JP2002094567A - Ｔｃｐネットワーク環境におけるバンド幅の高速動的測定 - Google Patents

Ｔｃｐネットワーク環境におけるバンド幅の高速動的測定

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケットペア手法を使用することの可能なＴ
ＣＰネットワーク環境におけるバンド幅の高速動的測定
方法を提供する。 【解決手段】 バンド幅の高速動的測定では、これらの
アルゴリズムで課されている遅延を解消するための対応
策が取り入れられている。その対応策とは、Ｎａｇｌｅ
アルゴリズムの適用を禁止することと、パケットペア
の直後に「プッシュ」パケットを送信することによって
パケットのバッファリングを最小限にすること、および
ダミーパケットでプライミング（初期化）することによ
ってＳｌｏｗ Ｓｔａｒｔ アルゴリズムを回避するこ
とである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＣＰネットワー
ク環境上のエンティティ間のコネクションのための最大
バンド幅を動的に検出することに関する。具体的には、
本発明は、あるパケット集合の伝送を効果的に遅延させ
る可能性のある、ネットワーク環境のフロー制御機能に
対する対応策に関する。
【０００２】
【従来の技術】インターネット （ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒ
ｎｅｔ） の成熟に伴って、インターネット上で利用可
能なコンテキストの特性が変化している。現在では、サ
ウンドとビデオコンテンツが従来のテキストコンテンツ
に組み込まれている。しかし、インターネット上のこの
新コンテンツでは、数年前までは普通に利用可能であっ
たものよりも、コネクション速度（つまり、バンド幅）
の高速化が要求されている。
【０００３】図１は、代表的なインターネットの構成の
例を示す。この構成には、サーバ（メディアサーバ２０
など）が含まれ、このサーバはインターネット３０に結
合されている。サーバには、１つまたは２つ以上の物理
的サーバコンピュータ２２が置かれているのが代表的で
あり、サーバコンピュータは１つまたは２つ以上の物理
的ストレージデバイスおよび／またはデータベース２４
を装備している。インターネット伝送の反対側には、ク
ライント９０、９２が存在し、これは多数の利用可能な
インターネットサービスプロバイダ （Ｉｎｔｅｒｎｅ
ｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ （ＩＳＰ））
８０の１つを通して接続されている。ここでは、サー
バはデータを送信するネットワークエンティティであ
り、クライアントはデータを受信するネットワークエン
ティティになっている。
【０００４】クラウド（集団、ｃｌｏｕｄ）３０はイン
ターネットと明記されているが、理解されているよう
に、このクラウドは、図示のものだけを含んでいるイン
ターネット部分を表している。このクラウドの内側に
は、ルータ、伝送回線、コネクション、および他の通信
デバイスが置かれていて、クライアントとサーバの間で
データがほとんど正常に伝送されるようにしている。例
示のインターネットクラウド３０の内側には、ルータ３
２〜４４、２つのサテライトディッシュ （ｓａｔｅｌ
ｌｉｔｅ ｄｉｓｈ） ４６、５０およびサテライト４
８が存在している。これらのデバイス間のリンクは取り
得る経路 （ｐａｔｈ） を表し、データパケットは、
その経路を通ってサーバとクライアント間を伝送される
ようになっている。
【０００５】一般的に、ネットワーク（インターネット
など）上の通信デバイスは、ネットワークを利用した２
エンティティ間のコミュニケーションを容易にするデバ
イスになっており、そこには、２つのエンティティが含
まれている。そのようなエンティティの例としては、サ
ーバ２０とクライント９０がある。
【０００６】ＯＳＩモデルの層 開放型システム間相互接続 （Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ
Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ （ＯＳＩ）） モ
デルは、世界的規模のコミュニケーションのためのＩＳ
Ｏ標準であり、そこでは、プロトコルを７層で実装する
ためのネットワーキングフレームワークが定義されてい
る。コントロールは、あるステーション（局）に置かれ
たアプリケーション層から始まって、ある層から次の層
へ渡され、最下層に移った後、チャネルを通って次のス
テーションに渡され、階層の上方に向かって戻るように
なっている。当業者ならば、このＯＳＩモデルは周知で
ある。
【０００７】ＯＳＩモデルに含まれる機能の大部分は、
２または３つのＯＳＩ層が１つに統合されていることが
あっても、すべての通信システムに存在している。これ
らの層は「レベル」とも呼ばれている。
【０００８】一般的に、物理層はハードウェアで実現さ
れている。そのようなハードウェアとしては、ネットワ
ークカード、モデム、またはある種の他の通信デバイス
がある。代表例として、トランスポート層は、オペレー
ティングシステム （ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅ
ｍ ＯＳ） のカーネルで実現されている。
【０００９】スタックの最上層はアプリケーション層で
あり、そこにはアプリケーションが置かれている。ここ
には、Ｗｅｂブラウザやメディアプレイヤ、ｅメールプ
ログラムのように、コンピュータの外側に置かれたエン
ティティと通信するアプリケーションが置かれている。
アプリケーション層では、インターネットのようなネッ
トワーク上のエンティティ間のコミュニケーション詳細
に対する制御権は、最小になっている。
【００１０】バンド幅 バンド幅 （ｂａｎｄｗｉｄｔｈ） とは、一定時間内
に伝送できるデータ量のことである。例えば、図１に示
すメディアサーバ２０とメディアクライアント９０間の
バンド幅は、ある時間単位（例えば、１秒）内に両者間
で伝送できるデータ量（例えば、１０００ビット）で計
算される。もっと具体的に説明すると、データは、概算
で秒当たり５６，０００ビットのレートでデバイス間を
伝送することができる。このレートは、毎秒５６キロビ
ット （Ｋｂｐｓ） で表すこともできる。
【００１１】図１に示すように、インターネット上の伝
送は複数のリンクを通り抜けてから、そのデスティネー
ション（目的地）に到達する。各リンクは独自のバンド
幅をもっている。チェーン（鎖）はその最も弱いリンク
と同じ強度しかないのと同じように、サーバ２０とクラ
イント２０間の最大バンド幅は、最低速バンド幅をもつ
リンクで両者間を結んでいることになる。代表的には、
これはクライアント９０とそのＩＳＰ ８０間のリンク
になっている。その最低速バンド幅は、事実上の最大バ
ンド幅 （ｍａｘｉｍｕｍ ｄｅ ｆａｃｔ ｂａｎｄ
ｗｉｄｔｈ）である。
【００１２】ここでは、コンテキストから明らかである
場合を除き、ネットワークエンティティ（サーバ２０と
クライアント９０のような）間のバンド幅というとき
は、これらエンティティ間の事実上の最大バンド幅であ
るものと想定される。
【００１３】バンド幅は、「コネクション速度（ｃｏｎ
ｎｅｃｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ）」、「速度」、または
「レート」とも呼ばれる。本明細書の中でバンド幅とい
うとき、それが毎秒ビット数で表されているときは、
「ビット・レート（ｂｉｔ ｒａｔｅ）」または「ビッ
トレート（ｂｉｔｒａｔｅ）」とも呼ばれる（なお、本
明細書では「ビットレート」ということにする）。
【００１４】ストリーミングメディア ストリーミング （ｓｔｒｅａｍｉｎｇ） は、一定で
連続するストリームとして処理できるような形でマルテ
ィメディアデータを転送する手法である。ストリーミン
グテクノロジの重要度がインターネントの成長と共に高
まっているのは、大部分のユーザによるアクセスが十分
に高速でないため、大量のマルチメディアファイルを高
速にダウンロードできないからである。ストリーミング
を使用すると、クライアントブラウザまたはプラグイン
は、ファイル全体の伝送が完了する前にデータ表示を開
始することができる。
【００１５】ストリーミングが働くためには、データを
受信するクライアント側は、データを収集し、そのデー
タを一定のストリームとしてアプリケーションに送信
し、そのアプリケーションでデータを処理し、それをサ
ウンドやピクチャに変換できるようになっていなければ
ならない。このことは、ストリーミングクライアントが
必要以上の高速でデータを受信したとき、余分のデータ
をバッファに置いておく必要があることを意味する。逆
に、データが十分に高速で受信されないときは、データ
のプレゼンテーションはスムーズに行われないことにな
る。
【００１６】オーディオおよび／またはビジュアルプレ
ゼンテーションのコンテキスト内では、「メディア」と
「マルティメディア」は、本明細書では同じ意味で用い
られている。メディアとは、テキスト、グラフィック
ス、ビデオ、アニメーション、および／またはサウンド
を統合化して提示することを意味している。
【００１７】「ストリーミングメディア」とは、ネット
ワーク（インターネットなど）を利用してエンドユーザ
に伝送されるオーディオおよび／またはビジュアルプレ
ゼンテーションである。このような伝送は、プレゼンテ
ーションが相対的にスムーズで、ジャーク （ｊｅｒｋ
ｙ） が生じないように行われる。追加のフレームがユ
ーザにダウンロードされている間のポーズ （ｐａｕｓ
ｅ） が長いと、ユーザにとっては煩わしくなってい
る。このような煩わしさは、ユーザが将来のストリーミ
ングメディアを見ることを断念させる原因になってい
る。
【００１８】ストリーミングメディアのスムーズな伝送 クライアントがデータを受信するときのレートはバンド
幅によって決まるので、ストリーミングメディアプレゼ
ンテーションが提示されるときのレートは、バンド幅が
許容するレートまでに制限されている。例えば、メディ
アサーバ２０が、ストリーミングメディアプレゼンテー
ションをスムーズに「プレイ」するためには、データを
５０Ｋｂｐｓでクライアント９０に送信する必要がある
とする。しかし、クライアントとサーバ間のバンド幅は
３０Ｋｂｐｓに制限されている。その結果は、メディア
プレゼンテーションがジャークし、ジャンプすることに
なる。
【００１９】この問題を緩和する試みとして、ストリー
ミングメディアプレゼンテーションは、品質度の異なる
複数のフォーマットに符号化（エンコード）されてい
る。
【００２０】最低品質のフォーマット（例えば、小サイ
ズ、低解像度、小カラーパケット）は、一定時間にクラ
イアントにプッシュ （ｐｕｓｈ） されるデータ量が
最小になっている。従って、低速リンク上のクライアン
トはストリーミングメディアプレゼンテーションをスム
ーズに提示できるが、プレゼンテーションの品質が犠牲
になっている。
【００２１】最高品質のフォーマット（例えば、フルス
クリーンサイズ、高解像度、大カラーサイズ）は、一定
時間にクライアントにプッシュされるデータ量が最大に
なっている。従って、高速リンクをもつクライアント
は、ストリーミングメディアプレゼンテーションをスム
ーズに提示できると共に、高品質のプレゼンテーション
が得られることになる。
【００２２】バンド幅選択アプローチ サーバはストリーミングメディアをクライアントに送信
するとき、どのようなフォーマットを使用するかを知っ
ていなければならない。従って、正しいフォーマットを
選択するためには、サーバはサーバとクライアント間の
バンド幅を知っていなければならない。
【００２３】これを行う最も簡単な方法は、どのような
バンド幅であるかをクライアントのユーザに尋ねること
である。インターネットへのクライアントのリンクは、
バンド幅にボトルネックがあるのが代表的であるので、
このリンクのバンド幅が分かると、実際のバンド幅が分
かるのが一般的である。
【００２４】図２は、クライアントのコンピュータに表
示されるＷｅｂページの１部分（カッタウェイ）１００
を示す。このカッタウェイ１００の内部には、そのコネ
クション速度についてユーザに尋ねるために使用できる
代表的なユーザインタフェースがある。ユーザは、ユー
ザインタフェース１１０によって提供される、３つのボ
タン１１２、１１４、１１６をクリックする。ユーザが
ボタン１１２をクリックすると、サーバは、２８．８
Ｋｂｐｓで伝送する設計になったフォーマットでストリ
ーミングメディアを収めているファイルからデータを送
出する。同様に、ユーザがボタン１１４をクリックする
と、データは、５６．６ Ｋｂｐｓで伝送する設計にな
ったフォーマットでストリーミングメディアを収めてい
るファイルから送信される。ユーザがボタン１１４をク
リックすると、サーバは、５６．６ Ｋｂｐｓ以上であ
って、Ｔ１コネクションの代表的速度までのレートで伝
送する設計になったフォーマットでストリーミングメデ
ィアを収めているファイルからデータを送信する。
【００２５】しかし、「バンド幅選択」アプローチによ
ると、ユーザに慎重な選択が要求されるという大きな問
題がある。このアプローチによると、選択エラーが起こ
りやすくなっている。
【００２６】ユーザはコネクション速度に注意し、理解
し、知識があることが要求されている。よくあること
は、ユーザがどのボタンを押すべきかに特別な注意を払
わないことである。ユーザが分かっていることは、ユー
ザがボタンの１つを押すと、メディアプレゼンテーショ
ンが表示されることだけである。従って、ユーザはボタ
ンのどれかを押している。
【００２７】また、よくあることは、ユーザがバンド幅
の概念を理解していないことである。ユーザがボタン１
１６を選択するのは、プレゼンテーションを最高品質で
見たいからである。プレゼンテーションを最高品質で表
示すると、インターネットコネクションは、インターネ
ットコネクションを通してデータが送信されるときのレ
ートを処理できないので、プレゼンテーションがスムー
ズでなくなるということがこのユーザに分かっていな
い。
【００２８】ユーザはバンド幅の概念を理解していて
も、自分のバンド幅が分かっていないことがある。ユー
ザは自分のバンド幅に無知だけのこともある。さらに、
ノイズの度合が変化すると、ユーザがインターネットに
接続するたびにコネクション速度が変化することがあ
る。さらに、コネクションのタイプによっては（ケーブ
ルモデムなど）、多数の要因によってコネクション速度
が広範囲に変化するものもある。
【００２９】さらに、ユーザは、選択が正しくないと、
どのようなことが起こるかを理解している必要がある。
ユーザは、スムーズなプレゼンテーションを得るために
は自分のバンド幅と同じか、あるいはそれ以下のオプシ
ョンを選択する必要があることを理解できるだけの教育
が必要である。しかし、ユーザは、自分のバンド幅より
大幅に低いオプションを選択してはならない。そのよう
にすると、利用できる、もっと高いバンド幅で表示でき
るはずのスムーズなプレゼンテーションが、低品質で表
示されることになってしまう。
【００３０】以上の説明から理解されるように、このマ
ニュアル（手動操作）による方法は、多くのユーザを混
乱させ、脅威になっていることがよくある。そのため、
選択を誤ることがよく起こっている。
【００３１】さらに、多数のファイル（バンド幅ごとに
１ファイル）をメディアサーバに置いておくと、Ｗｅｂ
サイトを維持するオーバヘッドが増加することになる。
【００３２】自動バンド幅検出 上記問題を解消するために、メディアサーバはシングル
ファイルを使用し、複数のバンド幅用のサブファイルを
そこに収めておくことができる。さらに、メディアサー
バは、バンド幅を自動的に検出することができる。
【００３３】このシングルファイルは、ＭＢＲ（ｍｕｌ
ｔｉｐｌｅ ｂｉｔ ｒａｔｅ：複数ビットレート）フ
ァイルと呼ばれている。ＭＢＲファイルは、複数の異な
る「バンド」または「ストリーム」を収めているのが代
表的である。これらのバンドは「サブファイル」と呼ば
れている。ユーザは１つのリンクをクリックするだけで
ある。すると、サーバは、クライアントに送信するとき
の正しい速度のバンドを、自動的に判断する。なお、こ
れはユーザには見えないように行われる。
【００３４】この自動速度検出は時間がかかることがあ
る。このことは、プレゼンテーションが始まるまでに、
ユーザはさらに５秒または１分（またはそれ以上）待た
されることを意味している。既存の自動速度検出にこの
ような遅れがあるのは、速度判断が進行中のときの「ハ
ンドシェ−キング」時間が長いことによる。
【００３５】ある既存自動速度検出手法では、サーバと
クライアント間の速度を測定するために複数のデータパ
ケットが送信されている。この手法は、以下の「複数測
定パケット手法」の個所に詳しく説明されている。
【００３６】バンド幅測定パケット 代表例として、自動バンド幅検出手法では、既知サイズ
の１または２以上のパケットを送信することによって、
ネットワーク上のエンティティ間のバンド幅を測定して
いる。
【００３７】図３は、送信側（例えば、サーバ）と受信
側（例えば、クライアント）間の２つのパケット（Ｐｘ
とＰｙ）の伝送をたどって行く時間グラフを示す。サー
バ側とクライアント側はそのように示されている。グラ
フ上では、時間は下に向かって進んでいる。
【００３８】時刻ｔａは、Ｐｘの伝送が開始されるサー
バ側の時刻を示している。時刻ｔｂは、Ｐｘの伝送が終
了するサーバ側の時刻を示している。同様に、時刻ｔ０
は、クライアントがＰｘの受信を開始する時刻を示して
いる。時刻ｔ１は、クライアントがＰｘの受信を完了す
る時刻を示している。ｔ１時に、ネットワークハードウ
ェアは、通信層を上方に向かってパケットを渡してい
き、アプリケーション層に到達するものと想定されてい
る。
【００３９】パケットＰｙは、図３の時間グラフ上に同
じように示されている。ｔｃは、Ｐ ｙの伝送が開始され
るサーバ側の時刻である。ｔｄは、Ｐｙの伝送が終了す
るサーバ側の時刻である。同様に、ｔ２は、Ｐｙの受信
を開始するクライアント側の時刻である。ｔ３は、Ｐｙ
の受信を完了するクライアント側の時刻である。ｔ３時
に、ネットワークハードウェアは、通信層を上方に向か
ってパケットを渡していき、アプリケーション層に到達
するものと想定されている。
【００４０】シングルパケットを使用したバンド幅測
定。研究所のように制御された環境では、ネットワーク
上の２エンティティ間のバンド幅測定は簡単である。こ
の計算を行うために、既知サイズのパケットが一方のエ
ンティティから他方のエンティティに送信され、伝送レ
イテンシが測定されている。ここで、伝送レイテンシ
（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌａｔｅｎｃｙ） と
は、パケットがソース（発信元）からデスティネーショ
ン（宛先）まで走行して行くのに要する時間量のことで
ある。このようなシナリオが与えられているとき、パケ
ットが送信された時間とパケットが到着した時間が分か
っていなければならない。
【００４１】この手法は、研究所以外ではほとんど非実
用的である。この手法は、クライアントとサーバ間が同
期している必要があるので、非同期ネットワーク（イン
ターネットなど）では使用できない。クライアントとサ
ーバのどちらも、同じクロックを使用している必要があ
る。
【００４２】別の手法として、クライアントは、パケッ
トの受信を開始した時刻（Ｐｘではｔ０）と、パケット
の受信が完了した時刻（Ｐｘではｔ１）をたどって行く
ことができる。
【００４３】図３は、サーバからクライアントに送信さ
れるパケットＰｘを示している。Ｐ ｘは、パケットサイ
ズＰＳは既知サイズ（ビット数）になっている。バンド
幅（ｂｗ） の計算式は次の通りである。
【００４４】
【数１】
【００４５】この手法は理論的には有効であるが、残念
ながら実用には適していない。パケットがいつ初めて受
信されるかは、ハードウェアだけが分かっている。従っ
て、ｔ０がいつであるかは、ハードウェアだけが分かっ
ている。
【００４６】その他の通信層（トランスポート層とアプ
リケーション層など）が分かっているのは、パケットが
ハードウェアによって完全に受信された時刻だけであ
る。これは、ハードウェアがパケットをこれらの層に渡
したときである。パケットＰｘの完了時刻はｔ１であ
る。ある時点が分かっているだけでは、バンド幅を計算
することは不可能である。
【００４７】パケットペア。パケットペア （ｐａｃｋ
ｅｔ−ｐａｉｒ） と呼ばれる手法は、非同期ネットワ
ークでの上記問題を解消するために使用されている。パ
ケットペアによると、２つの同一パケットはバックツー
バック （ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ） で送信され
る。サーバは、一方が他方の直後に続くように、ペアの
パケットを送信する。両パケットは同じであるので、同
一サイズ （ＰＳ） になっている。バンド幅は、パケ
ットサイズを各パケットの受信の時間差で除することに
よって求められている。
【００４８】各パケットは固有の測定可能特性をもって
いる。具体的には、これらの特性としては、そのパケッ
トサイズ （ＰＳ） とパケット到着といった測定時間
（例えば、図３中のｔ０ ３）がある。ある種の特性
（パケットサイズなど）は、測定されるよりも指定され
ることがあるが、測定することが望ましければ、測定す
ることも可能である。
【００４９】図３に示すように、サーバはパケットＰｘ
を送信する。クライアント側ハードウェアはｔ０時にパ
ケットの受信を開始する。パケットの受信がｔ１時に完
了すると、ハードウェアは通信層を上方に向かってパケ
ットを渡していく。最終的には、パケットはほぼｔ１時
にデスティネーション層（例えば、アプリケーション
層）によって受信される。
【００５０】サーバはＰｘを送信したあと（これはｔｂ
時に完了している）、ｔｃ時にパケットＰｙを即時に送
信する。重要なことは、１） ｔｂとｔｃの間に測定可
能な遅延が絶対に存在しないか、あるいは２） ｔｂと
ｔｃの間に存在する遅延の長さが分かっていることであ
る。ここでは、説明を簡単にするために、ｔｂとｔｃの
間に測定可能な遅延が存在しないものとしている。
【００５１】クライアント側ハードウェアはｔ２時にＰ
ｙの受信を開始する。このパケットの受信がｔ３時に完
了すると、ハードウェアは通信層の上方に向かってパケ
ットを渡していく。最終的に、パケットはほぼｔ３時に
デスティネーション層（例えば、アプリケーション層）
によって受信される。
【００５２】図３は、ｔ１（Ｐｘの受信完了時刻）とｔ
２（Ｐｙの受信開始時刻）の間に遅延が存在しないこと
を示している。理論的には、このことが常に起こるの
は、Ｐ ｘとＰｙが同じ条件で伝送されたときである。実
際には、このことがよく起こるのは、ＰｙがＰｘの直後
に送信されるからである。
【００５３】パケットペアを使用したときの、バンド幅
（ｂｗ） の計算式は次の通りである。
【００５４】
【数２】
【００５５】この手法は理論的にも、実用面でも有効で
ある。しかし、これが有効に働くのは、比較的静的なネ
ットワークに限られている。
【００５６】例えば、図１に示す想定では、ネットワー
クはサーバ２０、ルータ３２、３４、３６、ＩＳＰ８０
の中の特定ＩＳＰ、およびクライアント９０から構成さ
れている。さらに、この静的ネットワーク上の各ノード
間のリンクは固定され、一定のバンド幅をもっているこ
とが想定されている。このような状況では、パケットペ
ア手法によると、正確で、効果的なバンド幅測定が得ら
れる。
【００５７】パケットペアをインターネット上で使用し
たときの問題。しかし、パケットペア手法は、インター
ネットのような動的ネットワークでは有効な働きをしな
い。動的ネットワークとは、パケットが先行パケットと
は異なるか、後続パケットとは異なる方法で処理される
可能性があるようなネットワークである。具体的には、
ＴＣＰネットワークで問題が起こっている。
【００５８】図１は、動的ネットワーク上で見られる差
異を処理する例を示している。ここでは、すべてのパケ
ットはサーバからクライアントへ（図１の左から右へ）
走行するものと想定されている。また、パケット６０〜
６８は、サーバ２０によってバックツーバックでクライ
アントに送信されたものと想定されている。
【００５９】図１を見れば明らかなように、パケットは
異なるルートを通ることが可能になっている。さらに、
ルートによっては、パケット伝送を大幅に遅延させるも
のがある。このことが起こるのは、特に、パケットが、
ワイヤレス伝送のような見かけ上異常な（必ずしも、通
常でないとは限らない）ルートを経て伝送され、海底ケ
ーブル、サテライト伝送（ディッシュ４６、５０とサテ
ライト４８で図示）などを経て海外に伝送されるときで
ある。ルータ（ルータ４２のような）は、パケットをメ
モリ（バッファ４３のような）に一時的に置いておくこ
とにより、別のルータよりも１または２以上のパケット
（６３と６４のような）を遅延させることがある。
【００６０】複数測定パケット手法 上述した問題を解消するために、従来の自動バンド幅測
定手法では、複数のパケットが使用されている。サーバ
は複数のパケット（３以上のパケット）を送信し、各パ
ケットの速度を計算している。バンド幅測定の従来の考
え方から明らかであるように、正確な測定を得るために
は、複数のペアのパケットを、数秒間から数分間にわた
って繰り返し送信する必要がある。ここでは、上述した
「パケットペア」手法と区別するために、この手法は
「複数パケット」と呼ぶことにする。
【００６１】代表例として、最終的バンド幅は、多数の
バンド幅測定の平均を求めることによって判断されてい
る。このように平均をとると、各パケットの遅延のばら
つきは平滑化されるが、伝送中のパケット圧縮は補償さ
れない。２測定のうち一方が非常に不正確であると、平
均はゆがむことになる。
【００６２】残念ながら、この手法は、クリックしてか
らメディアプレゼンテーションまでユーザが待たされて
いた時間に比べて待ち時間が長くなっている。この待ち
時間は、データと状況に応じて５秒から数分間にわたっ
ている。このような待ちがあると、メディアプレゼンテ
ーションを体験することを望んでいるユーザにとって
は、煩わしが増加することになる。この遅延は望ましく
ない。従来の手法では、利用できる他のオプションがな
いために、ユーザはこれらの遅延に我慢せざるを得なく
なっている。
【００６３】どの既存自動バンド幅測定手法も、インタ
ーネット上のバンド幅を、ペアのパケットを使用してほ
ぼ瞬時に測定することが不可能である。また、どの既存
自動バンド幅測定手法も、この測定をアプリケーション
層で行うことが不可能である。そのために、オペレーテ
ィングシステムを修正することが回避されている。どの
既存自動バンド幅測定手法も、パケット圧縮が原因で起
こる測定ひずみを扱っていない。
【００６４】トランスポート層の実装 従来のアプローチでは、自動バンド幅測定を行うために
オペレーティングシステム （ＯＳ） のカーネルを修
正しているのが代表的である。具体的に説明すると、こ
れらのアプローチでは、ＯＳＩモデルのトランスポート
層を修正しているが、この層はＯＳのカーネルに置かれ
ていることが多い。一般的に、このような修正は、ＯＳ
を修正していない実装に比べて、全体的に安定性が低下
し、高価になるので望ましくない。
【００６５】これらのアプローチはアプリケーション内
に（従って、アプリケーション層に）実装できないの
で、このような修正は不可能になる。しかし、どの既存
パケットペアによる手法も、アプリケーション層でバン
ド幅を測定していない。これは、ネットワーク上で実際
に行われるコミュニケーション詳細に対する制御権が、
アプリケーション層では、他の層に比べて低いためであ
る。具体的には、アプリケーションは、ＴＣＰ使用によ
る制御権が、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐ
ｒｏｔｏｃｏｌ：ユーザデータグラムプロトコル）によ
る場合よりも、はるかに低くなっている。
【００６６】ＴＣＰとＵＤＰは、以下の「ＴＣＰとＵＤ
Ｐ」の個所に詳しく説明されている。トランスポート層
とアプリケーション層は、以下で説明するＯＳＩモデル
の７層の一部になっている。
【００６７】ＴＣＰとＵＤＰ インターネット（および他のネットワーク）上では、デ
ータパケットは、ＴＣＰまたはＵＤＰプロトコルを使用
して送信されるのが通常である。ＴＣＰはインターネッ
トでは広く認められ、理解されている。
【００６８】ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：伝送制御プロトコル）
は、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク（インターネットなど）
における主要プロトコルの１つである。ＩＰプロトコル
はパケットだけを扱っているのに対し、ＴＣＰは２つの
ホストがコネクションを確立し、データストリームをや
りとりすることを可能にしている。ＴＣＰは、データの
配達を保証し、パケットがその送信時と同じ順序で配達
されることを保証している。
【００６９】ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐ
ｒｏｔｏｃｏｌ：ユーザデータグラムプロトコル）はコ
ネクションレス型プロトコル （ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ
ｌｅｓｓ ｐｒｏｔｏｃｏｌ） であり、（ＴＣＰと同
じように）ＩＰネットワークの上で走行する。ＴＣＰ／
ＩＰとは異なり、ＵＤＰ／ＩＰは提供するエラー回復サ
ービスが非常に少ないが、その代わりに、ＩＰネットワ
ーク上のパケット（つまり、データグラム）の送受信を
直接的方法で行うことができる。
【００７０】パケットは、アプリケーションプログラム
によって提供されるデータの塊 （ｃｈｕｎｋ） であ
る。ＵＤＰでは、シングル「アプリケーションレベルデ
ータ」はシングルＵＤＰパケットとして送信されるのが
代表的である。これに対し、ＴＣＰでは、シングルアプ
リケーションレベルパケットは、もっと小さな、複数の
ＴＣＰ「セグメント」に分割され、その各々はＴＣＰ層
で別々の「パケット」として扱われるようになってい
る。Ｎａｇｌｅ アルゴリズム（下述する）は、上記と
は逆のことを行う。つまり、複数の、小さなアプリケー
ションパケットを受け取り、それらを結合してもっと大
きな、１つのＴＣＰセグメントにする。
【００７１】Ｎａｇｌｅ ＴＣＰ／ＩＰ アルゴリズム Ｎａｇｌｅ アルゴリズムは、低速ネットワーク上で小
さなＴＣＰセグメント（「タイニグラム（ｔｉｎｙｇｒ
ａｍ）」と呼ばれることもある）に起こる問題を回避す
る設計になっている。このアルゴリズムの規定によれ
ば、まだ受信確認（ＡＣＫ） されていないで未処理の
まま、ＴＣＰ／ＩＰコネクションに残っているタイニグ
ラムは１つに限られている。タイニグラムの定義サイズ
は実装によって決まる。しかし、そのサイズは、一般的
に、代表的なＴＣＰセグメントのサイズより小さくなっ
ている。
【００７２】Ｎａｇｌｅ アルゴリズムのよれば、状況
によっては、データが送信される前の待ち時間は約２０
０ミリ秒 （ｍｓｅｃ） であることが規定されてい
る。Ｎａｇｌｅ アルゴリズムは、スイッチ経由のトラ
フィックに対して次のようなパラメータを使用してい
る。 ・ セグメントサイズ ＝ ＭＴＵまたはｔｃｐ＿ｍｓ
ｓｄｆｌｔまたはＭＴＵ経路検出値 ・ ＴＣＰウィンドウサイズ ＝ ｔｃｐ＿ｓｅｎｄｓ
ｐａｃｅ値とｔｃｐ＿ｒｅｃｖｓｐａｃｅ値のうち小さ
い方 ・ データサイズ ＝ アプリケーションデータバッフ
ァサイズ
【００７３】以下は、データをいつ送信するかを判断す
るときＮａｇｌｅ アルゴリズムによって使用される、
具体的ルールである。 ・ パケットがセグメントサイズと同じか、それより大
きく、ＴＣＰウィンドウが一杯になっていなければ、Ｍ
ＴＵサイズのバッファを即時に送信する。 ・ インタフェースがアイドル中であるか、ＴＣＰ＿Ｎ
ＯＤＥＬＡＹフラグがセットされていて、ＴＣＰウィン
ドウが一杯になっていなければ、バッファを即時に送信
する。 ・ ＴＣＰウィンドウに未処理のまま残っているデータ
がウィンドウの半分以下であれば、バッファを即時に送
信する。 ・ 送信するセグメントサイズがバッファ未満であり、
ウィンドウに未処理のまま残っているデータがウィンド
ウの半分以上であって、ＴＣＰ＿ＮＯＤＥＬＡＹがセッ
トされていなければ、残りデータについて２００ ｍｓ
ｅｃまで待ってからバッファを送信する。
【００７４】送信側のソケットでＴＣＰ＿ＮＯＤＥＬＡ
Ｙをセットすると、Ｎａｇｌｅ アルゴリズムは非アク
チベートされる。送信される全データは、データサイズ
に関係なく即時に送出される。
【００７５】Ｎａｇｌｅ アルゴリズムは、広い意味で
は、「タイニグラムバッファリング」機能と呼ぶことが
できるが、これはタイニグラムがバッファリングされる
からである。
【００７６】ＴＣＰ Ｓｌｏｗ Ｓｔａｒｔアルゴリズ
ム “Ｓｌｏｗ Ｓｔａｒｔ”（スロースタート）を使用し
ないＴＣＰネットワークでは、デバイスは、受信側が公
表しているウィンドウサイズに達するまで、複数のパケ
ットをネットワークに投入することによって送信側との
コネクションを開始している。２ホストが同じＬＡＮ上
にあるときは、これは許されるが、送信側と受信側の間
にルータや低速リンクがあると、問題が発生する可能性
がある。中間ルータの一部はパケットを待ち行列（キュ
ー）に置いておく可能性があるので、そのようなルータ
は、メモリ不足のためパケットを待ち行列に置くことが
できないことが起こり得る。従って、このナイーブなア
プローチによると、ＴＣＰコネクションのスループット
が大幅に低下するおそれがある。
【００７７】これを回避するアルゴリズムは”Ｓｌｏｗ
Ｓｔａｒｔ” と呼ばれている。このアルゴリズム
は、新パケットがネットワークに投入されるときのレー
トが、受信確認通知が他方のエンドから戻されるときの
レートであることを観察する働きをする。
【００７８】このＳｌｏｗ Ｓｔａｒｔアルゴリズムで
は、送信側のＴＣＰに別のウィンドウが追加されてい
る。つまり、輻輳 （ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ） ウィン
ドウであり、”ｃｗｎｄ”と名付けられている。別のネ
ットワーク上のホストとの間で新しいコネクションが確
立されると、輻輳ウィンドウは１パケットに初期化され
る。受信確認通知（つまり、”ＡＣＫ”）が受信される
たびに、輻輳ウィンドウは１パケットずつ増加して行
く。送信側は、「輻輳ウィンドウ」と「公表（ａｄｖｅ
ｒｔｉｓｅｄ）ウィンドウ」の最小限まで送信すること
ができる。「輻輳ウィンドウ」は、送信側によって課さ
れたフロー制御である。「公表ウィンドウ」は、受信側
によって課されたフロー制御である。前者は、ネットワ
ーク輻輳がどの程度であるかを送信側が評価することに
基づいている。後者は、そのコネクションのために利用
できるバッファスペースが、受信側にどれだけ残ってい
るかに関係している。
【００７９】送信側は、１パケットを送信し、そのＡＣ
Ｋ（受信確認通知）を待つことからスタートする。その
ＡＣＫが受信されると、輻輳ウィンドウは１から２にイ
ンクリメントされる。これらの２パケットの各々が受信
確認されると、輻輳ウィンドウは４に増加する。以下、
同様である。
【００８０】いずれかの時点で、送信側と受信側間のコ
ネクションの容量まで到達することになる。容量まで到
達すると、いずれかの中間ルータはパケットを破棄する
ことを開始する。輻輳ウィンドウが限界まで達したこと
は、この廃棄によって送信側は知ることになる。
【００８１】プロキシ プロキシ （ｐｒｏｘｙ）（つまり、プロキシサーバ）
は、クライアントアプリケーション（Ｗｅｂブラウザな
ど）と実サーバ （ｒｅａｌ ｓｅｒｖｅｒ）の間に置
かれたデバイスである。一般的に、プロキシは、実サー
バとの間でやりとりされるすべての要求をインターセプ
ト （ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ） し、自身で要求を満たす
ことができるかどうかを確かめる。満たすことができな
ければ、要求を実サーバに転送する。プロキシは、主に
次の２目的のために採用されている。すなわち、パフォ
ーマンス向上と要求のフィルタリングである。
【００８２】プロキシは、複数のクライアントのための
中央コミュニケーションポイントとなることが多いの
で、そのコミュニケーションを可能な限り効率化するこ
とを試みている。従って、プロキシは、Ｎａｇｌｅ ア
ルゴリズムの一種を実装しているのが代表的である。す
べての新コネクションはＳｌｏｗ Ｓｔａｒｔから開始
する。クライアントとサーバの間にプロキシが置かれて
いるときは、ＳｌｏｗＳｔａｒｔは、２つのコネクショ
ンで実行される。すなわち、サーバとプロキシ（ｓｅｒ
ｖｅｒ−ｐｒｏｘｙ） 間コネクションとプロキシとク
ライアント（ｐｒｏｘｙ−ｃｌｉｅｎｔ） 間コネクシ
ョンである。従って、プロキシを使用すると、パケット
ペアの試みはさらに複雑化することになる。
【００８３】
【発明が解決しようとする課題】背景の要約 アプリケーション（アプリケーション層に置かれてい
る）は、ＴＣＰパケットの処理に対する制御が制限され
ている。従って、従来のバンド幅測定では、アプリケー
ションレベルでのＴＣＰバンド幅測定が回避されてい
る。
【００８４】パケットペア手法では、少なくとも２つの
パケットはバックツーバックで送信されることが保全性
の要件となっている。しかし、これらのパケットは、Ｎ
ａｇｌｅ アルゴリズムとＳｌｏｗ Ｓｔａｒｔ アル
ゴリズムの影響のためにそのような形で到着しないこと
がある。このことが、ＴＣＰネットワーク上のバンド幅
測定にパケットペア手法を使用することの妨げとなって
いる。
【００８５】そこで、本発明の目的は、パケットペア手
法を使用することの可能なＴＣＰネットワーク環境にお
けるバンド幅の高速動的測定方法を提供することにあ
る。
【００８６】
【課題を解決するための手段】概要 ＴＣＰネットワーク環境における高速動的バンド幅測定
では、ネットワーク（インターネットなど）上の２エン
ティティ間のバンド幅を計算するために、シングルペア
のパケットが利用されている。この計算はパケットペア
手法に基づいている。このバンド幅測定は非常に高速で
ある。
【００８７】パケットがネットワークを走行している途
中で、通信デバイスはパケットペアを遅延させることが
ある。具体的には、ＴＣＰネットワークでは、ネットワ
ークの総スループットを向上することを目標として、あ
る種のパケットを遅延させる設計になった２つのアルゴ
リズムが使用されている。しかし、これらのアルゴリズ
ムは、バンド幅を測定することを目的としたパケットペ
アを事実上遅延させる可能性がある。従って、これらの
アルゴリズムを使用すると、測定にひずみが起こってい
る。そのアルゴリズムとは、”Ｎａｇｌｅ”と”Ｓｌｏ
ｗ Ｓｔａｒｔ”である。
【００８８】高速動的バンド幅測定では、これらのアル
ゴリズムに課されている遅延を解消するための対応策が
実装されている。その対応策とは、Ｎａｇｌｅ アルゴ
リズムの適用を禁止すること、「プッシュ」パケットを
パケットペアの直後に送信することによってパケットの
バッファリングを最小限にすること、およびダミーパケ
ットで初期化（プライミング）することによってＳｌｏ
ｗ Ｓｔａｒｔ アルゴリズムを回避することである。
【００８９】
【発明の実施の形態】以下では、ＴＣＰネットワーク環
境におけるバンド幅の高速動的測定の具体的実施形態に
ついて説明するが、そこには請求項に記載されているエ
レメントが組み込まれている。この実施形態は、法律上
の要件、使用可能性の要件、および最良形態の要件に合
致するように具体的に説明されている。しかし、その説
明自体は、本発明の範囲を限定するものではない。むし
ろ、本発明によるＴＣＰネットワーク環境における高速
動的バンド幅測定は、他の現存および将来のテクノロジ
と併用して他の方法でも実現可能であり、それが本発明
者の意図する目的である。
【００９０】例示のＴＣＰネットワーク環境におけるバ
ンド幅の高速動的測定（つまり、「バンド幅メータ」ま
たは「ｂｗ−ｍｅｔｅｒ」。なお、以下では、「バンド
幅メータ」という）はＴＣＰネットワーク（インターネ
ットなど）で使用されたときでも、高速であり、強固で
ある。例示のバンド幅メータは、通信ネットワーク上の
２エンティティ間で利用可能なネットワークバンド幅を
自動的に測定する低レイテンシ手法が実装されている。
これは、インターネット（または他のＴＣＰネットワー
ク）上で利用すると、特に有用であることが判明してい
る。
【００９１】従来のアプローチとは異なり、例示のバン
ド幅メータによると、困難なネットワーク条件下でも、
起こり得る遅延を最小にして最善努力のバンド幅測定が
得られる。例示のバンド幅メータは、ＬＡＮ、ケーブ
ル、ＤＳＬ、およびモデムコネクションを含む、大部分
の既存ＴＣＰネットワークにおいて１秒未満で妥当な出
力が得られる設計になっている。
【００９２】さらに、例示のバンド幅メータは、アプリ
ケーション層に実装されている。例示のバンド幅メータ
は他の層でも実装可能であるが、ここで説明されている
ものはアプリケーション層に実装されている。具体的に
は、これは、その一部をＷｅｂブラウザまたはメディア
プレイヤで実現することが可能である。
【００９３】例示のバンド幅メータによって実現可能な
パケットペア手法の他の側面は、米国での特許出願、発
明の名称「コネクションバンド幅の高速動的測定（Ｆａ
ｓｔＤｙｎａｍｉｃ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ
Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）」、Ｍｉ
ｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡済み）
に詳しく説明されている。なお、この米国特許出願の内
容は引用により、本明細書の一部になっている。
【００９４】パケットペア手法 例示のバンド幅メータでは、上述し、図３に示されてい
る、確立されたパケットペア手法が利用されている。例
示のバンド幅メータは、上述したパケットペア公式（式
２）を使用して、通信ネットワーク（インターネットな
ど）上の２エンティティ間の、事実上の最大バンド幅を
計算している。
【００９５】複数のパケットを使用している、既存自動
バンド幅測定手法とは異なり、例示のバンド幅メータ
は、インターネット上のバンド幅を測定するためにシン
グルペアのパケットを使用している。例示のバンド幅メ
ータでは、バンド幅測定と計算は、シングルペアの測定
パケットだけが送信されるので、「ほぼ瞬時」に行われ
る。ここで「ほぼ瞬時に（ｎｅａｒｌｙ ｉｎｓｔａｎ
ｔａｎｅｏｕｓｌｙ）」とは、ペアのパケットがクライ
アントに到着するのと同時にバンド幅が求められること
を意味している。
【００９６】例示のバンド幅メータは、Ｎａｇｌｅ ア
ルゴリズムとＳｌｏｗ Ｓｔａｒｔアルゴリズムに対す
る対応策を実装することによって、ＴＣＰネットワーク
（インターネットなど）上でパケットペアを使用すると
きの欠点と制約を解消している。
【００９７】パケットペアが通るルート。例示のバンド
幅メータのパケットペア手法によるパケットは、送信側
エンティティ（例えば、サーバ）から受信側エンティテ
ィ（例えば、クライアント）に走行する。図４は、その
ような走行ルートの例を示す。図４に示す環境は、図１
に示す環境に類似している。
【００９８】図４は、代表的なインターネット（ＴＣＰ
ネットワーク）構成の例を示す図である。そこには、サ
ーバ（メディアサーバ２２０など）が含まれ、これはイ
ンターネット２３０に結合されている。サーバは、１ま
たは２以上の物理的サーバコンピュータ２２２が実装さ
れ、コンピュータは１または２以上の物理的ストレージ
デバイスおよび／またはデータベース２２４を装備して
いる。インターネット伝送の反対側には、クライアント
２９０、２９２が置かれており、これは、インターネッ
トサービスプロバイダ （Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｅｒｖ
ｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ ＩＳＰ） ２８０であ
る、プロキシサーバ２８４を経由して接続されている。
【００９９】インターネットはクラウド２３０で示され
ているが、理解されるように、このクラウドは、そこに
示されているものだけが置かれているインターネット部
分を表している。このクラウドの内側には、ルータ、伝
送回線、コネクション、および他のデバイスが置かれ、
クライアントとサーバ間のデータ伝送が、ほぼ正常に行
われるようにしている。例示のインターネットクラウド
２３０の内側には、ルータ２３２〜２４４、２つのサテ
ライトディッシュ２４６、２５０、およびサテライト２
４８が置かれている。これらは、データパケットがサー
バとクライアント間を走行する途中で取り得る経路を表
している。
【０１００】図４は、例示のバンド幅メータに従って送
信されるペアの、連続するパケット２６０、２６２を示
している。サーバ２２０は、パケット２６０の直後にパ
ケット２６２を送信する。
【０１０１】プロキシサーバ２８４は、リンク２８２を
通してそのＩＳＰ２８０に接続されている。クライアン
ト２９０とクライアント２９２はプロキシサーバを使用
して、インターネットと通信する。
【０１０２】アプリケーションレベルでのバンド幅測定 従来のバンド幅測定アプローチは、アプリケーション層
の下のトランスポート層または他の、なんらかの層に実
装されているのが代表的である。しかるに、例示のバン
ド幅メータはアプリケーション層に実装されている。ア
プリケーションレベルでＴＣＰパケットペアバンド幅を
測定する方法には、少なくとも２つの大きな利点があ
る。
【０１０３】第一は、下位レベル（トランスポート層な
ど）にパケットペア手法を実装することは、不利である
ことである。ＯＳのカーネルの変更が必要になり、段階
的（増分的）展開に役立たないからである。アプリケー
ションレベル実装とは異なり、下位パケットペア実装は
その開発、初期展開、将来の開発、および将来の展開に
多大な費用を要している。
【０１０４】第二は、ある研究によれば、バンド幅測定
の恩恵を受けるのは、研究対象のＴＣＰコネクションの
うち１／４にすぎないことである。従って、使用される
コネクションがその１／４未満にすぎないときは、この
バンド幅測定を下位レベルに実装することはコスト効果
的でない。従って、このバンド幅は、それを必要とする
アプリケーションに組み込んでおくのが最良である。ア
プリケーションは、オペレーティングシステムの新しい
カーネルよりも、段階的（増分的）展開がはるかに容易
である（低コストである）。
【０１０５】一般的に、受信側クロックが十分な精度で
あり、ＩＰデータグラム（つまり、パケット）が受信側
ネットワークスタック（ＯＳ層）を上方に向かって通り
抜けてアプリケーションに妨害を受けることなく渡され
るようにする考え方が安全な方法である。Ａｍｅｒｉｃ
ａ Ｏｎｌｉｎｅバージョン４ （ＡＯＬｖ４）および
それ以前のソフトウェアのように、タイマだけでデータ
がアプリケーションに渡されるように振る舞っていた、
ある種のアプリケーションの場合には、この考え方に反
することになる。従って、測定には人工的クロックの細
粒性が要求されていた。幸いなことに、ＡＯＬソフトウ
ェアのバージョン５（およびそれ以降）では、このよう
な妨害は起こっていない。
【０１０６】パケットペア使用による効果的測定の条件 パケットペア手法を使用してバンド幅を測定するとき、
良好な測定を得るためには２つの条件を満足しなければ
ならない。
【０１０７】第一の条件は、パケットがバックツーバッ
クで送信されなければならないことである。ここでは、
これを「バックツーバック」条件と呼ぶことにする。パ
ケットがバックツーバックで送信されないときは、パケ
ット間のタイミング測定にひずみが生じることになる。
Ｎａｇｌｅ アルゴリズムとＳｌｏｗ Ｓｔａｒｔアル
ゴリズムはどちらも、この条件に反するおそれがある。
どちらも、２番目の測定パケットの配達を遅延させる潜
在性をもっている。パケットペアを使用してバンド幅を
測定する場合は、実際のバンド幅の測定にひずみが生じ
るので、パケット間に起こることが避けられない遅延は
耐えられないものになっている。
【０１０８】第二の条件は、パケットのサイズは保たれ
ていなければならないことである。つまり、パケットは
他のパケットと結合してはならない。ここでは、これを
「サイズ保持」条件と呼ぶことにする。Ｎａｇｌｅ ア
ルゴリズムは、この条件に反するおそれがある。
【０１０９】Ｎａｇｌｅ アルゴリズムによると、複数
のアプリケーション層パケットはシングルＴＣＰパケッ
トとして送信されることがある。従って、アプリケーシ
ョンは２またはそれ以上のパケットを送信しているつも
りでいても、実際には、ＴＣＰ層はシングルパケットだ
けを送信している。
【０１１０】Ｎａｇｌｅ アルゴリズムに対する対応策 Ｎａｇｌｅ アルゴリズムの興味のある振る舞いは、小
さなパケットのとき、未処理のまま残っているＡＣＫは
１つだけであることである。従って、ペアになった小さ
なパケットは、Ｎａｇｌｅ アルゴリズムではバックツ
ーバックで送信することができない。Ｎａｇｌｅ アル
ゴリズムでは、ＡＣＫを待っている小さなパケットは結
合されることになる。これは、「バックツーバック」条
件にも、「サイズ保持」条件にも影響を与えている。
【０１１１】例示のバンド幅メータでは、Ｎａｇｌｅ
アルゴリズムがこれら２条件を妨げる傾向を解消するた
めの対応策が講じられている。あるエンティティ（図４
中のサーバ２２０など）はコマンドを送信し、通信デバ
イス（ルータ２３０−２５０など）がＮａｇｌｅ アル
ゴリズムを使用禁止 （ｄｉｓａｂｌｅ） にするよう
に指示する。一般的に、サーバは「ディレイディスエー
ブル（ｄｅｌａｙ−ｄｉｓａｂｌｅ）」コマンドと総称
されるコマンドを渡している。具体的には、サーバはＴ
ＣＰ＿ＮＯＤＥＬＡＹをＳｅｔＳｏｃｋＯｐｔ（）に渡
している。
【０１１２】輻輳ウィンドウがオープンしている限り、
Ｎａｇｌｅ アルゴリズムをオフにすると、ＴＣＰはｐ
ａｃｋｅｔ−ｐａｉｒパケットのいずれも結合する試み
が禁止されるので、ＴＣＰは即時にパケットをネットワ
ークに書き出すことになる。
【０１１３】言い換えれば、Ｎａｇｌｅ アルゴリズム
を「ディレイディスエーブル」コマンドで使用禁止にす
ると、ｐａｃｋｅｔ−ｐａｉｒのどちらのパケットも、
Ｎａｇｌｅが複数パケットを収集するとそれが原因で起
こる遅延なしで、ルータを通過していくことになる。
【０１１４】Ｓｌｏｗ Ｓｔａｒｔ アルゴリズムに対
する対応策 例示のバンド幅メータでは、Ｓｌｏｗ Ｓｔａｒｔ ア
ルゴリズムが「バックツーバック」条件を妨げる傾向を
解消するための対応策が講じられている。これは、サー
バの輻輳ウィンドウ（これは具体的には”ｃｗｎｄ”と
名付けられている）を少なくとも３パケットにオープン
することによって行われる。
【０１１５】これは、輻輳ウィンドウを「プライミング
（ｐｒｉｍｉｎｇ）」（初期化）することによって行わ
れる。輻輳ウィンドウをプライミング（初期化）するた
めに、サーバは少なくとも１つのパケットを送信し、Ａ
ＣＫを受信してから、ｐａｃｋｅｔ−ｐａｉｒのペアの
パケットを送信するようにしている。従って、サーバ
は、少なくとも１つの「プライミング」パケットをクラ
イアントに送信するが、そのパケットはバンド幅計算の
ためには使用されない。１つまたは２つ以上のプライミ
ングパケットが送信されたあと、サーバは、バンド幅計
算のために実際に使用されるｐａｃｋｅｔ−ｐａｉｒを
送信する。この時点では、Ｓｌｏｗ Ｓｔａｒｔ アル
ゴリズムでは、少なくとも２パケットが遅延することな
く、続けて通り抜けるようにしている。
【０１１６】Ｓｌｏｗ Ｓｔａｒｔ アルゴリズムは、
特定のＴＣＰコネクションの後半でバンド幅測定を行う
ようにすると、完全に回避することができる。しかし、
これは、２つの理由で望ましいオプションではない。遅
延とオーバヘッドが増加し、誤った測定の原因となるか
らである。
【０１１７】測定が後半で行われる場合は、組み込まれ
た遅延があるため、Ｓｌｏｗ Ｓｔａｒｔ アルゴリズ
ムが全コースを走行するまで待たされることになる。回
避できる遅延ならば、ない方がよい。例示のバンド幅メ
ータによると、この遅延を回避することができる。
【０１１８】バンド幅測定をＴＣＰコネクションの先頭
で行うと、コネクションの進行と共に累積して行く、多
数の不確実性が除去される。例えば、ＴＣＰコネクショ
ンが制御層とデータトランスポート層の両方で共有され
ているときは、送信側の輻輳ウィンドウにパケットがバ
ケットツーバックで送信される余裕があるかどうかを、
セッションの後半で予測することは不可能である。
【０１１９】プロキシでの遅延に対する対応策 プロキシで動作しているＮａｇｌｅ アルゴリズムは、
同じように、ｐａｃｋｅｔ−ｐａｉｒのバンド幅測定に
ひずみを生じさせる可能性がある。一般的に、プロキシ
は「ディレイディスエーブル」コマンドを認識しない。
クライアントとサーバのどちらのアプリケーションも、
コネクションが回線レベルのプロキシを通るように行わ
れているかどうかを、事前に通知することができない。
【０１２０】プロキシに置かれたＮａｇｌｅ アルゴリ
ズムにアドレスするためには、ペアの測定パケットのあ
とに大きな第３パケットが送信されている。プロキシが
ｐａｃｋｅｔ−ｐａｉｒの第２パケットを保持している
と、この第３パケットは第２パケットをプッシュ（押し
出す）ことになる。従って、この第３パケットは「プッ
シュ（ｐｕｓｈ）」パケットと呼ばれている。
【０１２１】さらに、第１パケットと第２パケットは、
プロキシで結合するこが可能である。このようにする
と、人工的に得られる測定は高くなるが、いずれにして
も、プロキシユーザの圧倒的多数は高バンド幅コネクシ
ョンをもつことなる。
【０１２２】方法による実装 図５は、例示のバンド幅メータを方法で実現した例を示
す。これは、サーバ側から見た図である。３００で、例
示のバンド幅メータによる動的バンド幅測定が開始され
る。代表例として、クライアントのユーザは、Ｗｅｂペ
ージ上でオプションを選択すると、メディアプレゼンテ
ーションを体験することになる。別の方法として、この
バンド幅測定を、クライアントに置かれたアプリケーシ
ョンで開始することも可能である。そのようなアプリケ
ーションとしては、Ｗｅｂブラウザ、メディアプレイヤ
などがある。
【０１２３】一般的に、図５の３０２で、サーバは、一
方が他方の直後に続くように、ペアのパケットをクライ
アントに送信する。このブロック３０２での具体的な実
装詳細は、図６、図７、および８に示されている。これ
らの図については、下述する。
【０１２４】３０６で、サーバはクライアントからの応
答を待っている。時間制限内に応答が受信されなけれ
ば、このプロセスは元に戻り、３０２で別のペアのパケ
ットが送信される。フローチャートには図示されていな
いが、このプロセスによれば、これは一定の回数繰り返
されたあと、終了し、エラーを生成する。応答が時間制
限内に受信されたときは、プロセスは３０８で次のブロ
ックに進む。
【０１２５】応答には、サーバから送られてきたペアの
パケットを使用してクライアントによって、３０４で判
断されたバンド幅測定が含まれている。３０８で、サー
バは、応答から特定のバンド幅を抽出する。
【０１２６】図９の３１０で、サーバは、特定のバンド
幅に等しいか、それ以下のバンド幅用にフォーマットさ
れたファイル（またはその一部）を選択する。３１２
で、サーバはそのファイル（またはその一部）をクライ
アントに送信する。
【０１２７】それがメディアファイルであれば、クライ
アントのユーザは、プレイが即時に開始されるメディア
プレゼンテーションを楽しむことができる。プレイは、
測定されたバンド幅で可能な限り最高品質でスムーズに
行われる。プロセスは３１４で終了する。
【０１２８】Ｎａｇｌｅ アルゴリズムに対する対応
策。図６は、Ｎａｇｌｅ アルゴリズムに対する対応策
として、例示のバンド幅メータを方法で実現した具体例
を示す。４０２で、サーバは「ディレイディスエーブ
ル」コマンドを送信し、Ｎａｇｌｅ アルゴリズムの使
用を禁止する。４０４で、サーバはペアのバンド幅測定
パケットをクライアントに送信する。４０６で、プロセ
スは図５のブロック３０６に戻る。
【０１２９】プロキシ遅延に対する対応策。図７は、プ
ロキシ遅延に対する対応策として、例示のバンド幅メー
タを方法で実現した具体例を示す。４１２で、サーバは
ペアのバンド幅測定パケットをクライアントに送信す
る。４１４で、サーバは「プッシュ」パケットを送信
し、通信デバイスによってパケットがストアされている
可能性のあるバッファからペアを押し出す。４１６で、
プロセスは図５のブロック３０６に戻る。
【０１３０】Ｓｌｏｗ Ｓｔａｒｔ アルゴリズムに対
する対応策。図８は、Ｓｌｏｗ Ｓｔａｒｔ アルゴリ
ズムに対する対応策として、例示のバンド幅メータを方
法で実現した具体例を示す。４２２で、サーバは「プラ
イミング」パケットを送信し、Ｓｌｏｗ Ｓｔａｒｔ
アルゴリズムを解消する。
【０１３１】この「プライミング」パケットはバンド幅
測定には使用されない。このパケットはネットワークを
オープンさせ（つまり、輻輳ウィンドウをオープンさせ
る）、同時に２つのパケットを遅延なしで可能にする。
４２４で、サーバはペアのバンド幅測定パケットをクラ
イアントに送信する。４２６で、プロセスは図５のブロ
ック３０６に戻る。
【０１３２】その他の実装の詳細 実装アプリケーション 。例示のバンド幅メータは、ネッ
トワーク上の２エンティティ間のバンド幅を高速に測定
することを望んでいるエンティティによって実装させる
ことが可能である。具体的には、ネットワークは、イン
ターネットなどのＴＣＰネットワークである。
【０１３３】そのようなエンティティは、この例示のバ
ンド幅メータをアプリケーション層に実装することがで
きる。この例示のバンド幅メータを実装できるアプリケ
ーションレベルのプログラムモジュールの例としては、
サーバ側に置かれていて、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｍｅｄ
ｉａ Ｓｅｒｖｅｒ （ＭＭＳ） プロトコルまたはＲ
ｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃ
ｏｌ （ＲＴＳＰ）のどちらかを使用するストリーミン
グメディアサーバアプリケーションがある。
【０１３４】ＭＭＳとＲＴＳＰのどちらも、非常に類似
した基本的手法を共有し、例示のバンド幅メータを使用
して正常な測定を行うための条件を示している。しか
し、ＲＴＳＰを使用した例示のバンド幅メータの実装
は、ＭＭＳプロトコルを使用した実装よりも扱いづらく
なっている。
【０１３５】ＲＴＳＰパケットペアの構文。ＲＴＳＰを
ＭＭＳよりも扱いづらくしている１つは、３つのパケッ
トをＲＴＳＰコマンドに対する応答であるかのように見
せて、クライアントのＲＴＳＰパーサがそれらのパケッ
トを処理できるようにする必要があるからである。ＲＴ
ＳＰ ＧＥＴ＿ＰＡＲＡＭＥＴＥＲコマンドは、パケッ
トペアの実験を要求するために使用される。応答の第１
パケットの先頭には、代表的なＲＴＳＰ応答ヘッダが置
かれている。
【０１３６】次に示したものは、クライアントからのパ
ケットペア要求のヘッダの例である。
【０１３７】
【数３】
【０１３８】次に示したものは、サーバからのパケット
ペア応答のヘッダの例である。
【０１３９】
【数４】
【０１４０】ＴＣＰの問題。前述したように、輻輳ウィ
ンドウは、少なくとも３パケットがサーバから送られて
くる時点までにその３パケットのためにオープンしてい
る必要がある。初期輻輳ウィンドウは２であるので、３
またはそれ以上のパケットのためにウィンドウをオープ
ンするためにはＤＥＳＣＲＩＢＥ応答が使用される。Ｄ
ＥＳＣＲＩＢＥ応答が３パケットを要求していれば、こ
れは、３番目のパケットはクライアントからのＡＣＫを
待ってからでなければ送信できないことを意味する。
【０１４１】サーバのＴＣＰが最初の２パケットの一方
または両方のＡＣＫを待っている間に、ＧＥＴ＿ＰＡＲ
ＡＭＥＴＥＲが到着し、アプリケーションがＧＥＴ＿Ｐ
ＡＲＡＭＥＴＥＲに対する応答をソケットに書くことを
始めたときは、パケットペアのパケットはＤＥＳＣＲＩ
ＢＥ応答の３番目である最終パケットと結合され、相互
に結合されることになる。従って、クライアントは、Ｄ
ＥＳＣＲＩＢＥ応答が完全な形で受信されるまではＧＥ
Ｔ＿ＰＡＲＡＭＥＴＥＲを送信してはならない。
【０１４２】このようにすると、パケットペアのパケッ
トが送信されるとき輻輳ウィンドウがサーバ側でオープ
ンすることが保証される。その結果、どのパケットも結
合されることはない。ＤＥＳＣＲＩＢＥ応答は１または
それ以上のパケットのことがあるので、輻輳ウィンドウ
は、パケットペアの実行時に３またはそれ以上になる。
パケットペアの前に他のトラッフィクが行われることが
ないことは、もちろんである。
【０１４３】到着時間の測定。（アプリケーションレベ
ルで）例示のバンド幅メータのパケットペア測定を実行
するということは、クライアントアプリケーションが２
パケットの到着時間を測定することを意味している。Ｒ
ＴＳＰでは、正確な測定のために要求される細粒性に比
べて応答ヘッダはその処理に時間がかかるため、これは
余計な難題になっている。従って、クライアントは、応
答の処理が終わるのを待ってからでなければ、パケット
ペアの第１パケットがタイムスタンプされる前にそれが
パケットペア要求に対する応答であることを知ることが
できない。
【０１４４】このタイムスタンプは、クライアントがど
のタイプの応答であるかを知る前に行われていなければ
ならない。従って、クライアントがパケットペア要求を
行うとき、着信するすべてのコマンド応答はパケットペ
アの受信前にタイムスタンプされる。そのあと、このプ
レタイムスタンプモード （ｐｒｅ−ｔｉｍｅｓｔａｍ
ｐ ｍｏｄｅ） から出ることになる。
【０１４５】このモードから出ても、クライアントは、
第１パケットのヘッダを処理してからでなければ第２パ
ケットを読み取ることができない。従って、ボトルネッ
クをどの高さまで測定できるかには上限があり、これ
は、クライアントがＲＴＳＰ応答ヘッダをどれだけ高速
に処理できるかによって決まる。例えば、ヘッダを処理
するのに要する時間が５ｍｓであれば、測定できる最大
速度は８００ ｋｂ／ｓ前後である。従って、ハイエン
ドにおけるＲＴＳＰ測定は、ＲＴＳＰ応答をパース（ｐ
ａｒｓｅ：構文解析）するのに要する時間が低くなけれ
ば、ＭＭＳほどには良好にならない。
【０１４６】例示のコンピューティング環境 図９は、例示のバンド幅メータを実現するのに適してい
るコンピューティング環境９２０の例を示す。
【０１４７】例示のコンピューティング環境９２０は、
適したコンピューティング環境の一例にすぎず、例示の
バンド幅メータが使用される範囲または機能する範囲が
限定されることを意味するものではない。また、コンピ
ューティング環境９２０は、例示のコンピューティング
環境９２０に図示のコンポーネントまたはその組み合わ
せに関して依存性または要求条件があるものと解釈して
はならない。
【０１４８】例示のバンド幅メータは、他の多数の汎用
または専用コンピューティングシステム環境または構成
で動作可能になっている。例示のバンド幅メータで使用
するのに適している周知のコンピューティングシステ
ム、環境、および／または構成の例としては、パーソナ
ルコンピュータ、サーバコンピュータ、シンクライアン
ト （ｔｈｉｎ ｃｌｉｅｎｔ）、シッククライアント
（ｔｈｉｃｋ ｃｌｉｅｎｔ）、ハンドヘルドまたは
ラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マ
イクロプロセッサベースシステム、セットトップボック
ス （ｓｅｔ ｔｏｐ ｂｏｘ）、プログラマブルコン
シューマエレクトロニクス、ワイヤレス電話、ワイヤレ
ス通信デバイス、ネットワークＰＣ、ミニコンピュー
タ、メインフレームコンピュータ、上述したシステムま
たはデバイスのいずれかを含んでいる分散コンピューテ
ィング環境、などがあるが、これらに限定されるもので
はない。
【０１４９】例示のバンド幅メータは、プログラムモジ
ュールのように、コンピュータによって実行されるコン
ピュータ実行可能命令という広い意味でとらえて説明す
ることもできる。一般的に、プログラムモジュールに
は、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネ
ント、データ構造などがあり、これらは特定のタスクを
実行し、あるいは特定の抽象データ型を実装している。
例示のバンド幅メータは、通信ネットワークを通してリ
ンクされているリモート処理デバイスによってタスクが
実行されるような分散コンピューティング環境で実施す
ることも可能である。分散コンピューティング環境で
は、プログラムモジュールは、メモリストレージデバイ
スを含む、ローカルとリモートの両方のコンピュータ記
憶媒体に置いておくことができる。
【０１５０】図９に示すように、コンピューティング環
境９２０は、汎用コンピューティングデバイスをコンピ
ュータ９３０の形で含んでいる。コンピュータ９２０の
コンポーネントとしては、１または２以上のプロセッサ
または処理ユニット９３２、システムメモリ９３４、お
よびシステムメモリ９３４を含む、種々のシステムコン
ポーネントをプロセッサ９３２に結合するバス９３６が
あるが、これらに限定されるものではない。
【０１５１】バス９３６は、数種タイプのバス構造のい
ずれかの１つまたは２つ以上を表しているが、そのよう
なものとしては、メモリバスまたはメモリコントロー
ラ、ペリフェラルバス、高速グラフィックスバス、およ
びプロセッサまたはローカルバスがあり、これらは種々
バスアーキテクチャのどれかを採用している。そのよう
なアーキテクチャの例をいくつか挙げると、ＩＳＡ（Ｉ
ｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃ
ｔｕｒｅ：業界標準アーキテクチャ）バス、ＭＣＡ（Ｍ
ｉｃｒｏ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒ
ｅ：マイクロチャネルアーキテクチャ）バス、ＥＩＳＡ
（Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＩＳＡ：拡張ＩＳＡ）バス、ＶＥ
ＳＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｔａｎ
ｄａｒｄｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ） ローカルバス、
およびＭｅｚｚａｎｉｎｅバスとしても知られているＰ
ＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉ
ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ：ペリフェラルコンポーネン
ト相互接続）バスがあるが、これらに限定されない。
【０１５２】コンピュータ９３０は、種々のコンピュー
タ読取可能媒体を装備しているのが代表的である。その
ような媒体としては、コンピュータ９３０によってアク
セス可能ならば、どの利用可能な媒体にすることも可能
であり、その中には、揮発性媒体と不揮発性媒体、取り
外し可能媒体と取り外し不能（固定）媒体が含まれてい
る。
【０１５３】図９に示すように、システムメモリに装備
されているコンピュータ読取可能媒体は、ランダムアク
セスメモリ （ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏ
ｒｙＲＡＭ）９４０などの揮発性、および／またはリー
ドオンリメモリ （ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ
ＲＯＭ）９３８などの不揮発性の形体になってい
る。スタートアップ時のときのように、コンピュータ９
３０内のエレメント間で情報を転送するのを支援する基
本ルーチンからなる、基本入出力システム（ｂａｓｉｃ
ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ） ９４２
は、ＲＯＭ９３８に格納されている。ＲＡＭ ９４０
は、プロセッサ９３２によって即時にアクセス可能であ
る、および／または現在操作可能であるデータおよび／
またはプログラムモジュールを格納しているのが代表的
である。
【０１５４】コンピュータ９３０は、さらに、他の取り
外し可能／取り外し不能、揮発性／不揮発性コンピュー
タ記憶媒体を装備することも可能である。図９には、取
り外し不能、不揮発性磁気媒体との間で読み書きするハ
ードディスクドライブ９４４（これは、図には示されて
いないが、「ハードドライブ」とも呼ばれている）、取
り外し可能、不揮発性磁気ディスク９４８（例えば、
「フロッピディスク」）との間で読み書きする磁気ディ
スクドライブ９４６、およびＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ
ＯＭ、その他の光媒体などの取り外し可能、不揮発性光
ディスク９５２との間で読み書きする光ディスクドライ
ブ９５０が示されているが、これらは一例にすぎない。
ハードディスクドライブ９４４、磁気ディスクドライブ
９４６、および光ディスクドライブ９５０は、それぞれ
１または２以上のインタフェースを通してバス９３６に
接続されている。
【０１５５】これらのドライブおよびその関連コンピュ
ータ読取可能媒体は、コンピュータ読取可能命令、デー
タ構造、プログラムモジュール、および他のデータを、
コンピュータ９３０のために永続的（不揮発性）に保存
している。ここで説明している例示の環境は、ハードデ
ィスク、取り外し可能磁気ディスク９４８および取り外
し可能光ディスク９５２を採用しているが、この分野の
精通者ならば当然に理解されるように、コンピュータが
アクセスできるデータを、他のタイプのコンピュータ読
取可能媒体に保管しておくことも可能である。そのよう
なものとしては、磁気カセット、フラッシュメモリカー
ド、デジタルビデオディスク、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ （ＲＯＭ）などが
あり、これらも例示の動作環境で使用することができ
る。
【０１５６】いくつかのプログラムモジュールを、ハー
ドディスク、磁気ディスク９４８、光ディスク９５２、
ＲＯＭ ９３８またはＲＡＭ ９４０に格納しておくこ
とも可能であり、そのようなものの例としては、オペレ
ーティングシステム９５８、１または２以上のアプリケ
ーションプログラム９６０、他のプログラムモジュール
９６２、およびプログラムデータ９６４があるが、これ
らに限定されない。
【０１５７】ユーザは、キーボード９６６やポインティ
ングデバイス９６８（「マウス」など）などの入力デバ
イスを通してコマンドおよび情報をコンピュータ９３０
に入力することができる。その他の入力デバイス（図示
せず）としては、マイクロホン、ジョイスティック、ゲ
ームパッド、サテライトディッシュ、シリアルポート、
スキャナなどがある。上記および他の入力デバイスは、
バス９３６に結合されたユーザ入力インタフェース９７
０を通して処理ユニット９３２に接続されているが、パ
ラレルポート、ゲームポート、ユニバーサルシリアルバ
ス （ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ −
ＵＳＢ） などの、他のインタフェースおよびバス構
造で接続することも可能である。
【０１５８】モニタ９７２や他のタイプのディスプレイ
デバイスも、ビデオアダプタ９７４などのインタフェー
スを通してバス９３６に接続されている。モニタのほか
に、パーソナルコンピュータは、スピーカやプインタな
どの他の周辺出力デバイス（図せず）を装備しているの
が代表的であり、これらは出力周辺インタフェース９７
５を通して接続可能になっている。
【０１５９】コンピュータ９３０は、リモートコンピュ
ータ９８２などの、１または２以上のリモートコンピュ
ータとの論理的コネクションを使用したネットワーキン
グ環境で動作させることができる。リモートコンピュー
タ９８２は、コンピュータ９３０に関連して上述したエ
レメントと特徴の多くまたはすべてを具備することがで
きる。
【０１６０】図９に示す論理的コネクションとは、ロー
カルエリアネットワーク （ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎ
ｅｔｗｏｒｋ ＬＡＮ） ９７７と一般的な広域ネッ
トワーク （ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ
ＷＡＮ） ９７９である。このようなネットワーキング
環境は、オフィス、企業内コンピュータネットワーク、
イントラネット、およびインターネット （ｔｈｅ Ｉ
ｎｔｅｒｎｅｔ） で普及されている。
【０１６１】ＬＡＮネットワーキング環境で使用される
ときは、コンピュータ９３０はＬＡＮ９７７のネットワ
ークインタフェースまたはアダプタ９８６に接続されて
いる。ＷＡＮネットワーキング環境で使用されるとき
は、コンピュータは、ＷＡＮ９７９上のコミュニケーシ
ョンを確立するためのモデム９７８または他の手段を装
備しているのが代表的である。モデム９７８は内蔵され
ているものと、外付けのものとがあるが、どちらも、ユ
ーザ入力インタフェース９７０または他の該当メカニズ
ムを通してシステムバス９３６に接続可能になってい
る。
【０１６２】図９に示したのは、インターネットを通し
たＷＡＮの構築例である。インターネット上では、コン
ピュータ９３０は、インターネット９８０上のコミュニ
ケーションを確立するためのモデム９７８または他の手
段を装備しているのが代表的である。モデム９７８は内
蔵されているものと、外付けのものとがあるが、どちら
も、インタフェース９７０を通してバス９３６に接続さ
れている。
【０１６３】ネットワーキング環境では、パーソナルコ
ンピュータ９３０に関連して示されているプログラムモ
ジュールまたはその一部は、リモートのメモリストレー
ジデバイスに格納しておくことができる。一例として、
図９に示されているリモートアプリケーションプログラ
ムは、リモートコンピュータ９８２のメモリデバイスに
置かれているが、これに限定されない。理解されるよう
に、図示し、上述してきたネットワークコネクションは
例示であり、コンピュータ間の通信リンクを確立する他
の手段を使用することも可能である。
【０１６４】例示の動作環境 図９は、例示のバンド幅メータを実現するのに適してい
る動作環境９２０の例を示す。具体的には、例示のバン
ド幅メータは、図９では、任意のプログラム９６０−９
６２またはオペレーティングシステム９５８によって実
現されている。
【０１６５】この動作環境は、適している動作環境の一
例にすぎず、ここで説明されているバンド幅メータが使
用される範囲または機能する範囲が限定されることを意
味するものではない。バンド幅メータで使用するのに適
している、他の周知のコンピューティングシステム、環
境、および／または構成としては、パーソナルコンピュ
ータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップ
トップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロ
プロセッサベースシステム、プログラマブルコンシュー
マエレクトロニクス、ネットワークＰＣ、ミニコンピュ
ータ、メインフレームコンピュータ、上記システムまた
はデバイスを含んでいる分散コンピューティング環境な
どがあるが、これらに限定されない。
【０１６６】コンピュータ実行可能命令 例示のバンド幅メータの実装は、プログラムモジュール
のように、１または２以上のコンピュータまたは他のデ
バイスによって実行されるコンピュータ実行可能命令を
広い意味でとらえて説明することができる。一般的に、
プログラムモジュールとしては、特定のタスクを実行す
る、または特定の抽象データ型を実装しているルーチ
ン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、デー
タ構造などがある。代表例として、プログラムモジュー
ルの機能は、種々の実施形態において必要に応じて結合
し、あるいは分散化することができる。
【０１６７】コンピュータ読取可能媒体 例示のバンド幅メータの実装は、ある種のコンピュータ
読取可能媒体に保管しておくことも、媒体間で受け渡し
することも可能である。コンピュータ読取可能媒体は、
コンピュータによってアクセス可能であれば、どのよう
な利用可能な媒体にもすることができる。例を挙げる
と、コンピュータ読取可能媒体としては、コンピュータ
記憶媒体と通信媒体があるが、これに限定されない。
【０１６８】コンピュータ読取可能媒体には、コンピュ
ータ読取可能命令、データ構造、プログラムモジュー
ル、他のデータなどの情報を格納するためにいずれかの
方法またはテクノロジで実現された揮発性と不揮発性、
取り外し可能と取り外し不能媒体がある。コンピュータ
記憶媒体としては、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フ
ラッシュメモリや他のメモリテクノロジ、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、デジタルバーサタイルディスク （ｄｉｇｉｔａｌ
ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋ ＤＶＤ）や他の光
ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク
ストレージや他の磁気ストレージデバイス、または必要
とする情報を保管しておくために使用でき、コンピュー
タによってアクセス可能な他の媒体があるが、これらに
限定されない。
【０１６９】通信媒体は、コンピュータ読取可能命令、
データ構造、プログラムモジュール、あるいは他のデー
タを、搬送波などの変調データ信号または他のトランス
ポートメカニズムの形で具現化しているのが代表的であ
り、その中には、情報配達媒体が含まれている。ここで
「変調データ信号（ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｄａｔａｓｉ
ｇｎａｌ）」とは、その特性１つまたは２つ以上が、信
号の中の情報を符号化（エンコード）するような形でセ
ットまたは変更されている信号のことである。例を挙げ
ると、通信媒体には、ワイヤドネットワークや直接ワイ
ヤドコネクションなどのワイヤド媒体、音響、ＲＦ、赤
外線、その他のワイヤレス媒体のようなワイヤレス媒体
があるが、これらに限定されない。上記を任意に組み合
わせたものも、コンピュータ読取可能媒体の範囲に含ま
れている。
【０１７０】結論 ＴＣＰネットワーク環境におけるバンド幅の高速動的測
定を、構造上の特徴および／または方法で表したステッ
プに特有の表現で説明してきたが、当然に理解されるよ
うに、請求項に明確化されている、ＴＣＰネットワーク
環境におけるバンド幅の高速動的測定は、必ずしも上述
した具体的特徴またはステップに限定されるものではな
い。むしろ、具体的特徴とステップは、請求項に記載
の、ＴＣＰネットワーク環境におけるバンド幅の高速動
的測定を実現する好適形態として開示されている。
【０１７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｎａｇｌｅ アルゴリズムの適用を禁止すること、「プ
ッシュ」パケットをパケットペアの直後に送信すること
によってパケットのバッファリングを最小限にするこ
と、およびダミーパケットで初期化（プライミング）す
ることによってＳｌｏｗ Ｓｔａｒｔ アルゴリズムを
回避する。
【図面の簡単な説明】
【図１】代表的な公衆ネットワーキング環境（インター
ネットなど）およびサーバからクライアントに送信され
るデータパケットのルーティングと遅延を示す図であ
る。
【図２】Ｗｅｂページのカッタウェイ部分を示す図であ
り、このカッタウェイには、バンド幅を選択するための
メカニズムをユーザに提供するユーザインタフェースが
示されている。また、そこには、バンド幅を判断するた
めの従来の手法が示されている。
【図３】時間ドメインでグラフ化されたパケットペア
（サーバからクライアントに送信される）を示す図であ
る。
【図４】代表的な公衆ネットワーキング環境（インター
ネットなど）を示す図であり、そこには、バックツーバ
ックで送信されるペアのパケットが示されている。
【図５】例示のバンド幅測定を方法で実現した例を示す
フローチャートである。
【図６】図６は、例示のバンド幅測定の異なる側面を方
法で実現した具体例の詳細を示すフローチャートであ
る。
【図７】例示のバンド幅測定の異なる側面を方法で実現
した具体例の詳細を示すフローチャートである。
【図８】例示のバンド幅測定の異なる側面を方法で実現
した具体例の詳細を示すフローチャートである。
【図９】例示のバンド幅測定の実現を可能にするコンピ
ューティング動作環境の例を示す図である。
【符号の説明】
２２０ メディアサーバ ２２２ サーバコンピュータ ２２４ データベース ２３０ インターネット ２３２−２４４ ルータ ２４６、２５０ サテライトディッシュ ２４８ サテライト ２６０、２６２ パケット ２８０ インターネットサービスプロバイダ （ＩＳ
Ｐ） ２８２ リンク ２８４ プロキシサーバ ２９０、２９２ クライアント
フロントページの続き (72)発明者 ダビド デル バル スペイン 28034 マドリード バジェ デ ラシアナ 13 (72)発明者 アンダース イー．クレメッツ アメリカ合衆国 98122 ワシントン州 シアトル 28 アベニュー 523 Ｆターム(参考） 5K030 GA02 HA08 LC01 LC14 MB06

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ネットワーク上のエンティティ間の高速
    パケット通信を容易化する方法であって、 ディレイディスエーブル （ｄｅｌａｙ−ｄｉｓａｂｌ
    ｅ） コマンドを送信し、 パケット集合を送信側エンティティから受信側エンティ
    ティに送信することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、パケッ
    ト集合はバックツーバックで送信される２つのパケット
    を含むことを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、パケッ
    ト集合は、第１バンド幅測定パケットと第２バンド幅測
    定パケットとを含み、第２パケットは第１パケットの直
    後に送信されることを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の方法において、ネット
    ワークはＴＣＰであることを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法において、ディレ
    イディスエーブルコマンドは、ネットワーク上の１また
    は２以上の通信デバイス上のＮａｇｌｅ アルゴリズム
    を使用禁止にすることを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の方法において、ディレ
    イディスエーブルコマンドはＴＣＰ＿ＮＯＤＥＬＡＹで
    あることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 コンピュータによって実行されたとき、
    請求項１に記載の方法をＯＳＩモデルに準拠するアプリ
    ケーション層で実行するコンピュータ実行可能命令を実
    装していることを特徴とするプログラムモジュール。
  8. 【請求項８】 コンピュータによって実行されたとき、
    請求項１に記載の方法を実行するコンピュータ実行可能
    命令を収めていることを特徴とするコンピュータ読取可
    能媒体。
  9. 【請求項９】 ネットワーク上のエンティティ間の高速
    パケット通信を容易化する方法であって、 パケット集合を送信側エンティティから受信側エンティ
    ティに送信し、この場合、パケット集合に含まれるパケ
    ット間の伝送遅延は許容限度を超えており、 前記の直後に、パケット集合に含まれるパケット間の伝
    送遅延を警告するために少なくとも１つの「プッシュ」
    パケットを送信し、この場合、前記遅延はネットワーク
    上の通信デバイスのパケットバッファリングが原因であ
    ることを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の方法において、パケ
    ット集合は、バックツーバックで送信される２つのパケ
    ットを含むことを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 請求項９に記載の方法において、パケ
    ット集合は送信側エンティティと受信側エンティティ間
    のバンド幅を測定するためのバンド幅測定パケットであ
    ることを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 請求項９に記載の方法において、通信
    デバイスはプロキシサーバであることを特徴とする方
    法。
  13. 【請求項１３】 請求項９に記載の方法において、ネッ
    トワークはＴＣＰであることを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】 コンピュータによって実行されたと
    き、請求項９に記載の方法をＯＳＩモデルに準拠するア
    プリケーション層で実行するコンピュータ実行可能命令
    を実装していることを特徴とするプログラムモジュー
    ル。
  15. 【請求項１５】 コンピュータによって実行されたと
    き、請求項９に記載の方法を実行するコンピュータ実行
    可能命令を収めていることを特徴とするコンピュータ読
    取可能媒体。
  16. 【請求項１６】 ネットワーク上のエンティティ間の高
    速パケット通信を容易化する方法であって、 パケット集合を送信側エンティティから受信側エンティ
    ティに送信し、この場合、パケット集合に含まれるパケ
    ット間の伝送遅延は許容限度を超えており、 前記の直後に、パケット集合に含まれるパケット間の伝
    送遅延を警告するために少なくとも１つの「プライミン
    グ」パケットを送信し、この場合、前記遅延はネットワ
    ーク上の通信デバイスのフロー制御機能が原因であるこ
    とを特徴とする方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の方法において、パ
    ケット集合は、バックツーバックで送信される２つのパ
    ケットを含むことを特徴とする方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１６に記載の方法において、パ
    ケット集合は送信側エンティティと受信側エンティティ
    間のバンド幅を測定するためのバンド幅測定パケットで
    あることを特徴とする方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１６に記載の方法において、ネ
    ットワークはＴＣＰであることを特徴とする方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１６に記載の方法において、送
    信側エンティティから受信側エンティティへの間にＴＣ
    Ｐコネクションを確立するステップをさらに含み、確立
    するステップはパケット集合が送信される直前に行われ
    ることを特徴とする方法。
  21. 【請求項２１】 請求項１６に記載の方法において、フ
    ロー制御機能はＳｌｏｗ Ｓｔａｒｔ アルゴリズムで
    あることを特徴とする方法。
  22. 【請求項２２】 コンピュータによって実行されたと
    き、請求項１６に記載の方法をＯＳＩモデルに準拠する
    アプリケーション層で実行するコンピュータ実行可能命
    令を実装していることを特徴とするプログラムモジュー
    ル。
  23. 【請求項２３】 コンピュータによって実行されたと
    き、請求項１６に記載の方法を実行するコンピュータ実
    行可能命令を収めていることを特徴とするコンピュータ
    読取可能媒体。
  24. 【請求項２４】 ネットワーク上の２エンティティ間の
    バンド幅測定を容易化する方法であって、 ディレイディスエーブル （ｄｅｌａｙ−ｄｉｓａｂｌ
    ｅ） コマンドを送信し、 送信側エンティティから受信側エンティティにペアのバ
    ンド幅測定パケットを送信することを特徴とする方法。
  25. 【請求項２５】 請求項２４に記載の方法において、ペ
    アのパケットに関係する測定に基づくバンド幅計算を受
    信するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
  26. 【請求項２６】 ネットワーク上のエンティティ間のバ
    ンド幅測定を容易化する方法であって、 ペアのパケットを送信側エンティティから受信側エンテ
    ィティに送信し、この場合、ペアに含まれるパケット間
    の伝送遅延は許容限度を超えており、 前記の直後に、ペアに含まれるパケット間の伝送遅延を
    警告するために少なくとも１つの「プッシュ」パケット
    を送信し、この場合、前記遅延はネットワーク上の通信
    デバイスのパケットバッファリングが原因であることを
    特徴とする方法。
  27. 【請求項２７】 請求項２６に記載の方法において、ペ
    アのパケットに関係する測定に基づくバンド幅計算を受
    信することを特徴とする方法。
  28. 【請求項２８】 ネットワーク上のエンティティ間のバ
    ンド幅測定を容易化する方法であって、 ペアのパケットを送信側エンティティから受信側エンテ
    ィティに送信し、この場合、ペアに含まれるパケット間
    の伝送遅延は許容限度を超えており、 前記の直後に、ペアに含まれるパケット間の伝送遅延を
    警告するために少なくとも１つの「プライミング」パケ
    ットを送信し、この場合、前記遅延はネットワーク上の
    通信デバイスのフロー制御機能が原因であることを特徴
    とする方法。
  29. 【請求項２９】 請求項２８に記載の方法において、ペ
    アのパケットに関係する測定に基づくバンド幅計算を受
    信するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
  30. 【請求項３０】 コンピュータによって実行されたと
    き、ネットワーク上のエンティティ間の高速パケット通
    信を高速化する方法を実行するコンピュータ実行可能命
    令を収めているコンピュータ読取可能媒体であって、前
    記方法は、 ディレイディスエーブル （ｄｅｌａｙ−ｄｉｓａｂｌ
    ｅ） コマンドを送信し、 送信側エンティティから受信側エンティティにパケット
    集合を送信することを特徴とするコンピュータ読取可能
    媒体。
  31. 【請求項３１】 コンピュータによって実行されたと
    き、ネットワーク上のエンティティ間の高速パケット通
    信を高速化する方法を実行するコンピュータ実行可能命
    令を収めているコンピュータ読取可能媒体であって、前
    記方法は、 パケット集合を送信側エンティティから受信側エンティ
    ティに送信し、この場合、パケット集合に含まれるパケ
    ット間の伝送遅延は許容限度を超えており、 前記の直後に、パケット集合に含まれるパケット間の伝
    送遅延を警告するために少なくとも１つの「プッシュ」
    パケットを送信し、この場合、前記遅延はネットワーク
    上の通信デバイスのパケットバッファリングが原因であ
    ることを特徴とするコンピュータ読取可能媒体。
  32. 【請求項３２】 コンピュータによって実行されたと
    き、ネットワーク上のエンティティ間の高速パケット通
    信を高速化する方法を実行するコンピュータ実行可能命
    令を収めているコンピュータ読取可能媒体であって、前
    記方法は、パケット集合を送信側エンティティから受信
    側エンティティに送信し、この場合、パケット集合に含
    まれるパケット間の伝送遅延は許容限度を超えており、 前記の直後に、パケット集合に含まれるパケット間の伝
    送遅延を警告するために少なくとも１つの「プライミン
    グ」パケットを送信し、この場合、前記遅延はネットワ
    ーク上の通信デバイスのフロー制御機能が原因であるこ
    とを特徴とするコンピュータ読取可能媒体。
  33. 【請求項３３】 プロセッサと、プロセッサ上で実行可
    能な伝送遅延アボイダとを備えた装置であって、前記伝
    送遅延アボイダは、 ディレイディスエーブル （ｄｅｌａｙ−ｄｉｓａｂｌ
    ｅ） コマンドを送信し、 送信側エンティティから受信側エンティティにパケット
    集合を送信することを特徴とする装置。
  34. 【請求項３４】 プロセッサと、プロセッサ上で実行可
    能な伝送遅延アボイダとを備えた装置であって、前記伝
    送遅延アボイダは、 パケット集合を送信側エンティティから受信側エンティ
    ティに送信し、この場合、パケット集合に含まれるパケ
    ット間の伝送遅延は許容限度を超えており、 前記の直後に、パケット集合に含まれるパケット間の伝
    送遅延を警告するために少なくとも１つの「プッシュ」
    パケットを送信し、この場合、前記遅延はネットワーク
    上の通信デバイスのパケットバッファリングが原因であ
    ることを特徴とする装置。
  35. 【請求項３５】 プロセッサと、プロセッサ上で実行可
    能な伝送遅延アボイダとを備えた装置であって、前記伝
    送遅延アボイダは、 パケット集合を送信側エンティティから受信側エンティ
    ティに送信し、この場合、パケット集合に含まれるパケ
    ット間の伝送遅延は許容限度を超えており、 前記の直後に、パケット集合に含まれるパケット間の伝
    送遅延を警告するために少なくとも１つの「プライミン
    グ」パケットを送信し、この場合、前記遅延はネットワ
    ーク上の通信デバイスのフロー制御機能が原因であるこ
    とを特徴とする装置。
  36. 【請求項３６】 データフィールドがそこに符号化され
    ていて、通信チャネル上を伝送される変調データ信号で
    あって、 ディレイディスエーブル （ｄｅｌａｙ−ｄｉｓａｂｌ
    ｅ） コマンドを含んでいる第１フィールドと、 第１バンド幅測定パケットを含んでいる第２フィールド
    と、 第２バンド幅パケットを含んでいる第３フィールドと、
    を備えていることを特徴とする変調データ信号。
  37. 【請求項３７】 データフィールドがそこに符号化され
    ていて、通信チャネル上を伝送される変調データ信号で
    あって、 第１バンド幅測定パケットを含んでいる第１フィールド
    と、 第１バンド幅測定パケットを含んでいる第２フィールド
    と、 第１パケットと第２パケット間の伝送遅延の最小限化を
    容易にする「プッシュ」パケットを含んでいる第３フィ
    ールドとを備え、前記遅延はネットワーク上の通信デバ
    イスのパケットバッファリングが原因であることを特徴
    とする変調データ信号。
  38. 【請求項３８】 データフィールドがそこに符号化され
    ていて、通信チャネル上を伝送される変調データ信号で
    あって、 「プライミング」パケットを含んでいる第１フィールド
    と、 第１バンド幅測定パケットを含んでいる第２フィールド
    と、 第２バンド幅測定パケットを含んでいる第３フィールド
    とを備え、前記「プライミング」パケットはパケット間
    の伝送遅延の最小限化を容易にし、前記遅延はネットワ
    ーク上の通信デバイスのフロー制御機能が原因であるこ
    とを特徴とする変調データ信号。
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