JP2007200076A - データ送受信システム、データ送信装置、データ送受信方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 パケットロスを無くし高速なデータ転送を可能とする。
【解決手段】
データ送信装置１０は、データ分割部１２が１のデータファイルを複数のファイルに分割する。分割された複数のファイルは、データ送信手部１３によりネットワークＮを介してデータ受信装置２０へパケット送信する。ネットワーク負荷監視部１５は、データ送信部１３の送信状況とデータ受信部２３の受信状況によりネットワークＮの負荷を監視し、監視したネットワークの負荷の大きさに応じて、送信制御部１４が送信されるパケット間にパケットの送信停滞の時間（ラグＲ）を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、データ送受信システムに係り、特に、パケット間にデータ転送の停滞時間を設ける機能を有したデータ送受信システムに関する。

データ転送のための通信網の整備が整うに伴い、これに応じて大容量のファイルを転送する機会も多くなってきている。

データ転送を効率的に行う手段の一つとして、例えば特許文献１には、パケット転送ネットワークを介して接続された相手先へ送信データを転送するデータ転送方法の一例が開示されている。即ち、パケット転送ネットワークでの実際の通信品質を測定し、測定されたパケット転送ネットワークの通信品質に基づき送信データを複数の分割データへ分割する分割位置を算出し、算出された分割位置により分割される各分割データごとに相手先との間で複数のコネクションを個別に確立する。そして、算出された分割位置に基づき送信データを分割し、得られた各分割データを個々のコネクションを介して相手先へ並列的にデータ転送するデータ転送方法が提案されている。
特開平２００３−１５２７７６（第７頁、図１）

しかし、上述したデータ分割による並列のデータ転送を単にデータ送受信システムに実装した場合、分割したファイルの数やデータ転送の経路の数などによりパケットロスが生じ、却ってデータ転送速度が遅くなってしまうという問題も生じるうる。

そこで、本発明では、上述した問題を解決する為になされたものであり、パケット間にデータ転送の停滞時間であるラグを入れることで、パケットロスを軽減し高速にデータを可能とするデータ送受信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るデータ送受信システム、１のデータファイルを複数のファイルに分割する分割手段と、前記分割手段により分割された前記複数のファイルをネットワークを介して送信先である受信装置へパケット送信する送信手段と、前記送信手段の送信状況と前記データ受信装置の受信状況により前記ネットワークの負荷を監視する監視手段と、前記送信手段を制御する制御手段とを有したデータ送信装置と、前記ネットワークを介してデータを受信する受信手段と、前記受信手段が受信したデータの内、前記複数のファイルを前記１のデータファイルとして結合する結合手段とを有したデータ受信装置とを備えたデータ送受信システムであって、前記制御手段による前記送信手段の制御は、前記監視手段が監視した前記ネットワークの負荷の大きさに応じて、送信されるパケット間にパケットの送信停滞の時間を設ける制御であることを特徴としている。

また、本発明に係るデータ送信装置は、ネットワークに接続可能なデータ送信装置であって、１のデータファイルを複数のファイルに分割する分割手段と、前記分割手段により分割された前記複数のファイルをネットワークを介して送信先へパケット送信する送信手段と、前記送信手段の送信状況と前記送信先の受信状況により前記ネットワークの負荷を監視する監視手段と、前記送信手段を制御する制御手段であって、前記監視手段による前記ネットワークの負荷の大きさに応じて、送信されるパケット間にパケットの送信停滞の時間を設ける制御を行う制御手段とを具備することを特徴としている。

また、本発明に係るデータ送受信方法は、１のデータファイルを複数のファイルに分割する分割ステップと、前記分割ステップにより分割された前記複数のファイルをネットワークを介して送信先である受信装置へパケット送信する送信ステップと、前記送信ステップの送信状況と前記データ受信装置の受信状況により前記ネットワークの負荷を監視する監視ステップと、前記送信ステップを制御する制御ステップとを有したデータ送信方法と、前記ネットワークを介してデータを受信する受信ステップと、前記受信ステップが受信したデータの内、前記複数のファイルを前記１のデータファイルとして結合する結合ステップとを有したデータ受信方法とを備えたデータ送受信方法であって、前記制御ステップによる前記送信ステップの制御は、前記監視ステップが監視した前記ネットワークの負荷の大きさに応じて、送信されるパケット間にパケットの送信停滞の時間を設ける制御であることを特徴としている。

また、本発明に係るプログラムは、１のデータファイルを複数のファイルに分割する分割ステップと、前記分割ステップにより分割された前記複数のファイルをネットワークを介して送信先である受信装置へパケット送信する送信ステップと、前記送信ステップの送信状況と前記データ受信装置の受信状況により前記ネットワークの負荷を監視する監視ステップと、前記送信ステップを制御する制御ステップとを有したデータ送信ステップと、前記ネットワークを介してデータを受信する受信ステップと、前記受信ステップが受信したデータの内、前記複数のファイルを前記１のデータファイルとして結合する結合ステップとを有したデータ受信ステップとを備えたプログラムであって、前記制御ステップによる前記送信ステップの制御は、前記監視ステップが監視した前記ネットワークの負荷の大きさに応じて、送信されるパケット間にパケットの送信停滞の時間を設ける制御であることを特徴としている。

パケットロスを軽減し高速なデータ転送が可能となる。

以下に、本発明によるデータ送受信システムの実施の形態を図１〜図６を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態であるデータ送受信システムのブロック図である。このデータ送受信システム１は、データ送信装置１０と、このデータ送信装置１０と所定のネットワークＮで接続されたデータ受信装置２０とで構成されている。データ送信装置１０、データ受信装置２０は複数で構成されていても良い。

データ送信装置１０は、記憶部１１と、データ分割部１２と、データ送信部１３と、送信制御部１４と、ネットワーク負荷監視部１５、主制御部１６とを主たる構成要素とする。

記憶部１１は、データを記憶する領域であり、本発明で送信されるデータファイルＦ等のデータを記憶する領域である。

データ分割部１２は、記憶部１１に記憶されたデータファイルＦを取得して複数に分割する。即ち、データファイルＦを所定のブロックサイズからなる複数のデータ（ｆ１、ｆ２、ｆ３・・ｆｎ）へ分割する処理を行う。

データ送信部１３は、分割された複数のデータ（ｆ１、ｆ２、ｆ３・・ｆｎ）をネットワークＮを介してパケット毎に送信する。

送信制御部１４は、ネットワーク負荷監視部１５によるネットワークＮの負荷状況に応じてデータ送信部１３のパケット毎のデータ送信の制御行う。この制御方法については後述する。

ネットワーク負荷監視部１５は、ネットワークＮの負荷を監視する。即ち、ネットワーク負荷監視部１５は、データ送信部１３のデータ送信状況と後述するデータ受信部２３とのデータ受信状況を監視し、ネットワークの負荷の大きさを監視する。

主制御部１６は、内部に記憶されたプログラムαによりデータ送信装置１０の全体の制御を司る。尚、主制御部１６は図示しないものの、データ送信装置１０内の各要素と接続されている。

一方、データ受信装置２０は、記憶部２１と、データ結合部２２と、データ受信部２３と、主制御部２４とを主たる構成要素とする。

記憶部２１は、データを記憶する領域であり、例えばデータ送信装置１０から受信したデータファイルＦ等のデータを記憶する領域である。

データ結合部２２は、データ受信部２３が受信した複数のデータ（ｆ１、ｆ２、ｆ３・・ｆｎ）を元のデータファイルＦに結合する処理を行う。

データ受信部２３は、ネットワークＮを介してデータ送信部１３が送信した複数のデータ（ｆ１、ｆ２、ｆ３・・ｆｎ）を受信する。

主制御部２４は、内部に記憶されたプログラムβによりデータ受信装置２０の全体の制御を司る。尚、主制御部２４は図示しないものの、データ受信装置２０内の各要素と接続されている。

次に、本発明に係るデータ送受信システム１におけるデータの送受信の方法について説明する。図２は、データ送信装置１０の制御であるプログラムαの処理の流れを示したフローチャートである。

データ送信装置１０は、まず、ユーザがデータ送信装置１０に対してデータ送信の要求をすることにより後述する処理を開始する。即ち、データ送信装置１０はユーザからデータ送信の要求があるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。ここで、データ送信の要求とは、少なくとも送信するデータファイル及び送信先を指定する要求である。本実施の形態では、送信するデータとしてデータファイルＦが指定され、送信先としてデータ受信装置２０が指定されたとして以降の説明を行う。

尚、ステップＳ１１１のデータ送信要求としては他にデータ送信開始希望時刻Ｔｓやデータ送信完了希望時間Ｔｅを入力するような構成としても良い。

その結果、データ送信装置１０に対してデータ送信要求が無い場合には（ステップＳ１１１のＮｏ），この要求があるまで後述するステップＳ１１２以降の処理は行わない。

一方、データ送信装置１０に対してデータ送信要求があった場合には（ステップＳ１１１のＹｅｓ）、次にデータ送信装置１０はデータ受信装置２０のネットワークに関する情報を取得する。ここでネットワークに関する情報とは、例えばデータ送信装置１０とデータ受信装置２０との情報送受信がＬＡＮで構築されている場合に、ＬＡＮポートの数や各ＬＡＮポートのＩＰアドレス等に関する情報である。

尚、ステップＳ１１２におけるネットワークに関する情報の取得はデータ受信装置２０が固定されている等、予め送信先が把握できている場合には、ネットワークに関する情報を記憶部１１にテーブル形式等で記憶しておくような構成としても良い。またデータ受信装置２０が固定でない場合等、送信先のネットワークに関する情報が記憶部１１内に記憶されていない場合などは、直接データ受信装置２０に問い合わせて取得するような構成としても良い。

次に、データ分割部１２は指定されたデータファイルＦを所定のブロックサイズに分割する（ステップＳ１１３）。この分割は予め分割数を決めておいても良いし、データファイルＦのデータ容量に応じて分割数を動的に変化させるような構成にしても良い。分割されたデータはデータ送信部１３に送信される。

次に、ネットワークＮの負荷状況を監視する（ステップＳ１１４）。即ち、ネットワーク負荷監視部１５がデータ送信部１３の回線の占有率等のネットワークの負荷状況、データ受信部２３の負荷状況を監視し、それらの負荷状況を送信制御部１４に送信する。

次に、送信制御部１４は送信停滞時間（ラグ）Ｒを算出する（ステップＳ１１５）。即ち、送信制御部１４は、データ送信部１３が分割した複数のデータ（ｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ｆｎ）をネットワークＮを介してデータ受信装置２０へパケット送信する場合において、送信されるパケット間に設けるパケットの送信停滞の時間を算出する。

ラグＲの算出は、既に把握しているデータ受信装置２０のネットワーク情報やネットワーク負荷監視部１５が監視するネットワークの負荷情報に応じて決定される。尚、ステップＳ１１４ではラグＲばかりでなく、通信経路の数をも決定するような構成としても良い。即ち、通信可能な全ての経路を使用するのではなく、占有率の高い経路は除外して他の経路を選択するような構成としても良い。尚、既述の送信完了時間Ｔｅが設定されていた場合にはラグＲや通信経路はこれも考慮して算出される。

図４は、パケット間にラグＲを挿入したことによる回線の専用率を示した図である。図４において、横軸はラグＲの時間、縦軸は回線占有率を示している。図４は、データ送信装置１０とデータ受信装置２０とを所定の専用回線で接続し、５００Ｍｂｙｔｅのデータを送信した場合の実験結果である。同図に示すようにラグＲを０ｓｅｃ（ラグ無し）、０．２ｓｅｃ、０．５ｓｅｃ、１．０ｓｅｃにした場合、夫々の専用線の占有率は、７５％、７５％、５０％、２５％という結果となった。図４で示す通り、データを送信する場合にパケット間にラグＲを設けることにより回線の占有率を低減することができる。即ち、回線占有率が高い場合に生じやすいパケットロスをラグＲを設けることにより軽減することができる。

図５は、１の回線におけるファイルの分割による並行送信（パラレル送信）の転送時間を示した図である。横軸に分割によるファイル数、縦軸に転送時間を示している。図５は、データ送信装置１０とデータ受信装置２０とを所定の専用回線で接続し、１００Ｍｂｙｔｅのデータを送信した場合の実験結果である。この実験では回線容量は２Ｍｂｐｓとした。ファイル数１（分割無し）、ファイル数２（２分割）、ファイル数（３分割）、ファイル数５（５分割）でパラレルで送信した場合、夫々の転送時間は、４９６ｓｅｃ、２４５ｓｅｃ、１７０ｓｅｃ、１５２ｓｅｃという結果となった。尚、参考として転送時間を示せば、夫々２４２ｋｂ／ｓｅｃ、４８９ｋｂ／ｓｅｃ、７０６ｋｂ／ｓｅｃ、７８２ｋｂ／ｓｅｃであった。

図５に示す通り、分割数を多くすることでデータ転送時間を短くすることが可能であることが分かる。従って、ラグＲとの組み合わせでパケットロスが発生しにくいような回線占有率で送信することで、更に高速のデータ転送を可能とすることができる。

ところで、図５に示す通り、回線容量の２Ｍｂｐｓを達していないのにもかかわらず、分割数とデータ転送時間とは反比例の関係にはなっていない。これは、１つの回線において、パラレル数を単に増やしても対応するルータの処理等が追いつかず、逆にパケットロスが発生している為と考えられる。従って、ファイルを並行（パラレル）に送信する場合には、ファイルの分割数だけでなくラグＲの設定が極めて重要であることが分かる。送信制御部１４は、上述した現象を考慮して最適なファイルの分割数や送信経路の数、そしてラグＲ時間を算出することとなる。

次に、データ送信装置１０は、パケットデータをデータ受信装置２０へ送信する（ステップＳ１１６）。即ち、データ送信部１３は分割された複数のデータ（ｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ｆｎ）をネットワークＮを介してデータ受信装置２０へパケット送信する。この際、送信制御部１４で決定された通信経路の数とパケット間のラグＲの条件下でデータ送信部１３がデータ送信を行う。

次に、データ送信装置１０は全データの送信が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１７）。即ち、データ送信装置１０は分割された複数のデータ（ｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ｆｎ）がネットワークＮを介してデータ受信装置２０への送信が完了したか否かを判断する。その結果、送信が完了していないと判断した場合には（ステップＳ１１７のＮｏ）、ステップＳ１１４に戻り上述したステップＳ１１４以降の処理を行う。

一方、送信が完了したと判断した場合には（ステップＳ１１７のＹｅｓ）、データ送信装置１０側の処理が終了する。

次に、データ受信装置２０のデータの受信方法について説明する。図３は、データ受信装置２０の制御であるプログラムβの処理の流れを示したフローチャートである。

データ受信装置２０は、まず、データ送信装置１０からデータ送信する旨の通知を受けたることでその後の処理が開始される（ステップＳ２１１）。

即ち、データ送信する旨の通知を受信していない場合には（ステップＳ２１１のＮｏ）、この受信があるまで後述ステップＳ２１２以降の処理は行わない。

一方、データ送信する旨の通知を受信した場合には（ステップＳ２１１のＹｅｓ）、データの受信を開始する（ステップＳ２１２）。

次に分割された複数のデータ（ｆ１、ｆ２、ｆ３・・ｆｎ）の全てのデータの受信が完了したか否かを判断する（ステップＳ２１３）。

その結果、未だ全てのデータの受信が完了していない場合には（ステップＳ２１３のＮｏ）、ステップＳ２１２に戻り、データの受信が完了するまでこの判断を継続することとなる。

一方、全てのデータの受信が完了した場合には（ステップＳ２１３のＹｅｓ）、受信したデータを結合する（ステップＳ２１４）。即ち、データ結合部２２は、受信した複数のデータ（ｆ１、ｆ２、ｆ３・・ｆｎ）を結合して元のデータファイルＦを作成し、記憶部２１に記憶する。

図６は本システムの各ステップの状態を示した概念図である。本図では鉛直下方向が時間の経過を示し、データ送信装置１０とデータ受信装置２０との間でデータがどのように送受信されるかを示している。

まず、ユーザによりデータファイルＦが指定され（１０ａ）、ステップＳ１１３の処理により、ファイルが分割される（１０ｂ）。本図ではｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の４つのファイルに分割している。分割された複数のデータ（ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４）は、ステップＳ１１６の処理により夫々１番目のパケットデータをデータ受信装置２０に送信する（１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ）。データ受信装置２０は、ステップＳ２１２の処理により夫々のパケットを受信する（２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ）。

ここで、例えば、データ受信装置２０が、データｆ１の１番目のパケットデータの受信が完了した場合には（２０ｃ）、この受信完了はデータ送信装置１０に伝えられ、ステップＳ１１７の処理で全てのデータの送信が完了していないことから、ネットワーク負荷監視部１５が再度ネットワークの負荷を監視する。そしてステップＳ１１５の処理により、送信制御部１４がこのネットワークの負荷を考慮してラグＲを算出する。データｆ１の２番目のパケットは、算出されたラグＲの時間だけ送信が停滞され（１０ｇ）、その後、データｆ１の２番目のパケットデータが送信され、データ受信装置２０がこのデータを受信することとなる（２０ｇ）。データｆ２、ｆ３、ｆ４についても同様に処理される（２０ｈ等）。

このような処理を全てのパケットで繰り返し、データ受信装置２０が全てのデータを受信完了すると（２０ｉ）、次に、データ結合部２２がステップＳ２１４の処理によりｆ１〜ｆ４のデータブロックを結合して元のデータファイルＦを作成する（２０ｊ）。

データ送受信システム１が上述のような処理をすることで、パケットロスを軽減して高速なデータ転送が可能となる。

本発明の実施の形態であるデータ送受信システムのブロック図。 データ送信装置１０の制御であるプログラムαの処理の流れを示したフローチャート。 データ受信装置２０の制御であるプログラムβの処理の流れを示したフローチャート。 パケット間にラグＲを挿入したことによる回線の専用率を示した図。 １の回線におけるファイルの分割による並行送信（パラレル送信）の転送時間を示した図。 本システムの各ステップの状態を示した概念図。

符号の説明

１ データ送受信システム
１０ データ送信装置
１１ 記憶部
１２ データ分割部
１３ データ送信部
１４ 送信制御部
１５ ネットワーク負荷監視部
１６、２４ 主制御部
２０ データ受信装置
２１ 記憶部
２２ データ結合部
２３ データ受信部
Ｆ データファイル
Ｎ ネットワーク
ｆ１、ｆ２、ｆ３・・ｆｎ データ
α、β プログラム

Claims (6)

1. １のデータファイルを複数のファイルに分割する分割手段と、前記分割手段により分割された前記複数のファイルをネットワークを介して送信先である受信装置へパケット送信する送信手段と、前記送信手段の送信状況と前記データ受信装置の受信状況により前記ネットワークの負荷を監視する監視手段と、前記送信手段を制御する制御手段とを有したデータ送信装置と、
   前記ネットワークを介してデータを受信する受信手段と、前記受信手段が受信したデータの内、前記複数のファイルを前記１のデータファイルとして結合する結合手段とを有したデータ受信装置と
   を備えたデータ送受信システムであって、
   前記制御手段による前記送信手段の制御は、前記監視手段が監視した前記ネットワークの負荷の大きさに応じて、送信されるパケット間にパケットの送信停滞の時間を設ける制御であることを特徴とするデータ送受信システム。
2. 前記制御手段による前記送信手段の制御は、前記ネットワークの負荷が大きい場合には前記送信停滞の時間を長くする制御を行う請求項１に記載のデータ送受信システム。
3. ネットワークに接続可能なデータ送信装置であって、
   １のデータファイルを複数のファイルに分割する分割手段と、
   前記分割手段により分割された前記複数のファイルをネットワークを介して送信先へパケット送信する送信手段と、
   前記送信手段の送信状況と前記送信先の受信状況により前記ネットワークの負荷を監視する監視手段と、
   前記送信手段を制御する制御手段であって、前記監視手段による前記ネットワークの負荷の大きさに応じて、送信されるパケット間にパケットの送信停滞の時間を設ける制御を行う制御手段と
   を具備することを特徴とするデータ送信装置。
4. 前記制御手段による前記送信手段の制御は、前記ネットワークの負荷が大きい場合には前記送信停滞の時間を長くする制御を行う請求項３に記載のデータ送信装置。
5. １のデータファイルを複数のファイルに分割する分割ステップと、前記分割ステップにより分割された前記複数のファイルをネットワークを介して送信先である受信装置へパケット送信する送信ステップと、前記送信ステップの送信状況と前記データ受信装置の受信状況により前記ネットワークの負荷を監視する監視ステップと、前記送信ステップを制御する制御ステップとを有したデータ送信方法と、
   前記ネットワークを介してデータを受信する受信ステップと、前記受信ステップが受信したデータの内、前記複数のファイルを前記１のデータファイルとして結合する結合ステップとを有したデータ受信方法と
   を備えたデータ送受信方法であって、
   前記制御ステップによる前記送信ステップの制御は、前記監視ステップが監視した前記ネットワークの負荷の大きさに応じて、送信されるパケット間にパケットの送信停滞の時間を設ける制御であることを特徴とするデータ送受信方法。
6. １のデータファイルを複数のファイルに分割する分割ステップと、前記分割ステップにより分割された前記複数のファイルをネットワークを介して送信先である受信装置へパケット送信する送信ステップと、前記送信ステップの送信状況と前記データ受信装置の受信状況により前記ネットワークの負荷を監視する監視ステップと、前記送信ステップを制御する制御ステップとを有したデータ送信ステップと、
   前記ネットワークを介してデータを受信する受信ステップと、前記受信ステップが受信したデータの内、前記複数のファイルを前記１のデータファイルとして結合する結合ステップとを有したデータ受信ステップと
   を備えたプログラムであって、
   前記制御ステップによる前記送信ステップの制御は、前記監視ステップが監視した前記ネットワークの負荷の大きさに応じて、送信されるパケット間にパケットの送信停滞の時間を設ける制御であることを特徴とするプログラム。

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