JP2004214940A - System and method of packet communication, and protocol conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中継ノードが、ＳＮＭＰを用い輻輳などの無線リンク異常を検出して、異常が検出された無線リンクを介してＴＣＰ／ＩＰ通信を行っている終端端末間に、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御方法に変換して知らせ、障害を未然に防止し、拡大を阻止するパケット通信システム、パケット通信方法及びプロトコル変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、通信プロトコルの一種であるＴＣＰ／ＩＰでは、ルータ等の中継ノードからエンド・ノードに、ネットワークの輻輳状態を明示的に通知する輻輳情報通知機能（ＥＣＮ：Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）により、ルータからエンド・ノードにネットワークの輻輳状態を明示的に通知し、ネットワークの通信負荷が増大するのを抑制する仕組みを提供している。
【０００３】
また、喪失情報通知機能（ＥＬＮ：Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｌｏｓｓ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）として、無線リンクの特性により、受信側の通信環境によって通信中に生じる一瞬のパケットロス時などの、輻輳以外の理由によってロスが発生したことを送信ノードに通知して、ウィンドウサイズの減少を抑制する仕組みも提供している。
【０００４】
上記２つのプロトコル制御方法は、いずれも中継ノードが、個別にノード状況（転送待ちのパケット数等）に応じた判断を行い、通過パケットに対するプロトコル制御処理を行うものである。
【０００５】
ネットワーク監視にあっては、ＳＮＭＰを実装した装置間において、定義されたメッセージフォーマットによりネットワーク管理情報が参照可能である。移動通信網におけるモバイルＩＰに対応するネットワーク管理情報の取得も可能となり、移動通信網における無線リンクの情報を移動端末毎に監視可能である。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｋ．Ｒａｍａｋｒｉｓｈｎａｎ，Ｓ．Ｆｌｏｙｄ．Ａ Ｐｒｏｐｏｓａｌ ｔｏ ａｄｄ Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＥＣＮ）ｔｏ ＩＰ．Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｊａｎｕａｒｙ １９９９．ＲＦＣ２４８１．
【０００７】
【非特許文献２】
Ｋ．Ｒａｍａｋｒｉｓｈｎａｎ，Ｓ．Ｆｌｏｙｄ，Ｄ．Ｂｌａｃｋ．Ｔｈｅ Ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＥＣＮ）ｔｏ ＩＰ．Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００１．ＲＦＣ３１６８．
【０００８】
【非特許文献３】
Ｈａｒｉ Ｂａｌａｋｒｉｓｈｎａｎ ａｎｄ Ｒａｎｄｙ Ｈ．Ｋａｔｚ．Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｌｏｓｓ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｗｅｂ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ ＥＥＣＳ， Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ａｔ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９８．
【０００９】
【非特許文献４】
Ｈａｒｉ Ｂａｌａｋｒｉｓｈｎａｎ，Ｖｅｎｋａｔａ Ｎ．Ｐａｄｍａｎａｂｈａｎ，Ｓｒｉｎｉｖａｓａｎ Ｓｅｓｈａｎ ａｎｄ Ｒａｎｄｙ Ｈ．Ｋａｔｚ．Ａ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ＴＣＰ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｖｅｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｉｎｋｓ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ａｔ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ，Ａｕｇｕｓｔ １９９６．
【００１０】
【非特許文献５】
Ｍａｒｋ Ａ．Ｍｉｌｌｅｒ「ＳＮＭＰインターネットワーク管理」トップスタジオ訳（東京、翔泳社、１９９８年）、５４３頁。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の方式によれば、ＴＣＰ／ＩＰの輻輳状態通知機能、ＥＬＮ機能のプロトコル制御機能は、無線中継ノード装置に実装しなくては、効果的な制御がされないという問題がある。一方、制御方法が増加や拡張する度に、その制御機能を無線中継ノード装置に負担させることは、無線中継ノード装置の負荷が増大する可能性がある。
【００１２】
また、従来の方式では、無線中継ノードの処理能力に応じて、各無線中継ノード毎にネットワーク状況を判断してしまうため、判断基準が統一されず、安定した運用が困難となる可能性もある。また、ネットワーク監視に際して、ＳＮＭＰにより、移動通信網外へ直接ネットワーク管理情報を提供することは、無線中継ノード装置の有益情報の漏洩を招き、セキュリティ上困難である。
【００１３】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、無線中継ノードにおける処理負荷を増大させることなく、また、移動通信網内の有益情報が外部に漏洩することなく、パケットの輻輳等によるネットワーク通信負荷を軽減させることのできるパケット通信システム、パケット通信方法及びプロトコル変換装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、無線端末装置からのパケットをネットワーク上において順次転送する際、無線端末装置に対して送受信されるパケットの状態を監視し、この監視報告に基づいて、ネットワーク上の通信状態を管理し、この管理に従って、ネットワーク上を送受信されるパケットに対してプロトコルの制御を行う。
【００１５】
このような本発明によれば、無線端末装置へのリンクを監視し、無線端末装置の受信状態に応じて、ネットワーク上で送受信されるパケットのプロトコルを制御するため、ネットワーク上の輻輳を適切に回避することができる。また、ネットワーク監視を、移動通信網内において行うことができるため、無線中継ノード装置の有益情報が外部のネットワークに漏洩するのを防止することができる。
【００１６】
特に、このネットワークの監視や、プロトコル制御を行う装置を、無線中継ノード以外の装置、例えば、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置やプロトコル制御エージェント装置等に設けた場合には、無線中継ノードの処理能力によらず、統一された判断基準により、ネットワークの監視を行うことが可能となり、安定したネットワークの運用が実現される。
【００１７】
なお、上記発明においては、無線リンクにおけるパケット損失を検出するとともに無線リンクパケット損失情報を、不定期に発せられるトラップメッセージによって報告することができる。また、複数の報告を収集し、蓄積してなるネットワーク管理情報を生成し、このネットワーク管理情報に基づいて、ネットワークの通信状況を判断し、無線リンク異常を検出するとともに、検出個所の経路上を通過するパケットに対するプロトコル制御の指示を行うことができる。
【００１８】
この場合には、ネットワークの通信負荷の増大が、輻輳によるものなのか、無線リンクの特性に基づく受信側の通信環境によって生じた一瞬のパケットロスなどによるものなのか、など発生の原因に応じた、プロトコル処理が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
（システムの構成）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るパケット通信システムの構成、及びこのパケット通信システムが適用されるネットワーク構成を示す概略構成図である。
【００２０】
本実施形態に係るパケット通信システムは、図１（ａ）に示すように、無線端末装置等の移動ノードＭＮからのパケットをネットワーク（移動通信網）上において順次転送するシステムであり、移動ノードＭＮに対して送受信される通過パケットの状態を監視する監視情報取得部と、この監視情報取得部からの報告に基づいて、ネットワーク上の通信状態を管理するネットワーク情報管理部と、ネットワーク上を送受信されるＴＣＰ／ＩＰパケットに対してプロトコルの制御を行うプロトコル制御部と、ネットワーク情報管理部に従って、プロトコル制御部におけるプロトコル制御を管理するプロトコル制御管理部とを有する。
【００２１】
そして、図１（ｂ）に示すように、移動通信網上には、移動ノードＭＮと、無線中継ノード装置を備えた基地局ＢＳ１〜４と、プロトコル制御エージェント装置を備えたＮｏｄｅ２及び３と、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置とを備えたＮｏｄｅ１が階層構造をなしており、上位のＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置を通じて、インターネットに接続され、このインターネットを介して送信端末に接続されている。本実施形態において、上記監視情報取得部は、無線中継ノード装置上に設けられ、上記ネットワーク情報管理部及びプロトコル制御管理部は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置上に設けられ、上記プロトコル制御部は、プロトコル制御エージェント装置上に設けられる。
【００２２】
これら各装置の機能を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
また、プロトコル制御エージェント装置は、プロトコル制御メッセージを受信する機能と、該当パケットに対するプロトコル制御を行う機能とを備えている。
【００２５】
各無線中継ノード装置は、ＳＮＭＰを実装しており、これによるデータ送受信が可能となっており、ＳＮＭＰを実装して、ＭＩＢ情報に必要な情報を蓄積する機能と、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置に対してＭＩＢ情報を応答する機能を備えている。
【００２６】
このような種々の機能を備えた各装置の具体的な構成について以下に説明する。図２は、第１実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１、プロトコル制御エージェント装置４１、及び無線中継ノード装置５１の内部構成及び相互関係を示すブロック図である。
【００２７】
図２に示すように、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１は、前述した無線中継ノード装置５１からＭＩＢ情報を取得し、無線リンクの異常を検出する機能としてネットワーク情報管理部３１１を有するとともに、プロトコル制御メッセージをプロトコル制御エージェント装置に送信する機能としてのプロトコル制御管理部３１３とを有している。
【００２８】
（１）ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置の構成
図３は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１の内部構成をより詳細に示すブロック図である。この図３においては、上述したプロトコル制御管理部３１３とネットワーク情報管理部３１１の他に、パケットの送受信を行う通信モジュールとしてのパケット送信処理部３１４及びパケット受信処理部３１５とが示されている。
【００２９】
ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１は、ネットワーク情報管理部３１１において、無線中継ノード装置から集められたＭＩＢ情報やトラップメッセージを一元管理し、プロトコル制御管理部３１３において、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御に必要な情報にするための変換式、変換パラメータをもってプロトコル変換を行う。
【００３０】
ネットワーク情報管理部３１１は、無線基地局ノード装置のネットワーク管理情報３１２を備え、このネットワーク管理情報３１２に基づいて、自局の監視範囲を監視し、輻輳等の無線リンクの異常を検出するモジュールである。このネットワーク情報管理部３１１によるネットワークの監視は、各ＳＮＭＰエージェントにＭＩＢ情報を要求して、ＳＮＭＰエージェントが応答する形で行われる通常形式と、無線中継ノード装置における無線リンク異常発生時に、ＳＮＭＰエージェントが、自発的にトラップイベントを起動して、ＳＮＭＰのトラップメッセージをＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１に通知するトラップイベント形式を併用してネットワーク管理を行う。
【００３１】
ネットワーク管理情報３１２は、プロトコル制御エージェント装置４１を特定するための情報であり、無線中継ノード装置とプロトコル制御エージェントとを関連付ける情報が格納されている。このネットワーク管理情報３１２は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャにおいて、無線中継ノード装置から集められたＭＩＢ情報やトラップメッセージを、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御に必要な情報にするための変換式、変換パラメータを用いて加工することにより生成される。
【００３２】
プロトコル制御管理部３１３は、ネットワーク情報管理部３１１において、輻輳のような無線リンク異常が検出された際、該当する無線中継ノード装置までの経路上にあるプロトコル制御エージェント装置４１を特定して、プロトコル制御指示パケットを通知するモジュールである。このプロトコル制御指示パケットは、制御指示内容、ネットワーク状態、対象となるデータパケットを特定するためにコネクション情報などから構成される。
【００３３】
（２）プロトコル制御エージェント装置
図４は、プロトコル制御エージェント装置の内部構成を示すブロック図である。プロトコル制御エージェント装置４１は、プロトコル制御情報の管理手段としてのプロトコル制御情報管理部４１１と、通信プロトコルパケットを捕捉して、プロトコル制御を行うプロトコル制御手段としてのプロトコル制御部４１３を有する。
【００３４】
このプロトコル制御情報管理部４１１は、プロトコル制御指示パケットを受信すると、制御情報データベース４１２内のプロトコル制御対象リストに登録する。プロトコル制御対象リストには、プロトコル制御対象のパケットを特定するための宛先ＩＰや、制御指示、有効時間などが格納されている。なお、このプロトコル制御対象リストの登録内容は、一定時間保管された後、消去するか、制御中止の指示パケットを受信した場合に、該当情報をプロトコル制御対象リストから消去する。有効時間は、同一内容のプロトコル制御メッセージを受信する度に延長する。
【００３５】
このプロトコル制御部４１３では、他局宛てのパケットを受信した際に、そのパケットがプロトコル制御対象リストに該当するパケットかを判定し、該当する場合は、そのパケットに対して該当制御機能によりプロトコル制御を行う。プロトコル制御されたパケットも、制御されないパケットと同様に、プロトコル制御部４１３から送信される。
【００３６】
（３）無線中継ノード装置
図５は、ＳＮＭＰエージェント機能を実装する無線中継ノード装置の内部構成を示すブロック図である。
【００３７】
各無線中継ノード装置５１は、前述した、ＭＩＢ情報に必要な情報を取得、蓄積する機能として監視情報取得部５１３及びＭＩＢ情報データベース５１２を有し、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置に対してＭＩＢ情報を応答する機能としてＭＩＢ応答処理部５１１を有している。
【００３８】
ＭＩＢ応答処理部５１１は、ＭＩＢ情報を提供すべきＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置に関する情報としてＭＩＢ情報データベース５１２を持ち、要求に対して応答する際には、このＭＩＢ情報データベース５１２を参照し、ＭＩＢ情報データベース５１２に登録されていない他の装置からのＭＩＢ情報の要求に対して応答しない機能を備える。
【００３９】
ＭＩＢ応答処理部５１１は、通常時に、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１からのＭＩＢ情報要求に対して、ＳＮＭＰを通じて応答するモジュールである。Ｔｒａｐ監視部５１４は、監視情報取得部５１３により無線中継ノード装置における無線リンクの異常発生を監視し、異常発生時には、自発的にトラップイベントを起動して、ＳＮＭＰのトラップメッセージをＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１に通知するモジュールである。
【００４０】
（システムの動作）
以上説明した構成の本システムによれば、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１と各無線中継ノード装置５１間におけるＳＮＭＰにより、ＳＮＭＰ−プロトコルマネージャ装置４１のネットワーク情報管理部３１１においてＭＩＢ情報を収集・管理し、収集されたＭＩＢ情報に基づいて、プロトコル制御管理部３１３において、ネットワーク上の異常を検出し、プロトコル制御装置４１に対して、ＭＮ１宛のパケットに輻輳時の制御指示パケットを通知する。
【００４１】
制御指示の通知を受けたプロトコル制御装置４１は、ＭＮ１宛のパケットがＴＣＰ／ＩＰパケットの場合には、このＴＣＰ／ＩＰパケットのデータ変更を行い、プロトコルの制御を行う。
【００４２】
［第２実施形態］
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係るネットワーク構成及び処理の流れを示す概略構成図である。
【００４３】
（システムの構成）
本実施形態では、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置は、Ｎｏｄｅ１に設置され、プロトコル制御装置は、Ｎｏｄｅ２、Ｎｏｄｅ３に設置されている。ＳＮＭＰエージェントを実装する無線中継ノード装置は、各ＢＳ基地局に設置されている。
【００４４】
同図に示すように、本実施形態では、Ｎｏｄｅ１のＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置と各無線中継ノード装置間におけるＳＮＭＰにより、ＳＮＭＰ−プロトコルマネージャ装置にＭＩＢ情報を収集し（図６中▲１▼）、収集されたＭＩＢ情報をＴＣＰ／ＩＰの輻輳制御用に変換し、加工する（図６中▲２▼）。
【００４５】
ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャは、ＢＳ１の輻輳状態を検出した際、Ｎｏｄｅ２のプロトコル制御装置に対して、ＭＮ１宛のパケットに輻輳時の制御指示を通知する（図６中▲３▼）。
【００４６】
制御指示の通知を受けたＮｏｄｅ２のプロトコル制御装置は、ＭＮ１宛のパケットがＴＣＰ／ＩＰパケットの場合には、このＴＣＰ／ＩＰパケットのデータ変更を行う（図６中▲４▼）。
【００４７】
（１）ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置の構成
図７は、本実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコルマネージャ装置７の構成例を示している。本実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置は、ネットワーク情報管理部７１とプロトコル制御管理部７３とを備えている。
【００４８】
ネットワーク情報管理部７１は、監視対象リスト７１４と監視条件７１５をスタティックに管理して、これらの情報を参照して、ＭＩＢリクエストを作成送信するＭＩＢリクエスト機能７１１と、ＭＩＢリクエストに対するレスポンスを受信するＭＩＢリザルト機能７１２と、受信レスポンスをＭＩＢ情報データベース７１６のネットワーク管理情報へ変換、加工するＭＩＢ情報加工機能７１３とを備えている。
【００４９】
ＭＩＢリクエスト機能７１１は、ＭＩＢリクエスト送信先を監視対象リスト７１４から取得し、監視条件７１５からは、監視間隔と要求ＭＩＢのオブジェクトＩＤを取得して、ＭＩＢリクエストを作成して無線中継ノード装置に送信する。
【００５０】
ＭＩＢリザルト機能７１２は、無線中継ノード装置からＭＩＢレスポンスを受信してＭＩＢ情報データベース７１６に登録するとともに、ＭＩＢ情報加工機能７１３に、ＭＩＢ情報をネットワーク管理情報への変換を実行させる。
【００５１】
ＭＩＢ情報加工機能７１３は、ＭＩＢ情報データベース７１６に蓄積された過去のＭＩＢ情報を検索し、検索された過去のＭＩＢ情報と、ＭＩＢリザルト機能７１２から取得した新規のＭＩＢ情報とからインターフェース情報テーブル７２１とコネクション情報テーブル７２２を作成する。
【００５２】
このインターフェース情報テーブルは、表２に示すように、基地局の名称に対して、ダウンリンクを通過したパケット数やキューサイズ等の情報を関連付けたテーブルデータである。
【００５３】
【表２】
【００５４】
【表３】
【００５５】
【表４】
【００５６】
【表５】
【００５７】
【表６】
【００５８】
【表７】
【００５９】
プロトコル制御管理部７３は、ネットワーク情報管理部７１と連携を取り、プロトコル制御管理部７３の動作を制御するプロトコル制御機能７３１と、ネットワーク管理情報を参照して、無線リンク異常を検出する無線リンク異常検出処理７３２と、無線リンク異常を検出したことをプロトコル制御メッセージとしてプロトコル制御装置に通知するプロトコル制御指示機能７３３とから構成される。
【００６０】
無線リンク異常検出処理７３２は、検出処理をしている無線ノード装置のインターフェース情報にトラップイベント発生を示すＴｒａｐ発生情報が存在するかをチェックし、Ｔｒａｐ情報が存在する場合には、発生Ｔｒａｐに応じたプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する。Ｔｒａｐ情報が存在しない場合は、ネットワーク輻輳検出を行い、その結果輻輳が検出された場合は、ネットワーク輻輳のプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する。
【００６１】
プロトコル制御指示機能７３３は、通知されたプロトコル制御指示に従い、ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージと無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージを作成する。作成したメッセージの宛先を監視対象リスト７１４から無線中継ノード装置とプロトコル制御装置との関連付けを取得して、無線リンク異常が検出された無線中継ノード装置の経路上にあるプロトコル制御装置を特定する。
【００６２】
ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージは、図９に示すように、ＩＰヘッダの後方に、ＵＤＰヘッダ及びプロトコル制御メッセージとからなるＵＤＰデータグラムが連結されている。このプロトコル制御メッセージは、共通部と情報部とから構成されており、共通部には、表８に示すように、輻輳制御指示ビットと無線ロス発生制御指示ビットを含むＳｔａｔｅデータと、予約を指示するＲｅｓｅｒｖｅｄデータ、情報数を示すＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｎｕｍデータが含まれている。情報部には、輻輳制御の対象となる移動端末のＩＰアドレス等が含まれている。
【００６３】
【表８】
【００６４】
【表９】
図１１は、本実施形態に係るプロトコル制御エージェント装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、プロトコル制御エージェント装置１５は、プロトコル制御情報管理部１５１と、プロトコル制御部１５２と、パケット受信部１５３と、パケット送信部１５４とから構成されている。
【００６５】
プロトコル制御情報管理部１５１は、ＳＮＭＰ−プロトコル制御マネージャ装置７からのプロトコル制御メッセージを受信するとプロトコル制御メッセージ受信機能内１５１１において、プロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理を行い、プロトコル制御ＩＰアドレスリスト１５１２を作成、更新する。
【００６６】
プロトコル制御ＩＰアドレスリスト１５１２は、制御内容により輻輳制御対象ＩＰリストと無線リンクロス制御対象コネクションリストがある。それぞれのリストは、表１０、表１１に示すように、ＩＰアドレスと有効時間、リンクロス制御が必要な制御対象のＩＰアドレスやポート番号等が記述されている。
【００６７】
【表１０】
【００６８】
図１２にＩＰヘッダのフォーマットとともに輻輳制御例のイメージを示す。ＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能１５２３は、無線リンクロス制御対象リストに登録された時点において、図１３に示すように、ＥＬＮ待機中から準備中状態へと遷移して、重複Ａｃｋパケットを検出して、ＥＬＮ実行中に遷移して、パケットのＲｅｓｅｒｖｅｄデータを変更する制御を行う。
【００６９】
（３）無線中継ノード装置の構成
図１５は、本実施形態に係る無線中継ノード装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、無線中継ノード装置２３は、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ処理部２３１と、ＭＩＢ応答処理部２３２と、監視情報取得部２３３と、Ｔｒａｐ監視部２３４と、パケット送信処理部２３５と、パケット受信処理部２３６とから構成されている。
【００７０】
Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ処理部２３１は、移動端末からのモバイルＩＰ登録要求を受信すると、ＭＩＢ情報２３７に該当する移動端末の情報を登録、更新するモジュールである。ＭＩＢ応答処理部２３２は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置７からのＭＩＢ要求メッセージを受信し、自ノード内に蓄えられたＭＩＢ情報を参照して、ＭＩＢ応答を送信するモジュールである。監視情報取得部２３３は、パケット送信処理部２３５の監視ポイントのパケット通過を監視して、定期的にＭＩＢ情報に登録、更新をするモジュールである。
【００７１】
Ｔｒａｐ監視部２３４は、ＭＡＣ処理からの無線リンクの回線異常イベント通知を受け、無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージを送信するモジュールである。
【００７２】
（システムの動作）
以上説明した構成を有する本実施形態に係るプロトコル制御システムは以下のように動作する。
【００７３】
（１）ＭＩＢリクエスト処理
先ず、図１６に示すように、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置７が起動されると（Ｓ１０１）、監視対象基地局や、監視間隔等の設定情報を取得する（Ｓ１０２）。具体的には、ＭＩＢリクエスト機能７１１が、ＭＩＢリクエスト送信先を監視対象リスト７１４から取得して、監視条件７１５からは、監視間隔と要求ＭＩＢのオブジェクトＩＤを取得する。
【００７４】
次いで、設定情報の取得が成功したか否かについて判断を行い（Ｓ１０３）、成功していれば、ＭＩＢリクエスト機能を呼び出して、タイマーを監視間隔後に起動するように設定する（Ｓ１０４）。成功しなかったと判断した場合は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置を停止する。
【００７５】
一方、ステップＳ１０４において起動されたＭＩＢリクエスト機能は、収集ＭＩＢオブジェクトを設定したＧｅｔＲｅｑｕｅｓｔメッセージを監視対象基地局数分作成し送信する（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）。その後、ＭＩＢリクエスト機能呼び出しタイマーを監視間隔後に起動するように設定し、終了する（Ｓ２０４及びＳ２０５）。
【００７６】
（２）ＭＩＢリザルト処理
上記（１）で送信されたＧｅｔＲｅｑｕｅｓｔメッセージを受信した監視対象基地局の無線中継ノードでは、レスポンスメッセージを返信する。この返信されたメッセージは、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置において、図１７に示すように、ＭＩＢリザルト機能７１２で受信され（Ｓ３０１）、受信されたメッセージが通常形式（ＧｅｔＲｅｓｐｏｎｓｅ）又はイベント形式（Ｔｒａｐ）であるかを判断する（Ｓ３０２）。受信したメッセージがこれら通常形式及びイベント形式のいずれでもない場合は、メッセージ種別エラーを通知するメッセージを出力し（Ｓ３０４）、パケットを廃棄し（Ｓ３１０）、次のメッセージの受信待ち状態とする（Ｓ３１５）。
【００７７】
一方、ステップＳ３０２において、受信したメッセージが通常形式又はイベント形式である場合は、基地局の種別を解析し（Ｓ３０３）、ヘッダ若しくはフッダーに所定のパラメータが含まれているか否かについて判断する（Ｓ３０５）。所定のパラメータが含まれていないと判断した場合には、ステップＳ３１１へ進み、含まれていると判断した場合には、ＭＩＢリクエスト機能に基地局種別を通知し（Ｓ３０６）、ＭＩＢリクエスト機能から基地局名を取得し（Ｓ３０７）、基地局名が存在するか否かについて判断を行う（Ｓ３０８）。
【００７８】
ステップＳ３０８において、基地局がないと判断した場合には、未登録からのリクエストであるとして処理し（Ｓ３０９）、パケットを廃棄し（Ｓ３１０）、次のメッセージ受信待ちとなる（Ｓ３１５）。
【００７９】
ステップＳ３０８において、基地局名が存在すると判断した場合には、ＭＩＢ情報の抽出を行い（Ｓ３１１）、基地局名を付加してＭＩＢ情報加工機能へ出力し（Ｓ３１２）、所定のテーブルを作成・更新を実行させ、その完了が受信された際（Ｓ３１３）、プロトコル制御機能を呼び出し（Ｓ３１４）、次のメッセージ受信待ちとする（Ｓ３１５）。
【００８０】
（３）ＭＩＢ情報加工処理
ＭＩＢ情報加工機能７１３は、ＭＩＢリザルト機能７１２から受け取ったＭＩＢ情報に該当する過去のＭＩＢ情報をＭＩＢ情報データベース７１６から取得し、これらの情報に基づいて、インターフェース情報テーブル７２１とコネクション情報テーブル７２２を作成する。また、ＭＩＢリザルト機能７１２から受け取ったＭＩＢ情報がトラップイベントによるものの場合は、Ｔｒａｐ情報テーブル７２３を作成する。
【００８１】
具体的には、図１８に示すように、ＭＩＢリザルト機能からＭＩＢ情報を受信すると（Ｓ４１０）、基地局名でインターフェース情報テーブルを検索し（Ｓ４０２）、基地局名があるか否かについて判断する（Ｓ４０３）。
【００８２】
ステップＳ４０３において、基地局名があると判断した場合には、ステップＳ４０６に進み、基地局名がないと判断した場合には、インターフェース情報テーブルに分配し（Ｓ４０４）、続いて、コネクション情報テーブルを分配し（Ｓ４０５）、インターフェース情報テーブルに値を格納する（Ｓ４０６）。
【００８３】
次いで、ＩＰアドレス情報が一つか否かについて判断を行う（Ｓ４０７）。一つである場合には、インターフェース情報テーブルにＩＰアドレス情報を格納する（Ｓ４１０）。ステップＳ４０７において、ＩＰアドレス情報が一つではないと判断した場合には、インターフェース情報テーブルにＮＵＬＬデータを格納するとともに（Ｓ４０８）、コネクション情報テーブルにＩＰアドレス情報を格納する（Ｓ４０９）。
【００８４】
次いで、不足する情報があるか否かについて判断する（Ｓ４１１）。不測情報があると判断した場合には、取得情報不正ワーニング処理を行う（Ｓ４１２）。その後、ＭＩＢリザルト機能へ返信する（Ｓ４１３）。
【００８５】
（４）無線リンク異常検出処理
ＭＩＢリザルト機能７１２からネットワーク管理情報の更新の通知を受信した（Ｓ５０１）無線リンク異常検出処理７３２は、図１９に示すように、検出処理をしている無線ノード装置のインターフェース情報にトラップイベント発生を示すＴｒａｐ発生情報が存在するかチェックする（Ｓ５０２）。
【００８６】
このステップＳ５０２において、Ｔｒａｐ情報が存在すると判断した場合には、発生Ｔｒａｐに応じたプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する（Ｓ５０３）。具体的には、無線リンクパケットロス発生イベントの検出指示をプロトコル制御指示機能に、Ｓｔａｔｕｓフラグの無線ロス発生ビットをＯＮにする。
【００８７】
一方、ステップＳ５０２において、Ｔｒａｐ情報が存在しないと判断した場合は、ネットワーク輻輳の検出を行い（Ｓ５０４）、その結果輻輳が検出された場合は、ネットワーク輻輳のプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する（Ｓ５０５）。具体的には、ネットワーク輻輳の検出指示をプロトコル制御指示に通知するために、Ｓｔａｔｕｓフラグの輻輳発生ビットをＯＮにする。
【００８８】
プロトコル制御指示機能７３３は、通知されたプロトコル制御指示に従い、ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージと無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージを作成する。作成したメッセージの宛先を監視対象リスト７１４から無線中継ノード装置とプロトコル制御装置との関連付けを取得して、無線リンク異常が検出された無線中継ノード装置の経路上にあるプロトコル制御装置を特定する。
【００８９】
（５）プロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理
ＳＮＭＰ−プロトコル制御マネージャ装置からのプロトコル制御メッセージ（図９，図１０）を受信すると、プロトコル制御エージェント装置１５のプロトコル制御情報管理部１５１は、プロトコル制御メッセージ受信機能内１５１１において、図２０に示すように、プロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理を行う。
【００９０】
先ず、プロトコル制御メッセージを受信すると（Ｓ６０１）、プロトコル制御情報管理部１５１は、受信したメッセージが、ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージか、無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージかについて、メッセージ種別を行う（Ｓ６０２）。
【００９１】
受信したメッセージがネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージである場合には、ネットワーク輻輳制御ＩＰリストに登録済みの場合は有効時間を延長し、未登録の場合は追加する。これを、制御対象数分だけ繰り返す（Ｓ６０４〜Ｓ６０５）。
【００９２】
一方、受信したメッセージが、無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージである場合は、無線リンクロス制御コネクションリストに登録済みのときは、無線ロスパケット数のカウントアップと有効時間を延長する。未登録であるときは、追加する（Ｓ６０６）。
【００９３】
（６）パケット振り分け処理
プロトコル制御部１５２は、パケット受信部１５３が受信した他端末宛てパケットを、内部のプロトコル制御振り分け機能１５２１において、図２１のようにプロトコル制御ＩＰアドレスリスト１５１２を参照しながら、それぞれの制御内容により処理を振り分ける。
【００９４】
すなわち、他端末宛のパケットを受信すると（Ｓ７０１）、宛先ＩＰアドレスが輻輳制御対象ＩＰアドレスに一致するか否か判断する（Ｓ７０２）。一致する場合には、パケットの種別を判断し、ＴＣＰであれば、ＴＣＰ輻輳制御機能を呼び出す（Ｓ７０４）。一方ステップＳ７０３で、ＴＣＰ以外のパケットであると判断した場合には、そのまま終了する。
【００９５】
他方、ステップＳ７０２で、宛先ＩＰアドレスが、輻輳制御対象ＩＰアドレスに一致したと判断した場合には、当該パケットは、無線リンクロス制御対象リストに一致するか否かについて判断を行い（Ｓ８０１）、一致しなければ、そのまま終了する。ステップＳ８０１において、一致すると判断した場合には、パケットの種別を判断し、種別がＴＣＰであれば、ＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能を呼び出す（Ｓ８０２）。一方ステップＳ８０２で、ＴＣＰ以外のパケットであると判断した場合には、そのまま終了する。
【００９６】
（７）重複Ａｃｋパケット受信時の処理
ＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能１５２３は、無線リンクロス制御対象リストに登録された時点において、図１３に示すようにＥＬＮ待機中から準備中と遷移して、図２３に示すフローのように重複Ａｃｋパケットを検出して、ＥＬＮ実行中に遷移して、図１４に示すような制御を行う。
【００９７】
具体的には、図２３に示すように、無線ロス制御Ａｃｋパケットを受信すると（Ｓ１００１）、重複Ａｃｋであるか否かについて判断し（Ｓ１００２）、重複Ａｃｋであると判断した場合には、状態がＥＬＮ実行中であるか否かについて判断し、実行中であれば、ＥＬＮビットをＯＮにし、状態がＥＬＮ準備中であると判断した場合には、ＥＬＮ実行中とし（Ｓ１０１０）、ＥＬＮビットをＯＮとする（Ｓ１０１１）。
【００９８】
一方、ステップＳ１００２で、重複Ａｃｋではないと判断した場合には、状態がＥＬＮ準備中であるか否かについて判断し、準備中であると判断した場合には、ステップＳ１００７に進み、実行中であると判断した場合には、無線ロス数のカウントダウンを行い（Ｓ１００４）、ＥＬＮ準備中にする（Ｓ１００５）。次いで、最終通過シーケンス番号を当パケットシーケンス番号にする（Ｓ１００６）。
【００９９】
次いで、Ｓ１００７において、無線ロス数が１以上であるか否かについて判断し、１以上であるときには、そのまま終了し、１未満であるときには、ＥＬＮ待ちの状態（対象コネクションをリストより消去）とし、終了する（Ｓ１００８）。
【０１００】
（作用効果）
以上説明したように、実施形態に係るシステム及び方法によれば、無線中継ノード装置とＳＮＭＰマネージャ装置間において検出された輻輳などの無線リンク異常の事象を、プロトコル制御指示メッセージを用いてプロトコル制御装置に通知し、プロトコル制御装置が、終端の送受信端末向けにＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御方法に則りパケット操作することによる分散環境化におけるＴＣＰ／ＩＰの輻輳制御へのネットワーク管理情報の反映を実現可能とすることができる。
【０１０１】
また、無線中継ノード装置のＭＩＢ情報を、終端端末から直接参照することについては許可しないため、無線中継ノード装置の重要情報の漏洩を防ぐことができる。
【０１０２】
なお、プロトコル制御機能を、無線中継ノードに直接実装することも考えられるが、この場合に、無線中継ノード装置に負荷が集中することと、無線中継ノード装置の能力に差異がある場合に、無線リンク異常の検出にも差異が生じてしまう問題があったが、ネットワーク情報を一元管理して、機器固有の差異による無線リンク異常検出の統一化を可能にすることと、機器分散するため、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコルの拡張にともなう制御方法の追加などが生じた場合にも、無線中継ノード装置の負荷増大を防ぐことが可能となる。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明のパケット通信システム、パケット通信方法及びプロトコル変換装置によれば、無線中継ノードにおける処理負荷を増大させることなく、また、移動通信網内の有益情報が外部に漏洩することなく、パケットの輻輳等によるネットワーク通信負荷を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るネットワーク構成を示す説明図である。
【図２】第１実施形態に係る各装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係るプロトコル制御エージェント装置の内部構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態に係るＳＮＭＰエージェント機能を実装する無線中継ノード装置の内部構成を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態に係るネットワーク構成を示す説明図である。
【図７】第２実施形態に係るＳＮＭＰプロトコル変換マネージャ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態に係るネットワーク管理情報のデータ構成を説明する図である。
【図９】第２実施形態に係るネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージを説明するフォーマット図である。
【図１０】第２実施形態に係る無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージのを説明するフォーマット図である。
【図１１】第２実施形態に係るプロトコル制御エージェント装置の構成例を説明するブロック図である。
【図１２】第２実施形態に係るＴＣＰ輻輳制御を説明する図である。
【図１３】第２実施形態に係るＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能処理の動作例を説明する状態遷移図である。
【図１４】第２実施形態に係るＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ制御例を説明する図である。
【図１５】第２実施の形態に係る無線中継ノード装置構成例を説明するブロック図である。
【図１６】第２実施形態に係るＭＩＢリクエスト機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図１７】第２実施の形態に係るＭＩＢリザルト機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図１８】第２実施形態に係るＭＩＢ情報加工機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図１９】第２実施形態に係る無線リンク異常検出処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図２０】本実施の形態に係るプロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図２１】第２実施形態に係るプロトコル制御振り分け処理の動作例を説明するフローチャート図である。
【図２２】第２実施形態に係るＴＣＰ輻輳制御機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図２３】第２実施の形態に係るＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能処理の動作例を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
ＭＮ…移動ノード
７…ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置
１５…プロトコル制御エージェント装置
２３…無線中継ノード装置
３１…ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置
４１…プロトコル制御エージェント装置
５１…無線中継ノード装置
７１…ネットワーク情報管理部
７２…ネットワーク管理情報
７３…プロトコル制御管理部
１５１…プロトコル制御情報管理部
１５２…プロトコル制御部
１５３…パケット受信部
１５４…パケット送信部
２３１…ＩＰ処理部
２３２…ＭＩＢ応答処理部
２３３…監視情報取得部
２３４…Ｔｒａｐ監視部
２３５…パケット送信処理部
２３６…パケット受信処理部
２３７…ＭＩＢ情報
３１１…ネットワーク情報管理部
３１２…ネットワーク管理情報
３１３…プロトコル制御管理部
３１４…パケット送信処理部
３１５…パケット受信処理部
４１１…プロトコル制御情報管理部
４１２…制御情報データベース
４１３…プロトコル制御部
５１１…ＭＩＢ応答処理部
５１２…ＭＩＢ情報データベース
５１３…監視情報取得部
５１４…Ｔｒａｐ監視部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, a relay node detects a radio link abnormality such as congestion using SNMP, and establishes a TCP / IP protocol between terminal terminals performing TCP / IP communication via a radio link in which the abnormality is detected. The present invention relates to a packet communication system, a packet communication method, and a protocol conversion device for converting a control method to notify the user, preventing a failure beforehand, and preventing expansion.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in TCP / IP, which is a type of communication protocol, a router uses a congestion information notification function (ECN: Explicit Congestion Notification) to explicitly notify a congestion state of a network from a relay node such as a router to an end node. -Provides a mechanism for explicitly notifying nodes of the network congestion state and suppressing an increase in network communication load.
[0003]
In addition, as a loss information notification function (ELN: Explicit Loss Notification), the characteristics of the radio link can be used to confirm that a loss has occurred due to a reason other than congestion, such as a momentary packet loss occurring during communication due to the communication environment of the receiving side. A mechanism is also provided for notifying the transmitting node and suppressing a decrease in the window size.
[0004]
In each of the above two protocol control methods, the relay node individually makes a judgment according to the node status (the number of packets waiting to be transferred, etc.) and performs a protocol control process on the passing packet.
[0005]
In network monitoring, network management information can be referred to by a defined message format between devices that implement SNMP. It is also possible to obtain network management information corresponding to the mobile IP in the mobile communication network, and it is possible to monitor wireless link information in the mobile communication network for each mobile terminal.
[0006]
[Non-patent document 1]
K. Ramakrishnan, S .; Floyd. A Proposal to add Explicit Congestion Notification (ECN) to IP. The Internet Society, January 1999. RFC2481.
[0007]
[Non-patent document 2]
K. Ramakrishnan, S .; Floyd, D.M. Black. The Addition of Explicit Concession Notification (ECN) to IP. The Internet Society, September 2001. RFC3168.
[0008]
[Non-Patent Document 3]
Hari Balakrishnan and Randy H. Katz. Explicit Loss Notification and Wireless Web Performance. Computer Science Division, Department of EECS, University of California at Berkeley, November 1998.
[0009]
[Non-patent document 4]
Hari Balakrishnan, Venkata N. et al. Padmanabhan, Srinivasan Seshan and Randy H .; Katz. A Comparison of Mechanisms for Improving TCP Performance over Wireless Links. Computer Science Division, University of California at Berkeley, August 1996.
[0010]
[Non-Patent Document 5]
Mark A. Miller "SNMP Network Management" Top Studio Translation (Tokyo, Shosuisha, 1998), p. 543.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described conventional method, there is a problem that the TCP / IP congestion state notification function and the protocol control function of the ELN function cannot be effectively controlled unless they are implemented in the wireless relay node device. On the other hand, if the control function is assigned to the wireless relay node device every time the control method increases or expands, the load on the wireless relay node device may increase.
[0012]
Further, in the conventional method, since the network status is determined for each wireless relay node according to the processing capability of the wireless relay node, the determination criteria are not unified, and stable operation may be difficult. . Also, providing the network management information directly outside the mobile communication network by SNMP during network monitoring causes leakage of useful information of the wireless relay node device, which is difficult in security.
[0013]
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, without increasing the processing load on a wireless relay node, without leaking useful information in a mobile communication network to the outside, and congestion of packets. It is an object of the present invention to provide a packet communication system, a packet communication method, and a protocol conversion device capable of reducing a network communication load caused by the communication.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention, when sequentially transferring packets from the wireless terminal device on the network, monitors the state of the packet transmitted and received to the wireless terminal device, based on this monitoring report, The communication state on the network is managed, and the protocol is controlled for packets transmitted and received on the network according to the management.
[0015]
According to the present invention as described above, the link to the wireless terminal device is monitored, and the protocol of the packet transmitted and received on the network is controlled according to the reception state of the wireless terminal device. Can be avoided. In addition, since network monitoring can be performed in the mobile communication network, it is possible to prevent useful information of the wireless relay node device from leaking to an external network.
[0016]
In particular, when a device for monitoring the network and controlling the protocol is provided in a device other than the wireless relay node, for example, an SNMP-protocol conversion manager device or a protocol control agent device, the processing capability of the wireless relay node is reduced. Regardless, the network can be monitored based on the unified judgment criteria, and stable network operation is realized.
[0017]
In the above invention, it is possible to detect the packet loss in the wireless link and report the wireless link packet loss information by a trap message that is issued irregularly. In addition, a plurality of reports are collected and accumulated to generate network management information. Based on the network management information, a network communication status is determined, a radio link abnormality is detected, and a route on the detected location is detected. An instruction of protocol control can be given to a passing packet.
[0018]
In this case, whether the increase in the communication load of the network is due to congestion or an instantaneous packet loss caused by the communication environment of the receiving side based on the characteristics of the wireless link depends on the cause of the occurrence. , Protocol processing becomes possible.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
(System configuration)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of a packet communication system according to the present embodiment and a network configuration to which the packet communication system is applied.
[0020]
As shown in FIG. 1A, the packet communication system according to the present embodiment is a system for sequentially transferring packets from a mobile node MN such as a wireless terminal device on a network (mobile communication network). A monitoring information acquisition unit that monitors the status of passing packets transmitted to and received from the network; a network information management unit that manages a communication status on the network based on a report from the monitoring information acquisition unit; A protocol control unit that controls a protocol for a TCP / IP packet, and a protocol control management unit that manages protocol control in the protocol control unit according to the network information management unit.
[0021]
Then, as shown in FIG. 1B, on the mobile communication network, a mobile node MN, base stations BS1 to BS4 having a radio relay node device,
[0022]
Table 1 shows the functions of these devices.
[0023]
[Table 1]
[0024]
Further, the protocol control agent device has a function of receiving a protocol control message and a function of performing protocol control on a corresponding packet.
[0025]
Each wireless relay node device is equipped with an SNMP, which enables data transmission / reception. The function of storing the information necessary for the MIB information by implementing the SNMP and a SNMP-protocol conversion manager device are provided. It has a function to respond to MIB information.
[0026]
The specific configuration of each device having such various functions will be described below. FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration and mutual relationship of the SNMP-protocol
[0027]
As shown in FIG. 2, the SNMP-protocol
[0028]
(1) Configuration of SNMP-protocol conversion manager device
FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the SNMP-protocol
[0029]
The SNMP-protocol
[0030]
The network
[0031]
The
[0032]
When the network
[0033]
(2) Protocol control agent device
FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the protocol control agent device. The protocol
[0034]
Upon receiving the protocol control instruction packet, the protocol control
[0035]
When a packet addressed to another station is received, the
[0036]
(3) Wireless relay node device
FIG. 5 is a block diagram showing the internal configuration of a wireless relay node device that implements the SNMP agent function.
[0037]
Each wireless
[0038]
The MIB
[0039]
The MIB
[0040]
(System operation)
According to this system having the above-described configuration, the SNMP information is collected and managed in the network
[0041]
When the packet to the MN1 is a TCP / IP packet, the
[0042]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a network configuration and a processing flow according to the second embodiment.
[0043]
(System configuration)
In the present embodiment, the SNMP-protocol conversion manager device is installed in Node1, and the protocol control devices are installed in Node2 and Node3. The wireless relay node device mounting the SNMP agent is installed in each BS base station.
[0044]
As shown in the figure, in the present embodiment, MIB information is collected in the SNMP-protocol manager device by SNMP between the SNMP-protocol conversion manager device of Node1 and each wireless relay node device ((1) in FIG. 6). Then, the collected MIB information is converted and processed for TCP / IP congestion control ((2) in FIG. 6).
[0045]
When detecting the congestion state of BS1, the SNMP-protocol conversion manager notifies the protocol control device of Node2 of a control instruction at the time of congestion in a packet addressed to MN1 ([3] in FIG. 6).
[0046]
When the packet for the MN1 is a TCP / IP packet, the protocol control device of the
[0047]
(1) Configuration of SNMP-protocol conversion manager device
FIG. 7 shows a configuration example of the SNMP-protocol manager device 7 according to the present embodiment. The SNMP-protocol conversion manager device according to the present embodiment includes a network
[0048]
The network
[0049]
The
[0050]
The
[0051]
The MIB
[0052]
As shown in Table 2, this interface information table is table data in which information such as the number of packets passing through the downlink and the queue size is associated with the name of the base station.
[0053]
[Table 2]
[0054]
[Table 3]
[0055]
[Table 4]
[0056]
[Table 5]
[0057]
[Table 6]
[0058]
[Table 7]
[0059]
The protocol
[0060]
The wireless link
[0061]
The protocol
[0062]
As shown in FIG. 9, in the network congestion protocol control message, a UDP datagram composed of a UDP header and a protocol control message is connected after the IP header. The protocol control message includes a common part and an information part. The common part includes State data including a congestion control instruction bit and a radio loss occurrence control instruction bit, and a reservation instruction, as shown in Table 8. Reserved data and Information Num data indicating the number of pieces of information. The information section includes the IP address and the like of the mobile terminal to be subjected to congestion control.
[0063]
[Table 8]
[0064]
[Table 9]
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of the protocol control agent device according to the present embodiment. As shown in the figure, the protocol
[0065]
Upon receiving the protocol control message from the SNMP-protocol control manager device 7, the protocol control
[0066]
The protocol control
[0067]
[Table 10]
[0068]
FIG. 12 shows an image of an example of congestion control together with the format of the IP header. When registered in the wireless link loss control target list, the TCP wireless loss
[0069]
(3) Configuration of wireless relay node device
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless relay node device according to the present embodiment. In the present embodiment, the wireless
[0070]
When receiving a mobile IP registration request from a mobile terminal, the Mobile
[0071]
The
[0072]
(System operation)
The protocol control system according to the present embodiment having the configuration described above operates as follows.
[0073]
(1) MIB request processing
First, as shown in FIG. 16, when the SNMP-protocol conversion manager device 7 is started (S101), setting information such as a monitoring target base station and a monitoring interval is acquired (S102). Specifically, the
[0074]
Next, it is determined whether or not the acquisition of the setting information is successful (S103). If the acquisition is successful, the MIB request function is called, and the timer is set to start after the monitoring interval (S104). If it is determined that it has not succeeded, the SNMP-protocol conversion manager device is stopped.
[0075]
On the other hand, the MIB request function started in step S104 creates and sends GetRequest messages for the number of monitored base stations in which collected MIB objects are set (S201 to S203). After that, the MIB request function call timer is set to be activated after the monitoring interval, and the process ends (S204 and S205).
[0076]
(2) MIB result processing
The wireless relay node of the monitored base station that has received the GetRequest message transmitted in (1) above returns a response message. The returned message is received by the
[0077]
On the other hand, if the received message is in the normal format or the event format in step S302, the type of the base station is analyzed (S303), and it is determined whether a predetermined parameter is included in the header or footer (S305). ). If it is determined that the predetermined parameter is not included, the process proceeds to step S311. If it is determined that the predetermined parameter is included, the base station type is notified to the MIB request function (S306), and the base station is transmitted from the MIB request function. The station name is acquired (S307), and it is determined whether or not the base station name exists (S308).
[0078]
If it is determined in step S308 that there is no base station, the request is processed as an unregistered request (S309), the packet is discarded (S310), and the reception of the next message is waited (S315).
[0079]
If it is determined in step S308 that the base station name exists, MIB information is extracted (S311), the base station name is added and output to the MIB information processing function (S312), and a predetermined table is created. When the completion is received (S313), the protocol control function is called (S314), and the system waits for the next message (S315).
[0080]
(3) MIB information processing
The MIB
[0081]
More specifically, as shown in FIG. 18, when MIB information is received from the MIB result function (S410), the interface information table is searched by the base station name (S402), and it is determined whether or not there is a base station name. (S403).
[0082]
In step S403, if it is determined that there is a base station name, the process proceeds to step S406. If it is determined that there is no base station name, distribution is performed to the interface information table (S404). The value is distributed (S405), and the value is stored in the interface information table (S406).
[0083]
Next, it is determined whether there is one piece of IP address information (S407). If there is one, the IP address information is stored in the interface information table (S410). If it is determined in step S407 that the IP address information is not one, NULL data is stored in the interface information table (S408), and the IP address information is stored in the connection information table (S409).
[0084]
Next, it is determined whether or not there is insufficient information (S411). If it is determined that there is unexpected information, an acquired information illegal warning process is performed (S412). Thereafter, a reply is sent to the MIB result function (S413).
[0085]
(4) Wireless link abnormality detection processing
As shown in FIG. 19, the wireless link abnormality detection processing 732 (S501), which has received the notification of the update of the network management information from the
[0086]
If it is determined in this step S502 that Trap information is present, a protocol control instruction corresponding to the generated Trap is notified to the protocol control instruction function 733 (S503). Specifically, an instruction to detect a wireless link packet loss event is sent to the protocol control instruction function, and the wireless loss occurrence bit of the Status flag is turned ON.
[0087]
On the other hand, if it is determined in step S502 that no Trap information exists, network congestion is detected (S504). If congestion is detected as a result, a protocol control instruction for network congestion is sent to the protocol
[0088]
The protocol
[0089]
(5) Protocol control IP address list update processing
Upon receiving the protocol control message (FIGS. 9 and 10) from the SNMP-protocol control manager device, the protocol control
[0090]
First, upon receiving a protocol control message (S601), the protocol control
[0091]
When the received message is a network congestion protocol control message, the validity time is extended when the message is already registered in the network congestion control IP list, and is added when it is not registered. This is repeated for the number of control targets (S604 to S605).
[0092]
On the other hand, if the received message is a wireless packet loss occurrence protocol control message, and if the received message is already registered in the wireless link loss control connection list, the number of wireless loss packets is counted up and the valid time is extended. If not registered, it is added (S606).
[0093]
(6) Packet distribution processing
The
[0094]
That is, when a packet addressed to another terminal is received (S701), it is determined whether the destination IP address matches the congestion control target IP address (S702). If they match, the type of the packet is determined, and if it is TCP, the TCP congestion control function is called (S704). On the other hand, if it is determined in step S703 that the packet is a packet other than TCP, the process ends.
[0095]
On the other hand, if it is determined in step S702 that the destination IP address matches the congestion control target IP address, it is determined whether or not the packet matches the wireless link loss control target list (S801). If they do not match, the process ends. If it is determined in step S801 that they match, the type of the packet is determined, and if the type is TCP, the TCP wireless loss notification ELN function is called (S802). On the other hand, if it is determined in step S802 that the packet is a packet other than TCP, the process ends.
[0096]
(7) Processing when receiving duplicate Ack packets
When the TCP wireless loss
[0097]
More specifically, as shown in FIG. 23, when a wireless loss control Ack packet is received (S1001), it is determined whether or not the packet is an overlapping Ack (S1002). It is determined whether or not the ELN is being executed. If the ELN is being executed, the ELN bit is turned on. If it is determined that the state is the ELN preparation, the ELN is being executed (S1010), and the ELN bit is set. It is turned ON (S1011).
[0098]
On the other hand, if it is determined in step S1002 that the state is not the duplicate Ack, it is determined whether the state is in preparation for ELN. If it is determined that the state is in preparation, the process proceeds to step S1007 to execute When it is determined that there is, the countdown of the number of wireless losses is performed (S1004), and the ELN is being prepared (S1005). Next, the last pass sequence number is set to this packet sequence number (S1006).
[0099]
Next, in S1007, it is determined whether or not the wireless loss number is 1 or more. If the wireless loss number is 1 or more, the process ends as it is. If it is less than 1, the device waits for ELN (the target connection is deleted from the list). The process ends (S1008).
[0100]
(Effect)
As described above, according to the system and the method according to the embodiment, the event of the radio link abnormality such as the congestion detected between the radio relay node device and the SNMP manager device is transmitted to the protocol control device using the protocol control instruction message. And that the protocol control device can implement the reflection of the network management information in the TCP / IP congestion control in the distributed environment by operating the packet in accordance with the TCP / IP protocol control method for the terminal transmitting / receiving terminal. can do.
[0101]
Also, since it is not permitted to directly refer to the MIB information of the wireless relay node device from the terminal terminal, it is possible to prevent leakage of important information of the wireless relay node device.
[0102]
Note that it is conceivable to directly implement the protocol control function in the wireless relay node. In this case, if the load is concentrated on the wireless relay node device and there is a difference between the capabilities of the wireless relay node device, the There was a problem that a difference occurred in the detection of link anomalies. However, network information was centrally managed to enable unified detection of wireless link anomalies due to device-specific differences. Even when a control method is added due to the extension of the / IP protocol, it is possible to prevent the load on the wireless relay node device from increasing.
[0103]
【The invention's effect】
According to the packet communication system, the packet communication method, and the protocol conversion device of the present invention, packet congestion can be achieved without increasing the processing load on the wireless relay node and without leaking useful information in the mobile communication network to the outside. And so on can reduce the network communication load.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a network configuration according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of each device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of an SNMP-protocol conversion manager device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of a protocol control agent device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of a wireless relay node device implementing an SNMP agent function according to the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a network configuration according to the first embodiment.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an SNMP protocol conversion manager device according to a second embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a data configuration of network management information according to a second embodiment.
FIG. 9 is a format diagram illustrating a network congestion protocol control message according to the second embodiment.
FIG. 10 is a format diagram illustrating a wireless packet loss occurrence protocol control message according to the second embodiment.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a protocol control agent device according to a second embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating TCP congestion control according to the second embodiment.
FIG. 13 is a state transition diagram illustrating an operation example of a TCP wireless loss notification ELN function process according to the second embodiment.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of TCP wireless loss notification ELN control according to the second embodiment.
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of a wireless relay node device according to a second embodiment.
FIG. 16 is a flowchart illustrating an operation of an MIB request function process according to the second embodiment.
FIG. 17 is a flowchart illustrating an operation of an MIB result function process according to the second embodiment.
FIG. 18 is a flowchart illustrating an operation of MIB information processing function processing according to the second embodiment.
FIG. 19 is a flowchart illustrating an operation of a wireless link abnormality detection process according to the second embodiment.
FIG. 20 is a flowchart illustrating an operation of a protocol control IP address list update process according to the present embodiment.
FIG. 21 is a flowchart illustrating an operation example of a protocol control distribution process according to the second embodiment.
FIG. 22 is a flowchart illustrating an operation of a TCP congestion control function process according to the second embodiment.
FIG. 23 is a flowchart illustrating an operation example of a TCP wireless loss notification ELN function process according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
MN: Mobile node
7. SNMP-protocol conversion manager device
15 ... Protocol control agent device
23 ... Wireless relay node device
31 ... SNMP-protocol conversion manager device
41: Protocol control agent device
51 ... Wireless relay node device
71: Network information management unit
72 ... Network management information
73: Protocol control management unit
151: Protocol control information management unit
152: Protocol control unit
153: Packet receiving unit
154: packet transmission unit
231 ... IP processing unit
232... MIB response processing unit
233 monitoring information acquisition unit
234 ... Trap monitoring unit
235: Packet transmission processing unit
236 ... Packet reception processing unit
237 ... MIB information
311 Network information management unit
312 ... Network management information
313: Protocol control management unit
314: Packet transmission processing unit
315: Packet reception processing unit
411: Protocol control information management unit
412: Control information database
413: Protocol control unit
511: MIB response processing unit
512: MIB information database
513: monitoring information acquisition unit
514 ... Trap monitoring unit
Claims (12)
前記無線端末装置に対して送受信されるパケットの状態を監視する監視情報取得部と、
前記監視情報取得部からの報告に基づいて、ネットワーク上の通信状態を管理するネットワーク情報管理部と、
ネットワーク上を送受信されるパケットに対してプロトコルの制御を行うプロトコル制御部と、
前記ネットワーク情報管理部に従って、前記プロトコル制御部におけるプロトコル制御を管理するプロトコル制御管理部と
を有することを特徴とするパケット通信システム。A packet communication system for sequentially transferring packets from a wireless terminal device on a network,
A monitoring information acquisition unit that monitors a state of a packet transmitted / received to / from the wireless terminal device;
A network information management unit that manages a communication state on a network based on the report from the monitoring information acquisition unit;
A protocol control unit for controlling a protocol for packets transmitted and received on the network;
A packet communication system, comprising: a protocol control management unit that manages protocol control in the protocol control unit according to the network information management unit.
前記プロトコル制御管理部は、ネットワーク管理情報に基づいて、前記ネットワークの通信状況を判断し、無線リンク異常を検出するとともに、検出個所の経路上にある前記プロトコル制御部に対して、プロトコル制御の指示を行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパケット通信システム。The network information management unit has a function of collecting reports from a plurality of monitoring information acquisition units and generating network management information that is accumulated,
The protocol control management unit determines a communication status of the network based on network management information, detects a radio link abnormality, and issues a protocol control instruction to the protocol control unit on the path of the detected location. 3. The packet communication system according to claim 1, wherein the packet communication is performed.
前記無線端末装置に対して送受信されるパケットの状態を監視するステップ（１）と、
前記ステップ（１）における監視報告に基づいて、ネットワーク上の通信状態を管理するステップ（２）と、
前記ステップ（２）における管理に従って、ネットワーク上を送受信されるパケットに対してプロトコルの制御を行うステップ（３）と
を有することを特徴とするパケット通信方法。A packet communication method for sequentially transferring packets from a wireless terminal device over a network,
Monitoring a state of a packet transmitted / received to / from the wireless terminal device (1);
(2) managing a communication state on the network based on the monitoring report in the step (1);
A step (3) of controlling a protocol for a packet transmitted and received on the network according to the management in the step (2).
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のパケット通信方法。In the step (1), a plurality of reports are collected, network management information is generated by accumulating the reports, a communication status of the network is determined based on the network management information, and a radio link abnormality is detected. 7. The packet communication method according to claim 5, wherein, in the step (2), an instruction of the protocol control is given to a packet passing on a path at a detection point.
前記無線中継ノードから無線端末装置に対して送受信されるパケットの状態を取得し、この取得された情報に基づいて、ネットワーク上の通信状態を管理するネットワーク情報管理部と、
前記ネットワーク情報管理部に従って、前記ネットワーク上において送受信されるパケットに対するプロトコル制御を管理するプロトコル制御管理部と
を有することを特徴とするプロトコル変換装置。A protocol conversion device for transmitting / receiving a packet to / from a network via a wireless relay node to which a wireless terminal device is connected,
A network information management unit that acquires a state of a packet transmitted / received to / from the wireless terminal device from the wireless relay node and manages a communication state on a network based on the acquired information.
A protocol conversion device, comprising: a protocol control management unit that manages protocol control for packets transmitted and received on the network according to the network information management unit.
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載のプロトコル変換装置。The network information management unit has a function of collecting reports from a plurality of monitoring information acquisition units and generating network management information that is accumulated, and the protocol control management unit, based on network management information, 11. The protocol according to claim 9, wherein the communication status is determined, a radio link abnormality is detected, and a protocol control instruction is issued to the protocol control unit on the path of the detected location. Conversion device.
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