JP2005354249A

JP2005354249A - ネットワーク通信端末

Info

Publication number: JP2005354249A
Application number: JP2004170772A
Authority: JP
Inventors: Keitaro Oishi; 慶太郎大石
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】マルチキャスト送受信において、再送処理等にかかる負荷を軽減し、正常応答されたデータの受信処理が成功する確率を上げる。
【解決手段】通信端末はネットワークグループが特定できるＩＤ情報２０２と、ＩＰやＭＡＣなど通信ＩＦが特定できる情報または論理規格による最大スループットなどの端末情報２０３との少なくとも１つと、前回要求でのタイムアウト期間を示す期間情報２０４とを組にした管理情報２０１を持つ。ＩＤ情報、端末情報をキーに検索した期間情報をマルチキャストでの要求送信後の応答受信処理のタイムアウトまたはタイムスタンプとする。期間情報２０４は応答結果により更新される。この管理情報２０１を用いることで、ネットワークの遅延などにより発生する、タイムアウトのバックオフ処理や、タイムスタンプ処理による負荷を軽減しながら、一連の通信が成功する確率を上げることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ネットワークを介しマルチキャスト通信を行うネットワーク通信端末に関する。

送信インターフェース（ＩＦ：Interface）から一回のパケット送信処理で、特定のグループに属する全てのネットワークＩＦを受信の対象として送信するマルチキャスト通信では、信頼性のないトランスポートプロトコルであるＵＤＰ（User Datagram Protocol）と、ＩＰネットワークとを組み合わせて、送信端末からの情報をカプセル化したパケットの送信が行われる。マルチキャストにおいて、ＵＤＰパケットを用いるものとしては、特許文献１がある。

マルチキャストで送信されたパケットを受信するグループへの加入は、受信ＩＦを備える各端末が主体となり行われるので、中央監視型のシステムを必要とせずに、情報を必要とする端末にのみ情報を送信することができる。

上記の特性から、マルチキャストおよびＵＤＰの特徴として、
１）送信端末は送信処理を一回行うのみであるため、送信処理に必要な負担が軽減できる。
２）信頼性のあるトランスポートプロトコルであるＴＣＰ（Transport Control Protocol）と異なり、ＵＤＰではパケットの信頼性確保のためのコネクションを必要としないため、パケット通信のためのオーバヘッドを軽減できる。
などの利点がある。

この特徴のため、ＤＮＳリゾルバやＵＰｎＰ（Universal plug and play）のＳＳＤＰ（Simple Service Discover Protocol）などの簡単な要求・応答を行うアプリケーションにおいては、マルチキャストで要求を送信し、受信した端末はＵＤＰパケットで応答を送信することで、アプリケーションの性能向上やネットワーク全体のトラフィック量の軽減を実現している。

ＵＤＰでのパケット送受信では、信頼性が保障されないため、必要ならば信頼性の確保は上位のアプリケーションレベルで保障しなければならない。ネットワークの障害によるＵＤＰパケットの消失に対して信頼性を保障するためには、一定期間内に応答のなかった要求に対して、要求パケットの再送処理を行うことで、一連の要求応答処理が成功する確率を上げることができる。この再送処理を行うまでの一定期間（タイムアウト）を決定するためには、端末間でパケット交換を行い、通信スループットを求める方法が一般的である。

しかし、ネットワークの遅延は動的に変動し、送信端末での要求送信から応答パケットの受信までの期間は不定になるため、タイムアウト処理の信頼性をより高めるためには、タイムアウトまでの期間を指数関数的に増加させるバックオフアルゴリズムや、受信端末が応答を送信しなければならないタイムスタンプを送信パケット中に付加する方法を用いる必要がある。

上記、ＤＮＳリゾルバやＵＰｎＰのＳＳＤＰアプリケーションの場合、信頼性確保のためには、マルチキャスト送信を行った送信端末は、ＵＤＰで送信される受信端末の応答を待つため、タイムアウトまでの間にＵＤＰポートに届くパケットを監視し、必要ならば再送処理を行う必要がある。
特開２００３−１９８５５３号公報

しかしながら、従来技術では、タイムアウトの初期値が小さい場合、ネットワークの遅延の程度によって、バックオフアルゴリズムが複数回行われるため、端末の計算資源を消費してしまう課題を有していた。また、タイムアウトの初期値が大きい場合は、バックオフアルゴリズムにより得られるタイムアウト値が指数関数的に増加するため、必要以上のタイムアウト期間を設けてしまう課題を有していた。

また、通信スループットの測定は、パケット交換を必要とするため、ネットワークトラフィックを増加させ、遅いネットワークにおいては、本来のアプリケーションが求める結果が得られるまでの期間が増大する課題を有していた。

また、パケット中へのタイムスタンプの追加は、送受信両方の端末において処理負荷が増加する課題と、一回あたりの送信パケットサイズが増加するため、ネットワークトラフィックの増加も招く課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、処理負荷とネットワークトラフィックの増加を防ぐことを目的としたネットワーク通信端末を提供するものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明のネットワーク通信端末は、少なくとも１以上の通信インターフェース手段と、通信インターフェース手段を区別するためのアドレス情報または最大スループットを端末情報として取得する端末情報取得手段と、ネットワークグループのＩＤ情報を取得するＩＤ情報取得手段と、マルチキャスト要求に対する総応答数から期間情報を取得する期間情報取得手段と、端末情報またはＩＤ情報と期間情報との組を管理情報として記録する管理情報記録手段とを備え、管理情報の期間情報を用いてマルチキャストでのパケット送信処理を行うものである。

本発明のネットワーク通信端末によれば、管理情報記録手段に記録された管理情報から所望の端末情報またはＩＤ情報における期間情報を用いたマルチキャスト通信でのパケット送信処理を行うので、端末機器の計算負荷の軽減、応答待ち時間の短縮またはネットワークトラフィックの減少を得ることができる。また、期間情報は、ネットワーク環境の変化に適応的に更新または設定することでパケット送信処理を最適化することができる。

本発明の請求項１に記載のネットワーク通信端末は、少なくとも１以上の通信インターフェース手段と、前記通信インターフェース手段を一意に区別するための１つ以上のアドレス情報、または前記通信インターフェース手段の最大スループットのいずれかもしくは両方を端末情報として取得する端末情報取得手段と、ネットワークグループのＩＤ情報を取得するＩＤ情報取得手段と、マルチキャスト要求に対する総応答数から期間情報を取得する期間情報取得手段と、前記端末情報またはＩＤ情報の少なくとも一方と前記期間情報との組を管理情報として記録する管理情報記録手段とを備え、前記期間情報を用いてマルチキャストでのパケット送信処理を行うものである。

また、請求項２、３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記期間情報はマルチキャストのタイムアウト期間に用いる、または、前記期間情報はパケットのタイムスタンプに用いる。

また、請求項４、５に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記端末情報はＩＰアドレスである、または、前記端末装置はＭＡＣアドレス（メディア・アクセス・コントロール・アドレス）である。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記最大スループットは論理・物理層規格から得られる理論限界値である。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＩＤ情報はＢＳＳＩＤまたはＥＳＳＩＤである。

また、請求項８に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記端末情報またはＩＤ情報に対する部分一致により、前記管理情報から前記期間情報を得る。

また、請求項９に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記管理情報から前記期間情報が得られない場合に所定値を用いる。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１記載の発明において、ユーザが期間情報を更新する手段を備える。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態によるネットワーク端末の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態１によるネットワーク通信端末は、少なくとも中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶領域と、少なくとも１以上の通信インターフェース（通信ＩＦ）を備えるものである。ＣＰＵとＲＡＭにより、本実施の形態のネットワーク通信端末は、少なくとも図１に示す機能ブロックを構成する。

図１において、１０１は、ＩＰアドレスやＭＡＣアドレスなど端末の通信ＩＦを一意に特定することができる情報、または論理規格による最大スループットを、端末情報として、少なくとも１つ以上取得することができる端末情報取得部である。１０２は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格のネットワークにおけるＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier）やＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identifier）など、ネットワークグループを一意に特定することができる情報を少なくとも１つ以上取得することができるＩＤ情報取得部である。１０３は、マルチキャスト要求送信から応答受信までのような任意の２点間の期間内における応答の数を取得し、応答数から期間情報（タイムアウト値）に変換できる期間情報取得部である。１０４は、上記端末情報と上記ＩＤ情報の少なくとも一方と、上記期間情報とを組として管理情報として記録する管理情報記録部である。１０５は、通信端末に少なくとも１つ以上備えられる通信インターフェースである。

図２は、管理情報記録部１０４に記録される管理情報を説明するための概念図である。図２に示す通り、管理情報２０１は、ＩＤ情報取得部１０２で取得されるＩＤ情報２０２、端末情報取得部１０１で取得される端末情報２０３、期間情報取得部１０３で得られる期間情報２０４から成る。

ここで、ＩＤ情報２０２は、異なるネットワークグループ情報から構成され、端末情報２０３は、異なる通信ＩＦを一意に特定するアドレス情報から構成され、期間情報２０４は、異なるパケット送信時のタイムアウト、タイムスタンプ値が記録される。

図２において２０５は、管理情報における１つのエントリを示している。ここで、ＩＤ情報と端末情報のいずれか一方と期間情報とを組としたエントリであってもよい。

図３は、本実施の形態におけるネットワーク環境を示す概念図である。図３において、３０１は無線ＬＡＮのＩＦを備える携帯可能なネットワーク通信端末であり、３０２はＩＤ情報ａで特定されるネットワーク環境であり、３０３はＩＤ情報ｂで特定されるネットワーク環境であり、３０４はＩＤ情報ａで特定されるネットワーク環境３０２に属するアクセスポイントであり、３０５はＩＤ情報ｂで特定されるネットワーク環境３０３に属するアクセスポイント１であり、３０６はＩＤ情報ｂで特定されるネットワーク環境３０３に属するアクセスポイント２であり、３０７はＩＤ情報aで特定されるネットワーク環境３０２に属する通信端末であり、３０８はＩＤ情報ｂで特定されるネットワーク環境３０３に属する通信端末１であり、３０９はＩＤ情報ｂで特定されるネットワーク環境３０３に属する通信端末２である。本実施の形態によるネットワーク通信端末は、例えば、図中の通信端末３０１である。

通信端末はマルチキャスト要求の送信にあたり、ＩＤ情報２０２や端末情報２０３の値を用いて、管理情報記憶部１０４に記録された管理情報２０１から期間情報２０５を獲得し、得られた期間情報２０５をタイムアウト値またはタイムスタンプとしてパケット送信処理を行う。マルチキャストパケットを受信した端末からの応答は、期間情報２０５に記録されている期間だけ受信される。

所定の期間内に受信された総応答数をもとに、期間情報取得部１０３は必要があれば期間情報２０５の値を更新する。更新した期間情報は、管理情報記録部１０４に上書きされる。例えば、応答数が一定の閾値以上であった場合は、タイムアウトまたはタイムスタンプの値を増加させる方向で更新し、一定の閾値以下であれば減少させる方向に更新する。

なお、管理情報２０１中の端末情報２０３またはＩＤ情報２０２に完全に一致するエントリがなかったときは、端末情報２０３またはＩＤ情報２０２の各詳細情報に対して順位付けを行い、部分的に一致するエントリを検索し、対応する期間情報２０４を用いてもよい。これにより、現在のネットワーク環境に似た環境でのエントリの期間情報を用いることができ、より適した期間情報を得ることができる。また管理情報にない全く新しいネットワーク環境であったとき、任意の定数値を期間情報として用いてもよい。

図３に示したように、異なる２つのネットワーク環境３０２、３０３があるような状況において、無線ＬＡＮのインターフェースを備えた携帯可能な通信端末３０１によるＵＰｎＰのＳＳＤＰ処理の例を用いて具体的な利用の形態を説明する。ＳＳＤＰの送信はユーザトリガーによって図４に示すフローチャートに従って処理される。ＳＳＤＰによる要求の送信では、管理情報２０１から得られた期間情報２０４を要求パケットに応答期限を示すタイムスタンプとして付加し送信する。

ネットワーク環境３０２でＳＳＤＰによる通信を行うとき、通信端末３０１のＩＰアドレスやＭＡＣアドレス、またはアクセスポイント３０４、通信端末３０７からなる無線ネットワーク環境３０２において用いられる論理、物理層プロトコルの最大スループットなどの端末情報、またはアクセスポイント３０４のＢＳＳＩＤが、管理情報２０１に対する検索キーの候補である。端末情報またはＩＤ情報の中からユーザや端末が固定で指定する１つの情報を選択し、この情報をキーにして管理情報を検索する。

また、ネットワーク環境３０３でＳＳＤＰによる通信を行うときは、通信端末３０１のＩＰアドレスやＭＡＣアドレス、またはアクセスポイント３０５および３０６、通信端末３０８および３０９からなる無線ネットワーク環境３０３において用いられる論理、物理層プロトコルの最大スループットなどの端末情報、または通信端末３０１とアソシエーションを確立しているアクセスポイント３０５または３０６のＢＳＳＩＤ、またはアクセスポイント３０５および３０６から構成されるＥＳＳＩＤが、管理情報の検索キーの候補である。端末情報またはＩＤ情報の中からユーザや端末が固定で指定する情報を選択し、この情報をキーにして管理情報を検索する。以上が図４のステップＳ４１，Ｓ４２の処理である。

１つの検索キーによる管理情報の検索の結果、複数のエントリが見つかったとき、あるいは全くエントリが見つからなかったときには、別の情報を１つ選択して再度管理情報を検索する（ステップＳ４３，Ｓ４５）。検索のキーに用いる情報の選択の順番として、同一の端末やネットワーク環境において、ＭＡＣアドレスやＢＳＳＩＤなどが変更される確率は、プライベートなＩＰアドレスやＥＳＳＩＤの変更と比較すると低いため、ＭＡＣアドレスまたはＢＳＳＩＤによる検索を先に行うことで、エントリの特定に必要な時間は短くなる。

端末が持つ情報を全て用いて管理情報の検索をかけた後、まだ複数エントリが残っているときは、ランダムに選択して送信処理を行う、またはエントリは特定されなかったとみなして新規エントリの作成をしてもよい（ステップＳ４６）。エントリが１つに特定されたとき、そのエントリが持つ期間情報をＳＳＤＰのタイムスタンプの値とし、パケット送信処理を実行する（ステップＳ４４）。もしエントリが１つも特定されなかったときは、新規エントリを追加するとともに、端末固定のタイムスタンプで要求を送信してもよい（ステップＳ４６）。

ＳＳＤＰ要求が送信され、期間情報の期間の要求が受信された後、図５に示すように必要ならば期間情報取得部１０３により総応答数から期間情報が得られ、管理情報の内容が更新される（ステップＳ４７，Ｓ４８）。ここで期間情報更新の必要性の判定は、例えば図６に示すような、閾値処理の表により判定および更新してもよい。また、総応答数はユーザが指定する、または端末に固定な値を用いてよい。

図６は、期間情報の更新のための表であり、現在の総応答数の指定値と得られた総応答数との差を横軸に、現在の総応答の指定値を縦軸にしたマトリックスから更新する値を求めるものである。例えば、現在の総応答数の指定値が「５」に対して、得られた総応答数が「６」の場合、差分は「＋１」であるので、「＋１」と「５」から「＋２」が得られる。この得られた「＋２」で元の指定値を更新する。従って、この例では、「７」が更新後の値となる。なお、図６に示した表は一例であり、他の数値、他の方法によって更新してもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、応答待ち時間を、期間情報として、ネットワークでの応答結果を反映して更新したり、ネットワークにおける以前の応答結果を参照したりすることで、応答待ち時間の参考値を得ることができ、ネットワークグループの移動があった際にも、対応する応答結果を参照して応答待ち期間を指定することができる。これによって、ネットワーク通信端末の計算負荷を軽減し、応答待ち時間を短縮し、ネットワークトラフィックを減少させることができる。

本発明にかかるネットワーク通信端末は、通信端末の処理負荷の軽減とアプリケーションの実行時間を短縮とネットワークトラフィックの軽減とが可能になるため、ネットワークを介したマルチキャスト通信等を行うための機器や装置として有用である。

本発明の実施の形態によるネットワーク通信端末の機能的な構成を示すブロック図同ネットワーク通信端末における管理情報を説明するための概念図同ネットワーク通信端末が用いられるネットワーク環境を示す概念図同ネットワーク通信端末における期間情報の特定と更新処理に係るフローチャート同ネットワーク通信端末における期間情報取得部の働きを示す概念図同ネットワーク通信端末における期間情報の更新方法の一例を示すための図

符号の説明

１０１端末情報取得部
１０２ＩＤ情報取得部
１０３期間情報取得部
１０４管理情報記録部
１０５通信ＩＦ

Claims

少なくとも１以上の通信インターフェース手段と、
前記通信インターフェース手段を一意に区別するための１つ以上のアドレス情報、または前記通信インターフェース手段の最大スループットのいずれかもしくは両方を端末情報として取得する端末情報取得手段と、
ネットワークグループのＩＤ情報を取得するＩＤ情報取得手段と、
マルチキャスト要求に対する総応答数から期間情報を取得する期間情報取得手段と、
前記端末情報またはＩＤ情報の少なくとも一方と前記期間情報との組を管理情報として記録する管理情報記録手段とを備え、
前記期間情報を用いてマルチキャストでのパケット送信処理を行うネットワーク通信端末。
前記期間情報はマルチキャストのタイムアウト期間に用いる請求項１記載のネットワーク通信端末。
前記期間情報はパケットのタイムスタンプに用いる請求項１記載のネットワーク通信端末。
前記端末情報はＩＰアドレスである請求項１記載のネットワーク通信端末。
前記端末情報はＭＡＣアドレスである請求項１記載のネットワーク通信端末。
前記最大スループットは論理・物理層規格から得られる理論限界値である請求項１記載のネットワーク通信端末。
前記ＩＤ情報はＢＳＳＩＤまたはＥＳＳＩＤである請求項１記載のネットワーク通信端末。
前記端末情報またはＩＤ情報に対する部分一致により、前記管理情報から前記期間情報を得る請求項２または３に記載のネットワーク通信端末。
前記管理情報から前記期間情報が得られない場合に所定値を用いる請求項２または３に記載のネットワーク通信端末。
ユーザが期間情報を更新する手段を備えた請求項１記載のネットワーク通信端末。