１００に
ついて説明する。適宜図１の処理ブロック図を参照す
る。システム起動時にステップ１０１において初期化を
行い、送信データが発生するまで送信データ発生判定ス
テップ１０２を繰り返す（ステップ１０２にてＮの場合
をいう）。一方、送信データが発生すると（ステップ１
０２にてＹの場合をいう）、ステップ１０３において送
信バッファ００２に送信データを書き込む処理を行う。
次に、ステップ１０４においてウィンドウ制御部００８
内の未送信データサイズをあらわす変数ｓｄａｔに、バ
ッファに書き込んだ送信データサイズｄａｔａを加算す
る。
【００２６】次に、図３に示すデータ送信処理２００に
ついて説明する。適宜図１の処理ブロック図を参照す
る。システム起動時にステップ２０１において初期化を
行い、ウィンドウ制御部００８内の未送信データサイズ
をあらわす変数ｓｄａｔが０より大きくなるまでステッ
プ２０２の判定を繰り返す（ステップ２０２にてＮの場
合をいう）。一方、ステップ２０２で”Ｙ”と判定され
ると、ウィンドウ制御部００８内の送信ウインドウサイ
ズを表す変数ｓｗｎｄが０より大きいかどうかステップ
２０３で判定する。判定結果が”Ｙ”となるまでステッ
プ２０３の”Ｎ”を繰り返す。
【００２７】判定結果が”Ｙ”となったとき、ステップ
２０４でタイマ制御部００８のタイマ設定を行う。次
に、ステップ２０５で未送信データサイズｓｄａｔがＭ
ＳＳ未満のとき（判定”Ｎ”のとき）は、ステップ２０
８を経由するループでタイマ制御部００９からのタイム
アウト通知を待つ。このループ中に送信受付処理１００
において新たな送信データが送信バッファ００２に書き
込まれ、ｓｄａｔがＭＳＳ以上になった時はステップ２
０５の判定結果が”Ｙ”となり、ステップ２０６に進
む。ステップ２０６で送信ウインドウサイズｓｗｎｄが
ＭＳＳ未満のとき（判定”Ｎ”のとき）は、ステップ２
０８を経由するループでタイマ制御部００８からのタイ
ムアウト通知を待つ。このループ中に、後述する確認応
答受信処理３００において確認応答を受信し、ｓｗｎｄ
がＭＳＳ以上になった時はステップ２０６の判定結果
が”Ｙ”となり、ステップ２０７に進む。ステップ２０
７では設定されていたタイマを解除し、ステップ２０９
に進む。ステップ２０５の判定結果が”Ｎ”であるか、
あるいはステップ２０６の判定結果が”Ｎ”であるかし
て、ステップ２０８でタイムアウトした場合も、ステッ
プ２０９に進む。
【００２８】ステップ２０９では、そのとき送信可能な
データサイズ（ＭＳＳ，ｓｄａｔ，ｓｗｎｄのうちの最
小値）を選択し変数ｓｅｇに設定する。ステップ２１０
ではこれから送信するセグメントのＲＴＴの計測を開始
し、ステップ２１１ではセグメントサイズｓｅｇのセグ
メント送信を行う。その後ステップ２１２と２１３で、
ｓｗｎｄとｓｄａｔの更新を行う。ステップ２１３を終
了すると、ステップ２０２に戻って次のセグメント送信
処理に入る。
【００２９】次に、図４に示す確認応答受信処理３００
について説明する。適宜図１の処理ブロック図を参照す
る。システム起動時にステップ３０１において初期化を
行い、確認応答を受信するまでステップ３０２を繰り返
す（ステップ３０２にてＮの場合をいう）。ステップ３
０２で”Ｙ”と判定されると、受信した確認応答に対応
するセグメントのＲＴＴ計測をステップ３０３で終了す
る。次に、計測したＲＴＴとデータリンク層帯域幅の値
及び輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄを用いて、ＭＳＳの
計算をステップ３０４で行う。次に、ステップ３０５で
輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄの更新を行う。その後、
ステップ３０６でウィンドウ制御部００８の送信ウイン
ドウサイズｓｗｎｄの更新を行う。そして、ステップ３
０２に戻り次の確認応答の到着を待つ。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、送信側から送出された
転送データが受信側で受信されたことを示す受信側から
の確認応答に基づいて、順次送信側から転送データを送
出するパケットデータ転送におけるパケットサイズ制御
装置であって、その装置はデータリンク層帯域幅とラウ
ンドトリップタイムと輻輳ウィンドウサイズとを参照し
て、データ送信の最大セグメントサイズを決定するセグ
メントサイズ決定手段を含むため送信ウィンドウいっぱ
いまで送信した場合に発生する送信ブロック状態を短縮
し、もってデータ転送スループットを向上させることが
可能となる。又、これにより転送所要時間が短くなると
いう効果も奏する。さらに、付加的な効果として転送所
要時間が短縮されることにより、端末の消費電力の低減
や通信コストの削減を図ることができるという効果も奏
する。
【００３１】又、本発明による他の発明によれば、送信
側から送出された転送データが受信側で受信されたこと
を示す受信側からの確認応答に基づいて、順次送信側か
ら転送データを送出するパケットデータ転送におけるパ
ケットサイズ制御方法であって、その方法はデータリン
ク層帯域幅とラウンドトリップタイムと輻輳ウィンドウ
サイズとを参照して、データ送信の最大セグメントサイ
ズを決定する第１ステップを含むため上記本発明と同様
の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】パケットサイズ制御装置の一例の構成図であ
る。
【図２】送信受付処理工程のフローチャートである。
【図３】データ送信処理工程のフローチャートである。
【図４】確認応答処理のフローチャートである。
【図５】スループット対転送遅延時間特性図である。
【符号の説明】
０００ トランスポート層プロトコル処理ブロック ００１ 送信データ受付部 ００２ 送信バッファ ００３ セグメント生成部 ００４ セグメント送信部 ００５ ＭＳＳ計算部 ００６ ＲＴＴ計測部 ００７ 確認応答受信部 ００８ ウィンドウ制御部 ００９ タイマ制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K030 GA03 GA13 GA19 HA08 HB13 HC14 JA05 KA01 KA03 LC03 MA04 MB02 MB06 5K033 AA01 AA04 CB06 CC01 DB13 DB14 5K034 AA02 HH64 KK28 MM14 QQ04 9A001 BB04 DD10 HH34 JJ18 LL09

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送信側から送出された転送データが受信
    側で受信されたことを示す受信側からの確認応答に基づ
    いて、順次送信側から転送データを送出するパケットデ
    ータ転送におけるパケットサイズ制御装置であって、 データリンク層帯域幅とラウンドトリップタイムと輻輳
    ウィンドウサイズとを参照して、データ送信の最大セグ
    メントサイズを決定する最大セグメントサイズ決定手段
    を含むことを特徴とするパケットデータ転送におけるパ
    ケットサイズ制御装置。
  2. 【請求項２】 さらに、前記最大セグメントサイズと、
    未送信データサイズと、送信ウインドウサイズのうちの
    最小値を送信可能なデータサイズとして選択するデータ
    サイズ選択手段を含むことを特徴とする請求項１記載の
    パケットデータ転送におけるパケットサイズ制御装置。
  3. 【請求項３】 さらに、前記送信可能なデータサイズを
    送信セグメントとして送信するセグメント送信手段を含
    むことを特徴とする請求項２記載のパケットデータ転送
    におけるパケットサイズ制御装置。
  4. 【請求項４】 前記データサイズ選択手段は一定時間経
    過前に前記未送信データサイズが前記最大セグメントサ
    イズ以上となり、かつ前記送信ウインドウサイズが前記
    最大セグメントサイズ以上となった場合、前記最大セグ
    メントサイズを選択することを特徴とする請求項２又は
    ３記載のパケットデータ転送におけるパケットサイズ制
    御装置。
  5. 【請求項５】 前記データサイズ選択手段は一定時間経
    過時に前記未送信データサイズが前記最大セグメントサ
    イズ未満であり、もしくは前記未送信データサイズが前
    記最大セグメントサイズ以上であるが前記送信ウインド
    ウサイズが前記最大セグメントサイズ未満である場合、
    前記最大セグメントサイズと、前記未送信データサイズ
    と、前記送信ウインドウサイズのうちの最小値を選択す
    ることを特徴とする請求項２又は３記載のパケットデー
    タ転送におけるパケットサイズ制御装置。
  6. 【請求項６】 送信側から送出された転送データが受信
    側で受信されたことを示す受信側からの確認応答に基づ
    いて、順次送信側から転送データを送出するパケットデ
    ータ転送におけるパケットサイズ制御方法であって、 データリンク層帯域幅とラウンドトリップタイムと輻輳
    ウィンドウサイズとを参照して、データ送信の最大セグ
    メントサイズを決定する第１ステップを含むことを特徴
    とするパケットデータ転送におけるパケットサイズ制御
    方法。
  7. 【請求項７】 さらに、前記最大セグメントサイズと、
    未送信データサイズと、送信ウインドウサイズのうちの
    最小値を送信可能なデータサイズとして選択する第２ス
    テップを含むことを特徴とする請求項６記載のパケット
    データ転送におけるパケットサイズ制御方法。
  8. 【請求項８】 さらに、前記送信可能なデータサイズを
    送信セグメントとして送信する第３ステップを含むこと
    を特徴とする請求項７記載のパケットデータ転送におけ
    るパケットサイズ制御方法。
  9. 【請求項９】 前記第２ステップでは一定時間経過前に
    前記未送信データサイズが前記最大セグメントサイズ以
    上となり、かつ前記送信ウインドウサイズが前記最大セ
    グメントサイズ以上となった場合、前記最大セグメント
    サイズが選択されることを特徴とする請求項７又は８記
    載のパケットデータ転送におけるパケットサイズ制御方
    法。
  10. 【請求項１０】 前記第２ステップでは一定時間経過時
    に前記未送信データサイズが前記最大セグメントサイズ
    未満であり、もしくは前記未送信データサイズが前記最
    大セグメントサイズ以上であるが前記送信ウインドウサ
    イズが前記最大セグメントサイズ未満である場合、前記
    最大セグメントサイズと、前記未送信データサイズと、
    前記送信ウインドウサイズのうちの最小値が選択される
    ことを特徴とする請求項７又は８記載のパケットデータ
    転送におけるパケットサイズ制御方法。
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