JP2002527936A - Tcp接続のためのエンハンスド確認応答歩調合せデバイス及び方法 - Google Patents
Tcp接続のためのエンハンスド確認応答歩調合せデバイス及び方法Info
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Abstract
Description
ハンスド確認応答歩調合せデバイス及び方法に関する。
る。管理機関は、デスクトップ・ワークステーション、サーバ、及びホストを、
ローカルエリアネットワーク(LAN)集団へと合体させてきた。これらのロー
カルエリアネットワークは、他のローカルエリアネットワーク及びワイドエリア
ネットワーク(WAN)に接続されている。日々のオペレーションにおいて、ネ
ットワークのどこに位置しているかに関係なく、対になったシステムが必要なと
きに必ず通信できるようになっていることが必要となってきた。
トコルが標準であった。しかしながら、国際標準化機構(ISO)により導入さ
れたオープンシステム相互接続基準モデルは見事なまでに網間接続の度合いを高
めたので、エンドユーザーのアプリケーションがネットワークのシステム間で概
ね非常に良好に作動することができるようになっている。インプリメンテーショ
ンは、多数のコンピュータベンダー、ハードウェアコンポーネントベンダー、及
び独立したソフトウェア会社からのボランティアにより手にはいるようになった
書面標準に基づいている。
し処理能力を最適化するかという問題が再浮上し、ネットワーク管理者はこの問
題を解決せねばならなくなっている。初期の解決策は、ローカルエリアネットワ
ークを、より少ない母集団を担う多数の小規模ネットワークに単純に分割すると
いうものであった。各セグメントはブリッジにより接続され、トラフィックが各
セグメントに対して局所的に差別して扱われるようになっている、単一のローカ
ルエリアネットワークを形成していた。
要性を生み出した。例えば、インターネットはゲートウェイにより接続されたネ
ットワークのセットであるが、これは時にはルータと称されることもある。ルー
タは、同報通信ドメイン上でより多くの制御を提供し、同報通信トラフィックを
制限し、そしてセキュリティを強化するために、フィルタリングとファイアウォ
ールの能力を追加した。ルータは埋め込み型知能によりネットワークを通る最良
の経路を選定することができる。追加されたこの知能により、ルータは可能な場
合、目的地までの冗長経路を構築することもできる。それでもやはり、埋め込み
型知能により与えられた最良経路の選定能力には複雑性が加わるので、ルータの
ポート費用が増し、実質的には待ち時間というオーバーヘッドが生じた。分散し
たクライアント/サーバ・データトラフィック、拡大したユーザー母集団、及び
より複雑なアプリケーションを備えた共有媒体ネットワークが、新しい帯域幅ボ
トルネックを生み出した。このような輻輳により、ネットワーク応答時間は予測
不可能となり、遅れに敏感なアプリケーションをサポートできなくなり、ネット
ワークの故障頻度が上がった。
ールドワイドウェブ(WWW)のようなインターネットアプリケーションの爆発
的な成長は現在の技術をその限界へと追いやっており、転送を迅速に行い、輻輳
を改善する制御機構の必要性が表面化している。その結果、多数の機器ベンダー
とサービスプロバイダは、関連する複雑な通信サービス品質(QOS)管理問題
に対して適切な解決策を提供しようとアドバンスド・ネットワーキング技術に走
っている。例としては非同期転送モード(ATM)ネットワークがあり、IPネ
ットワークサービスも新たに出てきている。それにもかかわらず、これらのより
新しい対応策内で、現存する遺産のIPプロトコルのホストをサポートすること
がなお必要とされている。厳密には、至る所に存在するTCPトランスポート層
プロトコルは、IPネットワーク内では長きにわたり使われてきており、ウェブ
ブラウザ、ファイル/eメール転送サービス等により広く使われてきた。
であり、インターネットの成功と共に、世界的に最も重要なデータ通信プロトコ
ルの1つとしてのその地位を得ている。TCPはTCP/IPプロトコルを使用
しているデバイス間に信頼できるデータ通信を提供する。TCPは、データをデ
ータグラムと呼ばれるデータパケットにパッキングするため、及びネットワーク
を横断して伝送するために使用されるIPの上位で動作する。
ト付けるネットワーク層プロトコルである。インターネットプロトコルは、異な
るベンダーにより構築されたホストとルーターの使用に適応し、成長するネット
ワーク型式の成長の多様性を範囲に入れ、サービスに干渉することなくネットワ
ークを成長させ、セッション及びメッセージ指向型サービスの上位層をサポート
するように設計された。IPネットワーク層は、ローカルエリアネットワークの
「島」を統合できるようにしている。
PがIPの上位で使用される理由である。特に、TCPは失われたデータパケッ
トを検知するため、確認応答を使用する。TCP/IPネットワークは、おそら
く今日では全ネットワークの中で最も重要であり、上記のATM等幾つかの(物
理的)ネットワークの上位で動作する。これら下層のネットワークは、ネットワ
ークとトラフィックの状態についてある情報を提供するが、それは輻輳に関する
フィードバックを提供するために使用されることになる。
めに反応性輻輳制御に連結されたスライディングウインドウ機構を使用する。こ
のプロトコルは、遠隔の受信者端末から送られてきた返送確認応答(ACK)パ
ケット次第でその伝送行為を調整する。
とんどのTCPインプリメンテーションは、タイムアウトを測定するのに非常に
粗いタイマーを使用しており、即ち200−500msの細分性である。更に、
ほとんどのTCPインプリメンテーションは、輻輳を検知するのに、ACKディ
レイ又はパケット・ドロップに依存している。その結果、ソースウインドウが過
剰に縮小されると、TCPソースが強制的に自身の伝送ウインドウを再始動させ
られるので、大量の帯域幅が浪費されることになる。更に、多くの研究により、
TCPはATMネットワーク上では、特により大型のWANタイプの伝播ディレ
イについては、あまり良好に作動しないことが分かっている。
に、より迅速な輻輳表示機構をどうにかして組み入れることにより、ネットワー
ク輻輳の機会を最小限にすることが必要である。しかしながら、現在のバージョ
ンとの互換性を保証し、そして市場の受け入れを促進するために、このような試
みは、実際のTCPプロトコル又はそのインプリメンテーションに対する変更を
避けねばならない。
れらACK歩調合せスキームは、基本的には、輻輳の期間中にソース放出を制限
するために、TCP ACKパケットのスペーシングを調整する。ACK歩調合
せは、ATM、ギガバイトIP(即ち光WDM)のような高速(サブ)ネットワ
ーク又はサテライトの境界にうまく適合している。本質的には、この技術はアク
セスノードのTCPトラフィック適合化を行なう。このような技法は、アドバン
スドATMデータサービス、即ち下層のABRフロー制御又は接続毎のキューイ
ングにとって特に有益である、というのも輻輳はATMの周辺部、即ちアクセス
ノードに生まれる傾向があるからである。ある輻輳距離により示されるように順
方向リンクが混み合っていれば、ACKパケットは適当に遅れてソースに送信さ
れる。
受信者ウインドウサイズを修正することを提案している。しかしながら、このよ
うなスキームは、正確な往復移動遅れの測定を必要条件とするか、さもなければ
タイトなバッファ制御を保守することができなくなるかの何れかである。更に、
ACKパケットフィールドの書き直しは、再計算を必要とし合計費用が高くつく
ことになる。
提案されたスキームの多くは複雑すぎるか、及び/又はネットワークパラメータ
設定に対し過敏であるかの何れかである。研究によってTCPの処理能力と公平
性レベルは多くの高速ネットワークシナリオでは低くなることが示されているの
で、その性能を強化するために効率がよく実用的なスキームを考案することが必
要である。プロトコルの機能そのものを改正することもオプションであるが、短
期から中期のタイムフレームにおいては実現可能な代替案とは言いかねる。この
方針によれば、ACK歩調合せ方法は意義深い利益を与えることができる。
とされている。
オに適応可能なACK歩調合せへの必要性も表面化している。
るACK歩調合せへの必要性も表面化している。
際に明らかになるであろう他の限界を克服するために、本発明はTCP接続のた
めのエンハンスド確認応答歩調合せデバイス及び方法を開示する。
とにより上記問題を解決する。本発明によるACK歩調合せは、高い処理能力と
精密なレベルの帯域幅公平性を提供する。更に、ACK歩調合せは、TCPバッ
ファリング遅れを大幅に低減し、広範なネットワークシナリオに適用することが
できる。こうして、本ACK歩調合せは、TCPプロトコルを修正することなく
より迅速な輻輳表示を提供する。
ケットを順方向データリンクへ送るためのリンク層エンティティであって、受信
したデータパケットを、データパケットがリンク層エンティティを離れて順方向
データリンクへと送られるまでデータパケットバッファに記憶するリンク層エン
ティティと、リンク層エンティティに連結されていて、ソースからのデータパケ
ットの受信に応えてソースに送られるACKパケットを歩調合せするための確認
応答歩調合せデバイスとを含んでいる。確認応答歩調合せデバイスは、リンク層
エンティティの輻輳を監視し、リンク層エンティティに輻輳が起きているかどう
かに基づいて確認応答パケットのプロセシングを制御するための制御信号を生成
するための確認応答制御装置と、確認応答制御装置に連結されている、確認応答
制御装置から受信された確認応答パケットを記憶するための確認応答パケットバ
ッファと、確認応答制御装置と確認応答バッファに連結されている、確認応答制
御装置により生成された制御信号に基づいてソースに確認応答パケットをリリー
スするスケジューラを更に含んでいる。
を含んでいる。本発明のこのような態様の1つは、キューイング戦略に基づいて
スケジューラがACKパケットを選定してリリースすることである。
ングが使用される場合には、ヘッド・オブ・ラインACKパケットを送信する段
階を含んでいることである。
ットバッファリングが使用されている場合には、リリースに向けてACKパケッ
トバッファ中のACKパケットを選択するための加重ラウンドロビン(WRR)
プロセスを含んでいることである。
トサイズ(MSS)に反比例してリリースするために、ACKパケットの選択に
加重するための重みを使用して、より小さなMSSフローに対する偏りを少なく
することである。
ットバッファリングが使用される場合には、リリースに際しACKパケットバッ
ファ内のあるACKパケットを選択するための公平なキューイング(FQ)プロ
セスを含んでいることである。
データパケット出発プロセッサを使って確認応答パケットのプロセッシングを制
御するための制御信号を生成するACKパケット歩調合せプロセッサを更に含ん
でいることである。
ィの輻輳をチェックし、ACKパケットをACKパケットバッファに保留するか
又はACKパケットをACKパケットバッファにバッファせずにACKパケット
を直接ソースに送るべきかを決定することにより、ACKパケットバッファに対
するACKパケットのプロセッシングを制御することである。
ィが混み合っているかどうかを判定し、ACKパケットバッファが空であるかど
うかを判定し、リンク層エンティティが混み合っているか又はACKパケットバ
ッファが空である場合はACKパケットをバッファに記憶し、ACKパケットバ
ッファが空でありリンク層エンティティが混み合っていない場合はACKパケッ
トを送ることにより、ACKパケットをACKパケットバッファに保留するか又
はACKパケットをACKパケットバッファにバッファせずにACKパケットを
直接ソースに送るべきかを決定することである。
Kパケットバッファにバッファされるべき第1のACKパケットである場合は、
スケジューラによりACKパケットバッファに記憶され、ゲートアウトされるこ
とである。
にバッファされるべき第1のACKパケットである場合は、ACK制御装置がA
CKパケットバッファからゲートされたACKパケット相互間のスペーシングを
大きくすることである。
タパケット出発プロセッサが、ACKパケットバッファからのACKパケットの
リリースの間隔を小さくすることである。
随しその一部を成す請求項目により厳密に指摘される。しかしながら、本発明、
その利点、及びその使用により得られる目的をより深く理解するためには、本願
の別の一部を成す図面並びに附随の説明事項を参照すべきであり、そこには本発
明による装置の具体例を図示し説明している。
ものである。
とになるが、当図面は本発明が具現化されている特定の実施例の説明に役立つよ
うに示すものである。本発明の範囲を逸脱することなく、構造的変更を加えた他
の実施例も使用できるものと理解して頂きたい。
する。高い処理能力と精密なレベルの帯域幅公平性を可能にするACK歩調合せ
のためのより強靭で包括的なスキームが提供される。更に、ACK歩調合せは、
TCPバッファリング遅れを大幅に低減し、広範なネットワークシナリオに適用
することができる。こうして、本発明によるACK歩調合せは、TCPプロトコ
ルを修正することなく、より迅速な輻輳表示を提供する。
ン層130、トランスポート層140、ネットワーク層150、データリンク層
160、物理層170から成る7つの層を含んでいるOSIモデル100を示し
ている。OSIモデル100は、国際標準化機構(ISO)により開発され、本
願にも援用しているが「OSI基準モデル」という標題でISO7498に記述
されている。
及び先行する層のためのサービス(例:ネットワーク層はトランスポート層のた
めのサービスを提供する)を行なう。プロセスは、郵便システムを介して送られ
る前に一連の封筒に手紙を入れることに似ている。後続の各封筒は、トランザク
ションを処理するのに必要なプロセッシング又はオーバーヘッド情報の別の層を
追加する。全体として、封筒は全て、手紙が正しい宛先に確実に到着し、受信さ
れたメッセージが送信されたメッセージと同一であることを保証することを助け
る。一旦、全パケットがその宛先に受信されると、手紙自体が書かれたとおりに
現れるまで、封筒は1つずつ開封される。
気づかず、封筒は自身の機能を目に見えないように行なう。例えば、銀行の自動
金銭出納トランザクションは多層OSIシステムを通して追跡可能である。ある
1つの多層OSIシステム(オープンシステムA)は、トランザクションを試み
ている人に対するインターフェースであるアプリケーション層を提供し、一方別
の多層OSIシステム(オープンシステムB)は、銀行のホストコンピュータの
アプリケーションソフトウェアとインターフェースするアプリケーション層を提
供する。オープンシステムA及びBの対応している層はピア層と呼ばれ、ピアプ
ロトコルを介して通信する。これらのピアプロトコルはユーザーアプリケーショ
ンのための通信サポートを提供し、口座の引き落とし、現金支払い、又は口座の
貸し付け等、トランザクション関連のタスクを実行する。
の実際のデータフローは、しかしながら、一方のオープンシステム(オープンシ
ステムA即ちソース)のトップ180からボトム182へと通信ラインを横断し
て流れ、次に他方のオープンシステム(オープンシステムB即ち宛先)のボトム
182からトップ180へと流れる。ユーザーアプリケーションのデータが同一
のシステム内の1つの層から次の層へと下向きに流れる都度、より多くのプロセ
ッシング情報が追加される。その情報が移動して他のシステムのピア層により処
理されるときに、それは実行されるべき種々のタスク(エラー補正、フロー制御
等)を生じさせる。
実際にデータがソースを離れて流れる順に従って説明する。
現金自動支払機からお金をおろす等)OSIアプリケーション層とインターフェ
ースすることに備えている。このOSIアプリケーション層110は、他方のオ
ープンシステム、即ち銀行のホストコンピュータ、に対応するピア層を有してい
る。
金で50ドルを引き落とすためのリクエスト)を宛先のオープンシステムが理解
できるフォーマット(即ち1と0の構文又はシーケンス)で確認する。
(即ち、ソースの層5を通過するビット構成が確実に宛先の層5を通過するビッ
ト構成と同じになるようにする)を提供する。
ム間に設定されていることを保証し、多くの場合信頼できる(即ち、宛先の層4
は、接続のためのリクエストであること、いわば、それがソースの層4から受信
されたこと確認する)。
と中継を提供する(他の事とともに、出て行く側の層3でアドレスは封筒上に置
かれ、その後宛先の層3に読まれる)。
の層を下向きに通過し、他方のオープンシステムのピア層を上向きに通過するよ
うなデータのフロー制御を含んでいる。
気的に接続される方法と、データがそれら物理的接続を横断してソースの層1か
ら宛先の層1まで移動する手段を含んでいる。
ル204に当てはめた場合の比較200を示している。図2では、トランスポー
ト層210はアプリケーションにデータ接続サービスを提供するが、データがエ
ラーやもれがない状態でシーケンスで届けられることを保証する機構を含んでい
てもよい。TCP/IPモデル212のトランスポート層210は、セグメント
をIP層202に渡すことにより送信し、IP層202はセグメントを宛先まで
経路づける。トランスポート層210は、IP202から入ってくるセグメント
を受け入れ、どのアプリケーションが受取人なのかを判断し、データを当該アプ
リケーションへそれが送信された順序で渡す。
システム間の経路づけを行なう。データは、1つのリンクを横断することもあれ
ば、インターネット内の幾つかのリンクをまたいで中継されることもある。デー
タはデータグラムと呼ばれる単位で運ばれるが、このデータグラムには層3、2
20のアドレス指定情報を保有しているIPヘッダが含まれている。ルータは、
データグラムをその宛先に向かわせるためにIPヘッダ内の宛先アドレスを調べ
る。すべてのデータグラムは独立して経路が決められ、IP層202は、データ
グラムの信頼できる即ちシーケンスでの配達を保証しないので、IP層202は
コネクションレスと呼ばれる。IP層202は、特定のデータグラムがどのアプ
リケーション対アプリケーションの対話に属しているかに構わず、自身のトラフ
ィックを経路決めする。
できるデータ接続を提供する。TCP層210は、データをデータグラムと呼ば
れるデータパケットにパッキングし、物理層230を介して下層のネットワーク
を横断して伝送するために使用されるIP層202の上位で動作する。
ない。そのような理由から、TCP層210は普通はIP層202の上で使用さ
れる訳である。反対に、TCPプロトコルは、失われたデータパケットを検知す
るための確認応答を提供する。
10を示している。TCPソースの主な特徴の1つは、TCPソースが、バイト
を、そしてその結果、受信者からの確認応答が受信される前に送信することので
きるIPパケットを確定することになるスライディングウインドウ310を使用
することである。これは、ソースの有効伝送速度が調整できるようにする。
その平均伝送速度も速くなる。スライディングウインドウ310はオクテット1
2−19の上にある。11までのオクテットは送信されており、スライディング
ウインドウ310はそれらを通り越している。スライディングウインドウ310
の内部にはオクテットグループ320、322がある。第1のオクテットグルー
プ320は、既に送信330された12から16までのオクテットである。スラ
イディングウインドウ310内のオクテットの第2グループ322は、まだ送信
されていないオクテット17−19である。オクテットの第2グループ322は
即座に送信することができる340。最後にオクテット20以降350は、送信
され得ない360。オクテット12が確認応答し、スライディングウインドウが
順方向にスライドして、始めてオクテット20が送信できるようになる。こうし
て、TCPは、TCPスライディングウインドウ310を使って、失われたデー
タパケットの再伝送とフロー制御を提供する。スライディングウインドウ310
は、実際には、受信者により送信されるウインドウ告示の輻輳ウインドウの最小
限のものである。
ース430からデータ440を受信するとともに、確認応答420をソース43
0に提供する。受信者410は、ソース430に受信者410の入ってくるデー
タ440に対する対処能力を通知するためのウインドウ告示データ450も含ん
でいる、確認応答パケット420を送信する。こうして、受信者410は、フロ
ー制御の用途に適するウインドウサイズ450を告示することができる。実際、
ウインドウ告示450は、受信者410が、あとどれほど多くのデータのオクテ
ットを受け入れる準備ができているかを規定する。ソース430により保守され
ている輻輳ウインドウ460がそれよりも小さい場合以外は、ソース430はこ
の告示に従って自身のスライディングウインドウを調節することになっている。
のサイズを落すためにTCPソース430で内部的に使用される。これはタイマ
ーが時限切れになった場合に生じ、データパッケットは送信済みだが一定時間内
に確認応答が到着していないということを教える。これはデータパケットが、最
も高い可能性としてはネットワークの輻輳により、紛失されたことを意味する。
輻輳状態を更に悪化させないために、TCPソース430はスライディングスウ
インドウのサイズを落すことにより伝送速度を下げる。これらウインドウの関係
は、 Tw=MIN(ウインドウ告示,輻輳ウインドウ) と表すことができ、ここにTwは送信ウインドウ、即ちスライディングウインド
ウを指す。
示ウインドウ450に含まれているフィードバック情報とは、同じ目的、即ちネ
ットワークの負荷及び輻輳に従ってTCPソース430の伝送速度を調節するこ
とに使用することができる。しかしながら、輻輳ウインドウ460と告示ウイン
ドウ450に含まれているフィードバック情報との間のある1つの重大な相違点
は、輻輳ウインドウ460が端末対端末ベースで動作し、タイムアウトが相対的
に長いせいで、通常、変更に対する反応がかなり遅いということである。このよ
うなわけで輻輳ウインドウ460は何れの詳細な情報を与えることもできない。
TCPソース410は、パケットが捨てられたことを知るのみであり、ネットワ
ークの状況について正確な全体像を与えることはしない。一方、告示ウインドウ
450に含まれているフィードバック情報は、より正確で、変化している状況に
対しより素早く反応する。
認応答パケット420で運ばれる受信者のウインドウ告示450を使うことがで
きる。これは、デバイス若しくはここでフィードバック・インフォメーション・
コンバータ(FIC)と呼ばれるネットワーク機能性を加えることにより実現さ
れる。
430は自身のウインドウサイズを、受信者410からの返信ACKパケット4
20に基づいて調節する。ウインドウ460の成長速度はこれら返信パケット4
20の速度に比例することになる。従って、返信ACKストリーム420のタイ
ミングを修正することにより、ソースウインドウ460が制御され得ることは自
明であろう。ACK歩調合せ方法が依拠しているのはこの基本的原理である。厳
密には、これらの方法は、混み合ったネットワーク要素、例えばアクセスノード
及びIPルータなどにおいて、ソース430による過剰放出を制限するために、
返信ACKパケット420を適度に遅延させる。これが正しく行なわれた場合、
ACK歩調合せは、TCPタイムアウトを縮小し、キューが大きくなるのを制限
し、それにより全体的な接続の良好性を向上させる。
せは現実的にはTCPソース側430にしか必要でなくなる。これは、必要とさ
れるACK歩調合せの機能性が大規模ウェブ−サーバ/ファイル−ホストに限っ
て必要であることを示唆しているので、特筆に価すべき点である。従って、より
大規模で多様なユーザーアクセスベースにとって高価なアップグレードは不要と
なる。しかしながら、ACK歩調合せはネットワーク内部の速度制御を良好にす
る点を強調したい。これは、本質的にネットワークをかなり一定の帯域幅にまと
め、輻輳が基本的にはアクセスノードで起きるようにする。
GFRはこれらの条件を現実的に実現する。更には、高速IPルータでの速度保
証が実現されることは、ACK歩調合せに対して好ましい状況を生み出すことに
もなると期待される。
ンプリメンテーションに対して特別に修正可能であるわけではない。例えば、高
速TCP(F−TCP)は、順方向の下層データ「クリアリング」速度を知る必
要があった。これは、リンク能力、又はATM利用可能ビット速度(ABR)サ
ービスカテゴリーの場合の接続許容セル速度(ACR)の何れかに当たる。AC
Kパケット420のための計算された遅れはこの速度に基づいている。
ており、下層の速度が広い範囲で変動する場合には問題が生じる。更には、遠隔
のTCPクライアント410によるACKパケット420の放出に遅れがある場
合には、感度の問題を生じさせ、このようなスキームの性能を著しく劣化させる
ことになりかねない。また、これらスキームは、返信ACKパケット420を集
積的な方法、即ち先入れ先出し(FIFO)方式でバッファするだけなので、明
示的な公平性規定を提供することができない。別のACK歩調合せ方法、即ちA
CKバケットスキームは、フロー毎状態をあまりに多く必要としすぎるので、実
質的に各TCPフローのウインドウ挙動を「追跡する」ことになる。
る。ACK歩調合せデバイス500は、輻輳レベルを推測するに当たってはキュ
ーの長さ情報に依存するもので、追加の(高価な)タイマー機構を一切必要とし
ない。図5に示すACK歩調合せデバイス500は、非常に包括的であるので、
広範囲のネットワークに合うように仕立てることができる。
オーバーロード(即ち輻輳)とアンダーロード両方の期間中、ACKスケジュー
ラ装置520のオペレーションと共に、ACKパケットのプロセッシングを制御
する。ACK制御装置510は、下層のリンク層エンティティ528及びデータ
パケットバッファ530からの、トラフィック測定及びデータ伝送通知522に
依存している。輻輳期間中は、返信ACKパケット532は、適当な分類細分性
(集合体、クラス毎、フロー毎)を使ってACKバッファ534に記憶され、適
切に選定された速度でゲートアウトされる。厳密には、混み合っている期間中の
ACKパケットの放出は、バッファ534が妥当な時間内に空にされるように行
なわれる。輻輳が収まるとACK放出速度は上げられ、帯域幅の利用が改善され
ることになる。ACK制御装置510は、全てのケースにおいて、ACKスケジ
ューラ装置520を起動させてバッファ534内のACKパケット520を放出
させる点に留意されたい。
は常に伝送クォータを増すよう試みる。これは、大きな(嵩高な)ファイル転送
の場合に、通常のTCPプロトコルは、ウインドウサイズを増大させ、パケット
を紛失し、次に速度を落す、ということを繰り返すことを意味する。システム中
のデータのボリュームが増大するにつれ、ACKパケット532の数も増える。
プロトコルにおけるデータパケット540の成長は、ACKパケット532の成
長に「置き換え」られる。これはACKバッファ「ドリフト」現象と称される。
このドリフトの速度は、ゆっくりした開始体制でTCP接続とACK歩調合せす
る場合には線形(即ち速い)となり、輻輳回避体制でTCP接続とACK歩調合
せする場合には略線形となる。
ては、ACKバッファ534にACKパケット532用の十分な能力を設け、A
CKバッファ534を使い果たす稀な事象においてはドロップ・フロム・フロン
ト戦略を採用することである。通常、前置きのACK数は、到着パケット540
用のシーケンス数よりもシーケンス数が小さいという傾向が強い。ACKパケッ
ト532は小さく(40バイト)ほとんどのファイル転送は無限ではないので、
このバッファリングアプローチは非常に合理的である。例えば、RAMの64k
BのACKバッファ534は、大凡1,700のACKパケット532を保留す
ることができるが、これは155Mb/sWANリンクにとっては適量を超える
ものである。
フロー毎に後入れ後出し値を求めるということである。このアプローチでは必要
なメモリの量が小さくてすむが、ACK数の再書き込み(即ち合計の再計算)が
必要になる。また、ACKパケット532が順不同に到着する場合は、特別な考
慮が必要である。更には、受信者ウインドウサイズ及びURG/RSTフラグの
ような、ACKパケット532内にある他のフィールドが、非冗長情報も保有し
ているという可能性が高く、これがまた問題を複雑にしている。
観点から実現の可能性がより高い。ACKバッファリングアプローチは、最小限
の追加的拘束条件を出すが、TCPパケット532の何れのフィールドもいじる
ことはない。
広範な下層技術の代表となる。例として、専用リンク又はATM VC、又はI
Pフロークラスが挙げられる。更には、リンク層エンティティ528は、1つの
TCPフロー、例えばATM VC等の専用であるか、又はTCPフローのグル
ープ(トラフィック集合体)の中で共用されているか、の何れであってもよい。
同様に、逆方向のACK歩調合せは、異なるレベルで行なわれる。例えば、フロ
ー毎のキューイングが順方向に実行される場合、フロー毎のACK歩調合わせは
逆方向にも必要とされ、即ちフローデータ毎/フロー毎ACKである。
る場合、同じように逆方向(集合体データ/集合体ACK、クラス毎データ/ク
ラス毎ACK)に行なわれるのが望ましいであろう。他の場合としては、より単
純で集約的なキューイングを順方向に行い、逆方向にはより進化したフロー毎A
CKバッファリングを行なうように決めることもできる。このアプローチは、順
方向の高速フロー毎バッファリング及びスケジューリング技術を必要とせずに、
同一のリンク層エンティティ530に集約されたフロー内の公平性を改善する。
入ってくるACKパケット532については、依然フロー毎ACK計算が必要で
はあるものの、それはネットワークのエッジに限られることで、そこではACK
パケット532はより大きいIPパケットサイズに相応しいことから、処理速度
の要件も著しく緩和されている。スケジューラ割付、即ち重みを、フローのTC
P最大セグメントサイズ(MSS)に反比例するように選定することにより、よ
り小さなMSSフローに対するバイアスは(ある程度まで)小さくできる。
後者の原理がかなりうまくなじむ。つまり、フロー毎計算/オーバーヘッドは、
ネットワークのアクセス部分、即ちACK歩調合わせが行なわれる部分に限られ
るので、バックボーン内の複雑性が低減されることになる。ほとんどのアクセス
ノードはバックボーンデバイスよりも接続数がずっと少ないので、このアプロー
チはこれから出現するネットワークにおいて実現の可能性が非常に高い。
に多様なパケットスケジューリング方法を取り入れている、かなり包括的なもの
であると規定することができる。例えば、集約(FIFO)ACKバッファリン
グの最も単純な形態では、スケジューラ520は、ヘッド・オブ・ライン(HO
L)ACKを送りさえすればよい。より進化したクラス毎又はフロー毎ACKバ
ッファリング戦略では、重みつきラウンドロビン(WRR)又は公平キューイン
グ(FQ)スケジューラが、送信に対し次に適するACKを「選定」するために
インプリメントすることができる。
るためのACK歩調合せプロセッサ512を含んでいる。ACK歩調合せプロセ
ッサは、2つの主要素、つまりデータパケット出発プロセッサ514とACK到
着プロセッサを含んでいる。ACK到着プロセッサ516は輻輳レベルを調べ、
入ってくるACKパケットを保留すべきかどうかを決める。データパケット出発
プロセッサ514は、リンク層エンティティ528とデータパケットバッファ5
30を介して輻輳レベルを監視し、ソースに対して何時ACKパケット532を
「クロック」アウトするかを決める。
擬似コード600を示している。TCP ACK到着610及びデータ出発66
0方法は、入ってくるTCP ACKパケット全てについて実行される。
ために存在しており、バッファされたACKパケットの数の実行計数が、例えば
num_ACK604として保存されているものと仮定する。リンク層が輻輳し
ている、及び/又はACKバッファ612が空でないというケースでは、入って
くるACKパケットはバッファ614に記憶される。バッファされたACKパケ
ットはバッファに614保存され、データパケット出発方法660によってしか
適切に送り出されない。
先に論じた、より選択的なクラス毎/フロー毎ベースで行なわれる。ACKパケ
ットが空のバッファに到着し、そこに輻輳がなければ640、パケットは単純に
前向きにTCPソースへと送られる(即ち目に見えない通過)642。しかしな
がら、これがバッファされるべき最初のACKであれば630、ACK放出プロ
セスを「ジャンプスタート」させるために、このACKパケットは適当な時間間
隔の後ゲートアウトされねばならない632。
ンク層エンティティ内の下層のデータパケット出発プロセス660に関係付けら
れねばならない。即ち、輻輳期間中、ACKパケットは、すべてのα1データパ
ケットが放出されてしまった後に送られるということであり、ここにα1は(積
分)減速因数の項である。
えばpkt_counter644を使うことによりみごとに実現され得る。1
番目のACKパケットについては、カウンタ変数値はα1にセットされ、データ
出発プロセス660に従って、データパケット出発毎に減分される。カウンタ変
数値がゼロになると、バッファされたACKパケットがリリースされ、カウンタ
はリセットされる。
とを示唆していない。ここで、問題は、緩慢なスタート/輻輳回避体制、及び「
ACKの他の全ての特性」並びに遅延ACKタイマー等、のようなTCPプロト
コルの多くの特性により複雑になる。例えば、至る所に存在する「ACKの他の
全ての」特性が使用可能になっている、無限なソースがフルサイズのセグメント
を送信するという理想的なケースでは、TCPソースを抑制するにはα1>3が
必要となることが分かる。代わりに、TCPソースの端末システムの挙動が未知
の場合、キューの長さ制御を「保証する」ために、非常に大きなα1値が使用さ
れる。換言すると、このような値は、輻輳が収まるまでは実質的に全てのACK
の放出を禁じる(即ちオン/オフ型制御)が、大抵はキュー振動が増加する。
知方法を明示的には指定しない点に着目されたい。厳密には、congesti
on_status()ルーチン620は、単にブール値を戻してリンク層エン
ティティが輻輳しているかどうかを表示するだけである。多種多様な輻輳表示機
構がここで使用できることは明らかである。キュー長、平均キュー長、入力速度
オーバーロード測定、及びデータ紛失速度を例として挙げることができる。しか
しながら、インプリメンテーションの複雑性を簡素にするために、キュー長を使
用するのが望ましい。
法700の擬似コードを図7に示す。図7では、輻輳状態が調べられ、バイナリ
フラグが戻される702。ヒステリシスキュー閾値QL710とQH712が使
用される720。輻輳が存在してキューの長さがQLよりも小さい場合722、
輻輳が収まる状態変化は、フラグを第1状態、即ちcongested_fla
g=OFFにセットする724ことにより記憶される。代わりに、輻輳は存在せ
ずキューの長さがQHよりも大きい場合730、輻輳開始の状態変化は、フラグ
を第2状態、即ちcongested_flag=ONにセットする732こと
により記憶される。次にバイナリフラグの状態は戻される740。
かる遅れ(アクセス・ネットワーク・ディレイ)に基づいて適切にサイズ合わせ
されている場合、ほとんどロスの無い性能が実現できることを示している。この
ような遅れは、WANネットワークに見られる端末対端末の遅れよりも何倍も小
さいのが普通であるので、バッファリング要件におけるサイズ合わせ可能な縮小
は、本発明のACK歩調合せスキームで可能となる。
リンク層を出発するときはいつでも実行される。目標は、記憶されているACK
パケットを適時にリリースし、それにより、アクセスノードのリンク層バッファ
の輻輳レベル(キュー)を適切に制御する、即ちパケット紛失を最小限にするこ
とである。本方法はまず、送信を待っているバッファされたACKパケットがあ
るかどうか662、及びACK放出カウンタ、即ちpkt_counterがゼ
ロになっているかどうか664を調べる。そうである場合、バッファされたAC
Kパケットはソースにリリース670される。
グは、pk_counterをα1にリセットすることによりα1データパケット
毎に1に維持される682。これにより、データリンク層内のデータバッファを
更に排出することができる。しかしながら、輻輳が緩和していれば684、AC
Kパケット内スペーシングはα2データパケットまで下げられ686、ソースが
より速く送信できるようにする。α2パラメータは積分の加速因数の項であり、
必ずα1>α2である。カウンタがゼロでなければ688、それは単に減分される
だけである690。しかしながら、輻輳期間の後に帯域幅が十分に使用されなく
なるのを防止するために、カウンタがα2よりも大きい場合、単にα2にリセット
されるだけ(例えば、α2値がより大きい場合は特にそうである)である。
TCPソース速度が下層のリンクエンティティ速度に(大凡)等しいということ
ではない。より厳密には「ACKの他の全ての」特性による理想的な条件に対し
ては、α2=2という値の方が良好に機能する。
より使用されているキューイング戦略に基づいて選定される。この機構全体は、
記憶されているACKパケット532をリリースするに当たり、先行技術による
方法において必要とされた高価なタイマー機構を必要としない。
出発860方法に関する擬似コード800を示している。TCP ACK到着プ
ロセス810において、リンク層エンティティは輻輳しているか否か、又はAC
Kバッファが空でないか否かについて判定が行われる812。リンク層エンティ
ティが輻輳しておりACKバッファが空でなければ814、入ってくるACKは
キューに記憶(FIFO、クラス毎又はフロー毎)される816。ACKパケッ
トは各ACKキューの末尾に記憶され、ACKカウントは増分される818。次
に、ACKパケットはバッファされる最初のACKパケットか否かを判定するた
めにチェックが行われる820。これが、バッファされるべき1番目のACKパ
ケットであれば822、カウンタがより大きなスペーシングにセットされるよう
に、セルカウンタはα1 *パケットセルにセットされる824。そうでない場合8
26、ACKパケットはTCPソースに送られる828。
即ち送信されるべきACKパケットはあるかどうかについて判定が下される86
2。送信されるべきACKパケットがあれば864、スケジューラは、次に適格
なACKパケットを確定する872。次に適格なACKパケットは、適格なAC
Kキューの先頭から外され872、TCPソースに送られる874。ACKカウ
ントは減分され876、セルカウンタは然るべくリセットされる880。輻輳が
存在すれば882、スペーシングを増加させるためにセルカウンタはα1 *パケッ
トセルにセットされる884。そうでない場合886、スペーシングを減少させ
るためにセルカウンタはα2 *パケットセルにセットされる888。
が下される892。輻輳が収まっておりセルカウンタ値がα2 *パケットセルより
も大きければ894、セルカウンタはα2 *パケットセルに等しくセットされる8
95。そうでなければ896、セルカウンタは減分される898。
パケット(セル)サイズを使用するATMネットワークの場合には、より多くの
柔軟性が存在する。厳密には、データ(関数)パケット放出毎にACK放出を実
行することが可能であると同時に、高価なタイマー機構の使用を避ける道を見つ
けることが可能となり、つまりはカウンタはここではパケットではなくセルによ
る(セルカウンタ)ものとなる。セルサイズは、通常TCP MSSサイズのパ
ケットよりもずっと小さいので、パケットはより細かく時間を細分化して放出す
ることができる。即ち、パケットを基礎としたスキームの場合にはそうであった
が、α1とα2の因数はもはや整数でなくともよいということである。定数値、p
acket_cell、即ち(IP)TCP MSSのセルの数を、 数式(1)
と考えよう。
t_cellsの後で、且つα2 *packet_cellsのロード中に放出さ
れる。かなりの部分まで、ACK到着及びセル出発方法は、パケットベースの相
当物と同一である。例えば、全てのセルの放出の後、セルカウンタが減分されゼ
ロになると、バッファ534内のACKパケット532が、ACKスケジューラ
520によりリリースされる。ACKバッファ534が空になっている間、カウ
ンタ値は然るべくリセットされる。
ある。最近では、より進化した下層のATMトランスポートカテゴリ(例:AB
Rフロー制御、接続毎キューイング)とのTCPの会話を改善するために種々の
ACK歩調合せスキームが提示されている。しかしながら、これらのスキームは
パラメータの感度問題に悩まされており、実際には実現が困難であると考えられ
る。従って、広範なネットワークシナリオにおいて実行可能なエンハンスドAC
K歩調合せを開示したわけである。本スキームは(より直接的な)キュー長輻輳
情報を使ってTCP ACKパケットを遅らせるので、広い範囲にわたって公平
性の判定基準をインプリメントできる。本方法は端末対端末TCP処理能力及び
帯域幅公平性を改善する強力な手段を提供する。アクセスノードにおけるバッフ
ァリング要件も広範なサブネットワークに備えているので意義深い。
たものである。上記説明は、本発明を網羅しようとしたり開示された厳密な形態
に限定することを意図するものではない。上記教示に鑑み、多くの修正及び変更
が可能であろう。本発明の範囲は、この詳細な説明によってではなく、請求項目
によって限定されるものである。
示す図である。
ットワークシステムを示す図である。
す図である。
ドを示す図である。
コードを示す図である。
Claims (76)
- 【請求項1】 ソースからのデータパケットの受信に応えてソースに送信さ
れるべき確認応答パケットを歩調合せするための確認応答歩調合せデバイスにお
いて、 ネットワークのローディングを監視し、前記ネットワークのローディングに基
づいて確認応答パケットのプロセッシングを制御するための制御信号を生成する
ための確認応答制御装置と、 前記確認応答制御装置に連結されており、前記確認応答制御装置から受信した
確認応答パケットを記憶するための確認応答パケットバッファと、 前記確認応答制御装置及び前記確認応答パケットバッファに連結されており、
前記確認応答制御装置により生成された制御信号に基づいて確認応答パケットを
リリースするスケジューラと、を備えていることを特徴とする確認応答歩調合せ
デバイス。 - 【請求項2】 前記スケジューラは、キューイング戦略に基づいて、リリー
スする確認応答パケットを選定することを特徴とする請求項1に記載の確認応答
歩調合せデバイス。 - 【請求項3】 前記キューイング戦略は、集合体確認応答パケットバッファ
リングが使用される場合、ヘッド・オブ・ライン確認応答パケットを送信する段
階を含んでいることを特徴とする請求項2に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項4】 前記キューイング戦略は、クラス毎又はフロー毎確認応答パ
ケットバッファリングが使用される場合、リリースに向けて確認応答パケットバ
ッファ内の確認応答パケットを選択するための加重ラウンドロビン(WRR)プ
ロセスを含んでいることを特徴とする請求項2に記載の確認応答歩調合せデバイ
ス。 - 【請求項5】 前記加重ラウンドロビン(WRR)プロスセは、より小さい
最大セグメントサイズ(MSS)フローに対するバイアスを小さくするために、
リリースに向けて、TCP最大セグメントサイズ(MSS)に反比例して、確認
応答パケットの選択に重み付けするために重みを使用することを特徴とする請求
項4に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項6】 前記キューイング戦略は、クラス毎又はフロー毎確認応答パ
ケットバッファリングが使用される場合、リリースに向けて確認応答パケットバ
ッファ内の確認応答パケットを選択するための公平キューイング(FQ)プロセ
スを含んでいることを特徴とする請求項2に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項7】 前記確認応答制御装置は、確認応答パケット到着プロセッサ
とデータパケット出発プロセッサを使って確認応答パケットのプロセッシングを
制御するための信号を生成する確認応答パケット歩調合せプロセッサを更に備え
ていることを特徴とする請求項1に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項8】 前記確認応答パケット到着プロセッサは、ネットワークの輻
輳レベルをチェックし、確認応答パケットを確認応答パケットバッファに保留す
べきか、又は確認応答パケットを確認応答パケットバッファにバッファせずに確
認応答パケットを直接ソースに送るべきかを決めることにより、確認応答パケッ
トバッファに対する確認応答パケットのプロセッシングを制御することを特徴と
する請求項7に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項9】 前記確認応答パケット到着プロセッサは、ネットワークが輻
輳しているかどうかを判定し、確認応答パケットバッファが空であるかどうかを
判定し、ネットワークが輻輳しているか、又は確認応答パケットバッファが空で
なければ、確認応答パケットをバッファに記憶し、確認応答パケットバッファが
空でありネットワークが輻輳していなければ、確認応答パケットをソースに送る
ことにより、確認応答パケットを確認応答パケットバッファに保留すべきか、又
は確認応答パケットを確認応答パケットバッファにバッファせずに確認応答パケ
ットを直接ソースに送るべきかを決めることを特徴とする請求項7に記載の確認
応答歩調合せデバイス。 - 【請求項10】 前記確認応答パケットは、確認応答パケットが輻輳中に確
認応答パケットバッファ内にバッファされるべき1番目のパケットである場合に
は、確認応答パケットバッファに記憶され、前記スケジューラによりゲートアウ
トされることを特徴とする請求項9に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項11】 前記確認応答制御装置は、確認応答パケットが輻輳中に確
認応答パケットバッファ内にバッファされるべき1番目の確認応答パケットであ
る場合には、確認応答パケットバッファからゲートされる確認応答パケット相互
間のスペーシングを増加させることを特徴とする請求項10に記載の確認応答歩
調合せデバイス。 - 【請求項12】 前記確認応答制御装置は、パケットカウンタ変数を第1の
所定値にセットすることにより、確認応答パケット相互間のスペーシングを増加
させることを特徴とする請求項11に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項13】 前記パケットカウンタ変数は、データパケットがネットワ
ークを出発する際に減分されることを特徴とする請求項12に記載の確認応答歩
調合せデバイス。 - 【請求項14】 前記スケジューラは、パケットカウンタ変数が減分されて
ゼロになったらバッファされている確認応答パケットをリリースし、そうすると
確認応答制御装置がパケットカウンタ変数をリセットすることを特徴とする請求
項13に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項15】 ネットワークの前記輻輳レベルは、データパケットバッフ
ァの容量を表すキュー長を分析することにより求められることを特徴とする請求
項8に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項16】 前記ネットワークは、前記キュー長が低い閾値よりも小さ
い場合には輻輳していないとして表示されることを特徴とする請求項15に記載
の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項17】 前記ネットワークは、前記キュー長が高い閾値よりも大き
い場合には輻輳しているとして表示されることを特徴とする請求項15に記載の
確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項18】 前記データパケット出発プロセッサは、ネットワークの輻
輳レベルを監視し、確認応答パケットを確認応答パケットバッファからソースへ
何時ゲートさせるかを決めることにより、確認応答パケットバッファからの確認
応答パケットのリリースを制御することを特徴とする請求項7に記載の確認応答
歩調合せデバイス。 - 【請求項19】 前記データパケット出発プロセッサは、確認応答パケット
が送信を待ちながら確認応答パケットバッファ内に在るか否か、並びに確認応答
制御装置によりセットされたパケットカウンタ変数がゼロの値を有しているか否
かをチェックし、パケットカウンタ変数がゼロの値を有しているときに確認応答
パケットバッファ内のバッファされた確認応答パケットをソースにリリースする
ことにより、確認応答パケットを確認応答パケットバッファからソースへ何時ゲ
ートさせるかを決めることを特徴とする請求項18に記載の確認応答歩調合せデ
バイス。 - 【請求項20】 前記データパケット出発プロセッサは、ネットワーク内に
依然として輻輳が存在している場合、確認応答パケットバッファからの確認応答
パケットのリリースの間のスペーシングを増やすことを特徴とする請求項19に
記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項21】 確認応答パケットのリリースの間の前記スペーシングは、
パケットカウンタ変数を第1の所定値にリセットすることにより増やされること
を特徴とする請求項20に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項22】 前記データパケット出発プロセッサは、パケットカウンタ
変数がゼロでない場合、パケットカウンタ変数を減分することを特徴とする請求
項21に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項23】 前記データパケット出発プロセッサは、パケットカウンタ
変数が第2の所定値よりも大きい場合、輻輳期間後の帯域幅の不十分な使われ方
を防止するために、パケットカウンタ変数を第2の所定値にリセットすることを
特徴とする請求項22に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項24】 前記データパケット出発プロセッサは、ネットワーク内の
輻輳が収まっている場合、確認応答パケットバッファからの確認応答パケットの
リリースの間のスペーシングを減少させることを特徴とする請求項19に記載の
確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項25】 前記データパケット出発プロセッサは、パケットカウンタ
変数を第1の所定値よりも小さい第2の所定値にリセットすることにより、確認
応答パケットのリリースの間のスペーシングを減少させることを特徴とする請求
項24に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項26】 前記データパケット出発プロセッサは、パケットカウンタ
変数の値がゼロでない場合、パケットカウンタ変数を減分することを特徴とする
請求項25に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項27】 前記データパケット出発プロセッサは、パケットカウンタ
変数が第2の所定値よりも大きい場合、輻輳期間後の帯域幅の不十分な使われ方
を防止するために、パケットカウンタ変数を第2の所定値にリセットすることを
特徴とする請求項26に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項28】 ネットワークの前記輻輳レベルは、データパケットバッフ
ァの容量を表すキュー長を分析することにより求められることを特徴とする請求
項19に記載の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項29】 前記ネットワークは、前記キュー長が低い閾値よりも小さ
い場合には輻輳していないとして表示されることを特徴とする請求項28に記載
の確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項30】 前記ネットワークは、前記キュー長が高い閾値よりも大き
い場合には輻輳しているとして表示されることを特徴とする請求項28に記載の
確認応答歩調合せデバイス。 - 【請求項31】 前記確認応答パケットバッファは、確認応答パケットを集
合体ベースでバッファすることを特徴とする請求項1に記載の確認応答歩調合せ
デバイス。 - 【請求項32】 前記確認応答パケットバッファは、フロータイプにより確
認応答パケットをバッファし、前記スケジューラは、バッファされた確認応答パ
ケットに関するフローのタイプを考慮に入れて確認応答バッファ内の確認応答パ
ケットをリリースすることを特徴とする請求項1に記載の確認応答歩調合せデバ
イス。 - 【請求項33】 アクセスノード・デバイスにおいて、 データパケットをソースから受信し、そのデータパケットを順方向データリン
クに送るためのリンク層エンティティであって、データパケットがリンク層エン
ティティを出発して順方向のデータリンクへと送られるまで受信されたデータパ
ケットをデータパケットバッファに記憶するリンク層エンティティと、 前記リンク層エンティティに連結されている、ソースからのデータパケットの
受信に応えてソースに送信されるべき確認応答パケットを歩調合せするための確
認応答歩調合せデバイスとを備えており、前記確認応答歩調合せデバイスが、 前記リンク層エンティティの輻輳を監視し、前記リンク層エンティティに輻輳
が起きているか否かに基づいて確認応答パケットのプロセッシングを制御するた
めの信号を生成するための確認応答制御装置と、 前記確認応答制御装置に連結されている、前記確認応答制御装置から受信した
確認応答パケットを記憶するための確認応答パケットバッファと、 前記確認応答制御装置及び前記確認応答パケットバッファに連結されている、
前記確認応答制御装置により生成された制御信号に基づいて確認応答パケットを
リリースするスケジューラとを更に備えていることを特徴とするアクセスノード
・デバイス。 - 【請求項34】 前記スケジューラは、キューイング戦略に基づいてリリー
スする確認応答パケットを選定することを特徴とする請求項33に記載のアクセ
スノード・デバイス。 - 【請求項35】 前記キューイング戦略は、集合体確認応答パケットバッフ
ァリングが使用される場合、ヘッド・オブ・ライン確認応答パケットを送信する
段階を含んでいることを特徴とする請求項34に記載のアクセスノード・デバイ
ス。 - 【請求項36】 前記キューイング戦略は、クラス毎又はフロー毎確認応答
パケットバッファリングが使用される場合、リリースに向けて確認応答パケット
バッファ内の確認応答パケットを選択するための加重ラウンドロビン(WRR)
プロセスを含んでいることを特徴とする請求項34に記載のアクセスノード・デ
バイス。 - 【請求項37】 前記加重ラウンドロビン(WRR)プロスセは、より小さ
い最大セグメントサイズ(MSS)フローに対するバイアスを小さくするため、
リリースに向けて、TCP最大セグメントサイズ(MSS)に反比例して、確認
応答パケットの選択に重み付けするために重みを使用することを特徴とする請求
項36に記載のアクセスノード・デバイス。 - 【請求項38】 前記キューイング戦略は、クラス毎又はフロー毎確認応答
パケットバッファリングが使用される場合、リリースに向けて確認応答パケット
バッファ内の確認応答パケットを選択するための公平キューイング(FQ)プロ
セスを含んでいることを特徴とする請求項34に記載のアクセスノード・デバイ
ス。 - 【請求項39】 前記確認応答制御装置は、確認応答パケット到着プロセッ
サとデータパケット出発プロセッサとを使って、確認応答パケットのプロセッシ
ングを制御するための制御信号を生成する確認応答パケット歩調合せプロセッサ
を更に備えていることを特徴とする請求項33に記載のアクセスノード・デバイ
ス。 - 【請求項40】 前記確認応答パケット到着プロセッサは、リンク層エンテ
ィティの輻輳をチェックし、確認応答パケットを確認応答パケットバッファに保
留すべきか、又は確認応答パケットを確認応答パケットバッファにバッファせず
に確認応答パケットを直接ソースに送るべきかを決めることにより、確認応答パ
ケットバッファに対する確認応答パケットのプロセッシングを制御することを特
徴とする請求項39に記載のアクセスノード・デバイス。 - 【請求項41】 前記確認応答パケット到着プロセッサが、リンク層エンテ
ィティが輻輳しているかどうかを判定し、確認応答パケットバッファが空である
かどうかを判定し、リンク層エンティティが輻輳しているか、又は確認応答パケ
ットバッファが空でない場合には、確認応答パケットをバッファに記憶し、確認
応答パケットバッファが空であり、リンク層エンティティが輻輳していない場合
には、確認応答パケットをソースに送ることにより、確認応答パケットを確認応
答パケットバッファ内に保留すべきか、又は確認応答パケットを確認応答パケッ
トバッファ内にバッファせずに確認応答パケットを直接ソースに送るべきかを決
めることを特徴とする請求項39に記載のアクセスノード・デバイス。 - 【請求項42】 前記確認応答パケットは、確認応答パケットが輻輳中に確
認応答パケットバッファ内にバッファされるべき1番目の確認応答パケットであ
る場合には、確認応答パケットバッファに記憶され、スケジューラによりゲート
アウトされることを特徴とする請求項41に記載のアクセスノード・デバイス。 - 【請求項43】 前記確認応答制御装置は、確認応答パケットが輻輳中に確
認応答パケットバッファ内にバッファされるべき1番目の確認応答パケットであ
る場合には、確認応答パケットバッファからゲートされる確認応答パケット相互
間のスペーシングを増やすことを特徴とする請求項42に記載のアクセスノード
・デバイス。 - 【請求項44】 前記データパケット出発プロセッサは、リンク層エンティ
ティの輻輳が収まっている場合、確認応答パケットバッファからの確認応答パケ
ットのリリースの間のスペーシングを減少させることを特徴とする請求項39に
記載のアクセスノード・デバイス。 - 【請求項45】 ソースからのデータパケットの受信に応えてソースに送信
されるべき確認応答パケットのための確認応答歩調合せを提供するための方法に
おいて、 ネットワークのローディングを監視する段階と、 ネットワークのローディングに基づいて確認応答パケットのプロセッシングを
制御するための制御信号を生成する段階と、 確認応答制御装置から受信した確認応答パケットを確認応答パケットバッファ
に記憶する段階と、 制御信号に基づいて確認応答パケットをリリースする段階と、から成ることを
特徴とする方法。 - 【請求項46】 前記リリースする段階は、キューイング戦略に基づいてリ
リースするために確認応答パケットを選定する段階を更に含んでいることを特徴
とする請求項45に記載の方法。 - 【請求項47】 前記キューイング戦略は、集合体確認応答パケットバッフ
ァリングが使用される場合、ヘッド・オブ・ライン確認応答パケットを送信する
段階を含んでいることを特徴とする請求項46に記載の方法。 - 【請求項48】 前記キューイング戦略は、クラス毎又はフロー毎確認応答
パケットバッファリングが使用される場合、リリースに向けて確認応答パケット
バッファ内の確認応答パケットを選択するための加重ラウンドロビン(WRR)
プロセスを含んでいることを特徴とする請求項46に記載の方法。 - 【請求項49】 前記加重ラウンドロビン(WRR)プロスセは、より小さ
い最大セグメントサイズ(MSS)フローに対するバイアスを小さくするため、
リリースに向けて、TCP最大セグメントサイズ(MSS)に反比例して、確認
応答パケットの選択に重み付けするために重みを使用することを特徴とする請求
項48に記載の方法。 - 【請求項50】 前記キューイング戦略は、クラス毎又はフロー毎確認応答
パケットバッファリングが使用される場合、リリースに向けて確認応答パケット
バッファ内の確認応答パケットを選択するための公平キューイング(FQ)プロ
セスを含んでいることを特徴とする請求項46に記載の方法。 - 【請求項51】 前記確認応答パケットのプロセッシングを制御するための
制御信号を生成する段階は、確認応答パケット到着プロセスとデータパケット出
発プロセスを含んでいることを特徴とする請求項45に記載の方法。 - 【請求項52】 前記確認応答パケット到着プロセスは、ネットワークの輻
輳レベルをチェックし、確認応答パケットを確認応答パケットバッファに保留す
べきか、又は確認応答パケットを確認応答パケットバッファにバッファせずに確
認応答パケットを直接ソースに送るべきかを決めることにより、確認応答パケッ
トバッファに対する確認応答パケットのプロセッシングを制御することを特徴と
する請求項51に記載の方法。 - 【請求項53】 前記確認応答パケットを確認応答パケットバッファに保留
すべきか、又は確認応答パケットを確認応答パケットバッファにバッファせずに
確認応答パケットを直接ソースに送るべきかを決める段階は、ネットワークが輻
輳しているかどうかを判定する段階と、確認応答パケットバッファが空であるか
どうかを判定する段階と、ネットワークが輻輳しているか、又は確認応答パケッ
トバッファが空でない場合、確認応答パケットをバッファに記憶する段階と、確
認応答パケットバッファが空であり、ネットワークが輻輳していない場合、確認
応答パケットをソースに送る段階と、を更に含んでいることを特徴とする請求項
51に記載の方法。 - 【請求項54】 前記確認応答パケットは、確認応答パケットが確認応答パ
ケットバッファ内にバッファされるべき1番目のパケットである場合には、確認
応答パケットバッファ内に記憶され、ゲートアウトされることを特徴とする請求
項53に記載の方法。 - 【請求項55】 確認応答パケットが確認応答パケットバッファ内にバッフ
ァされるべき1番目のパケットである場合には、確認応答パケットバッファから
ゲートされる確認応答パケット相互間のスペーシングを増加させる段階を更に含
んでいることを特徴とする請求項54に記載の方法。 - 【請求項56】 前記スペーシングを増加させる段階は、パケットカウンタ
変数を第1の所定値にセットする段階を更に含んでいることを特徴とする請求項
55に記載の方法。 - 【請求項57】 データパケットがネットワークを出発する際にパケットカ
ウンタ変数を減分する段階を更に含んでいることを特徴とする請求項56に記載
の方法。 - 【請求項58】 前記パケットカウンタ変数が減分されてゼロになると、バ
ッファされている確認応答パケットをリリースする段階と、前記パケットカウン
タ変数をリセットする段階とを更に含んでいることを特徴とする請求項57に記
載の方法。 - 【請求項59】 ネットワークの前記輻輳レベルは、データパケットバッフ
ァの容量を表すキュー長を分析することにより求められることを特徴とする請求
項52に記載の方法。 - 【請求項60】 前記キュー長が低い閾値よりも小さいときには、前記ネッ
トワークが輻輳していないと表示する段階を更に含んでいることを特徴とする請
求項59に記載の方法。 - 【請求項61】 前記キュー長が高い閾値よりも大きいときには、前記ネッ
トワークが輻輳していると表示する段階を更に含んでいることを特徴とする請求
項59に記載の方法。 - 【請求項62】 前記リリースする段階は、ネットワークの輻輳レベルを監
視する段階と、確認応答パケットを確認応答パケットバッファからソースへ何時
ゲートさせるかを決定する段階を更に含んでいることを特徴とする請求項51に
記載の方法。 - 【請求項63】 前記決定する段階は、確認応答パケットが送信を待ちなが
ら確認応答パケットバッファ内に在るか否か、並びに確認応答制御装置によりセ
ットされたパケットカウンタ変数がゼロの値を有しているか否かをチェックする
段階と、パケットカウンタ変数がゼロの値を有している場合、確認応答パケット
バッファ内のバッファされた確認応答パケットをソースにリリースする段階とを
更に含んでいることを特徴とする請求項62に記載の方法。 - 【請求項64】 前記データパケット出発プロセスは、ネットワーク内に依
然として輻輳が存在している場合、確認応答パケットバッファからの確認応答パ
ケットのリリースの間のスペーシングを増加する段階を更に含んでいることを特
徴とする請求項63に記載の方法。 - 【請求項65】 前記増加する段階は、パケットカウンタ変数を第1の所定
値にリセットする段階を更に含んでいることを特徴とする請求項64に記載の方
法。 - 【請求項66】 前記データパケット出発プロセスは、パケットカウンタ変
数がゼロでない場合、パケットカウンタ変数を減分する段階を更に含んでいるこ
とを特徴とする請求項65に記載の方法。 - 【請求項67】 前記データパケット出発プロセスは、パケットカウンタ変
数が第2の所定値よりも大きい場合、輻輳期間後の帯域幅の不十分な使われ方を
防止するために、パケットカウンタ変数を第2の所定値にリセットする段階を更
に含んでいることを特徴とする請求項66に記載の方法。 - 【請求項68】 前記データパケット出発プロセスは、ネットワーク内の輻
輳が収まっている場合、確認応答パケットバッファからの確認応答パケットのリ
リースの間のスペーシングを減少させる段階を更に含んでいることを特徴とする
請求項63に記載の方法。 - 【請求項69】 前記データパケット出発プロセスは、パケットカウンタ変
数を第1の所定値よりも小さい第2の所定値にリセットすることにより、確認応
答パケットのリリースの間のスペーシングを減少させる段階を更に含んでいるこ
とを特徴とする請求項68に記載の方法。 - 【請求項70】 前記データパケット出発プロセスは、パケットカウンタ変
数の値がゼロでない場合、パケットカウンタ変数を減分する段階を更に含んでい
ることを特徴とする請求項69に記載の方法。 - 【請求項71】 前記データパケット出発プロセスは、パケットカウンタ変
数が第2の所定値よりも大きい場合、輻輳期間後の帯域幅の不十分な使われ方を
防止するために、パケットカウンタ変数を第2の所定値にリセットする段階を更
に含んでいることを特徴とする請求項70に記載の方法。 - 【請求項72】 前記ネットワークの輻輳レベルを判定する段階は、データ
パケットバッファに関する容量を表すキュー長を分析する段階を更に含んでいる
ことを特徴とする請求項63に記載の方法。 - 【請求項73】 前記キュー長が低い閾値よりも小さい場合には、ネットワ
ークが輻輳していないと表示する段階を更に含んでいることを特徴とする請求項
72に記載の方法。 - 【請求項74】 前記キュー長が高い閾値よりも大きい場合には、ネットワ
ークが輻輳していると表示する段階を更に含んでいることを特徴とする請求項7
2に記載の方法。 - 【請求項75】 前記記憶する段階は、確認応答パケットを集合体ベースで
バッファする段階を更に含んでいることを特徴とする請求項45に記載の方法。 - 【請求項76】 前記記憶する段階は、フロータイプにより確認応答パケッ
トをバッファする段階を更に含んでおり、前記リリースする段階は、バッファさ
れた確認応答パケットに関するフローのタイプを考慮することにより、確認応答
バッファ内の確認応答パケットのリリースをスケジュールする段階を更に含んで
いることを特徴とする請求項45に記載の方法。
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