JP2015142337A - 通信システム、始端装置、中継装置及び終端装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信機2から受信したUDPのパケットを次段装置に送信する始端装置3であって、外部装置1より次段装置のアドレスを取得する手段と、受信したパケットごとに再送識別子を発番する手段と、受信したパケットのUDPヘッダの長さフィールドの値を再送識別子に書き換える手段と、受信したパケットの宛先アドレスと送信アドレスとを、それぞれ次段装置のアドレスと当該始端装置のアドレスとに書き換える手段と、書き換えたパケットを次段装置に送信する手段と、送信したパケット、再送識別子、及び次段装置のアドレスを再送パケット情報として保存する手段とを備える始端装置である。
【選択図】図1
Description
図1は、第1の実施の形態の通信システム100の全体構成を示す図である。
通信システム100は、制御装置1、送信機2、始端装置3、中継装置4、終端装置5、受信機6、制御通信線7、及びパケット通信線8を備えている。
始端記憶部3bには、経路始端表、再送パケット情報、経路性能情報が記憶されている。経路始端表には始端装置3のパケット転送先が格納される。再送パケット情報には、再送動作を制御する情報及び再送したパケットが含まれる。経路性能情報は、始端装置3の通信性能に関する情報であり、制御装置1がパケットの転送経路を決定する際に参照するデータである。
始端転送部3cは、パケットの通信動作を制御するための通信インターフェースであるパケット処理機能と、当該機能の実行に用いられるフローテーブルとを備えている。
中継記憶部4bには、経路中継表、再送パケット情報、到着済みパケット情報、経路性能情報が記憶されている。経路中継表には中継装置4のパケット転送先が格納される。再送パケット情報には、再送動作を制御する情報及び再送したパケットが含まれる。到着済みパケット情報は前装置から転送されたパケットを識別するデータである。経路性能情報は、中継装置4の通信性能に関する情報であり、制御装置1がパケットの転送経路を決定する際に参照するデータである。
中継転送部4cは、パケットの通信動作を制御するための通信インターフェースであるパケット処理機能と、当該機能の実行に用いられるフローテーブルとを備えている。
終端記憶部5bには、経路終端表、到着済みパケット情報が記憶されている。経路終端表には終端装置5のパケット転送先が格納される。到着済みパケット情報には、前装置から転送されたパケットを識別するデータである。
終端転送部5cは、パケットの通信動作を制御するための通信インターフェースであるパケット処理機能と、当該機能の実行に用いられるフローテーブルとを備えている。
図7は、第1の実施の形態の通信システム100の各装置の配置とパケット転送経路とを示す図である。
図9は、始端装置3におけるパケット情報9aの作成方法を説明するための図である。送信機2から送信されるパケットは、IPヘッダ、UDPヘッダ、データで構成されている。始端装置3では、IPヘッダの「送信元IP」と「宛先IP」とを取り出して、それぞれパケット情報9aの「送信元IP」と「宛先IP」とに設定する。
図8のステップS06において、始端装置3は、処理したパケットを中継装置4−1に送信する。
パケットロスが発生したとして認識される状況としては、[ケース1]送信したパケットが宛先に届かなかった場合、[ケース2]送信したパケットは宛先に到達したが、宛先からのACKパケット情報が送信元に届かなかった場合、の2つのケースがある。以下にはこの2つのケースについて動作を説明する。
ステップS23において、始端装置3は、中継装置4−1に対してパケットを送信する。しかし、送信したパケットは、中継装置4−1に到達するまえにロスする。従って、中継装置4−1からはACKパケット情報9cは返送されない。ステップS24において、パケット送信後の対応動作を実行する。始端装置3は、パケット再送の要否を判断する。即ち、始端装置3は、パケットの送信日時から所定の時間内にACKパケット情報9cが届いていなければパケットロスが発生したとして、ステップS25において、パケットを再送する。そして、再送パケット情報3gを更新する。
図17のステップS22において、始端装置3は、パケットを送信するための準備処理を実行する。ステップS31において、始端装置3は、中継装置4−1に対してパケットを送信する。パケットを受信した中継装置4−1は、ステップS32において受信したパケットを転送するための準備処理を実行する。この動作は、図8のステップS07と同様であるため、その詳細の説明は省略する。ステップS33において、中継装置4−1は、ACKパケット情報9cを始端装置3に送信する。ステップS34において、中継装置4−1は、中継装置4−2にパケットを転送する。
図20は、第1の実施の形態の通信システム100の経路情報変更時における動作を示すフローチャートである。
(1)前段の装置からのパケット転送処理、(2)IPアドレスが書き換えられたパケットのパケット転送処理、(3)送信されたACKパケット情報のパケット転送処理、(4)始端処理部、中継処理部、終端処理部と制御装置と間のパケット転送処理。
第1の実施の形態によれば、中継装置を用いて再送制御を実現する際、パケットサイズを変更することなく再送制御に必要な再送識別子を設けることができる。
また、UDPパケットをTCPパケットに変換せずに通信に用いているため通信時間を短くすることができる。さらに始端装置と終端装置との間に中継装置を設けることにより、機器間の通信時間を短くすることができる。そのため、通信経路内でのパケットロスにより再送を行う場合であっても、再送に要する通信遅延を小さくすることができる。
第2の実施の形態では、始端装置3と終端装置5との間に複数の通信経路を設ける点が第1の実施の形態と異なっている。第1の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
第2の実施の形態では、上述のように複数経路通信を実現するため、各処理部(3a、4a)の四角で囲った機能が第1の実施の形態と異なっている。また、各記憶部(3b、4b)の四角で囲った表、情報が第1の実施の形態と異なっている。さらに、装置間の情報の四角で囲った情報(9b)が第1の実施の形態と異なっている。これらの詳細については後述する。
経路始端表3f、経路中継表4fの宛先IPは、複数の宛先を指定可能とする。これは、始端装置3及び中継装置4が、複数の経路にパケットを送信することを可能とするためである。
再送パケットの管理を経路ごとに可能とする。これは、パケットロスが発生したときは、その経路のみでパケットの再送を行い、他の経路の通信には影響を及ぼさないようにするためである。
合流点となる終端装置5では、先に到達したパケットのみを受信機6に送信する。後から到達したパケットについては破棄する。この動作は、第1の実施の形態の図17のケース2におけるACKパケット情報未到達での動作と同じである。従って、第1の実施の形態の上述の機能を備えていれば新たに機能を追加する必要はない。
経路始端表3f、経路中継表4f、経路情報9bについても複数のデータを記憶できるように変更される。
始端装置3と中継装置4は、経路情報9bを受信すると以下の動作を実行する。
(1)残り再送回数が最も多い再送パケット以外の再送パケットを破棄する、(2)残した再送パケットを経路情報9bに記載されている宛先IPの数だけ複製する、(3)それぞれの再生パケットの宛先IPを書き換える、(4)書き換えたパケットをそれぞれ送信する。
第2の実施の形態によれば、中継装置4が故障した場合であっても別の経路で通信を継続することができるためシステムの信頼性をより向上させることができる。
また、複数経路から送信されてきたパケットのうち最も早くに到着したパケットを受信機に送信するためネットワークの性能劣化の影響を低減することができる。
更に、再送パケットの管理を経路ごとに行うことができるため経路に分岐点が存在する場合であっても正しく再送制御を行うことができる。
Claims (12)
- 送信機から受信したUDPのパケットを次段装置に送信する始端装置であって、
外部装置より前記次段装置のアドレスを取得する手段と、
受信したパケットごとに再送識別子を発番する手段と、
受信したパケットのUDPヘッダの長さフィールドの値を前記再送識別子に書き換える手段と、
受信したパケットの宛先アドレスと送信アドレスとを、それぞれ次段装置のアドレスと当該始端装置のアドレスとに書き換える手段と、
書き換えた前記パケットを前記次段装置に送信する手段と、
送信したパケット、前記再送識別子、及び次段装置のアドレスを再送パケット情報として保存する手段とを備える。 - 前記次段装置から前記再送識別子を含むACKパケット情報を受信する手段と、
受信した再送識別子と同一の再送識別子を含む再送パケット情報を削除する手段とを備えた請求項1に記載の始端装置。 - 前記書き換えたパケットを送信後、所定時間経過しても前記次段装置から前記ACKパケット情報が送信されないときは、前記再送パケット情報として保存したパケットを前記次段装置に再送する手段を有する請求項2に記載の始端装置。
- 前記外部装置から取得した次段装置のアドレスが複数あるときは、
前記書き換える手段は、受信したパケットの宛先アドレスを複数の前記次段装置のアドレスに書き換えた複数のパケットを生成し、
前記送信する手段は、書き換えた複数のパケットをそれぞれの複数の宛先アドレスに送信し、
前記保存する手段は、送信した複数のパケット、前記再送識別子、及び複数の次段装置のアドレスを再送パケット情報として保存する請求項1に記載の始端装置。 - 前記削除する手段は、ACKパケット情報を送信した前記次段装置のアドレスと同じアドレス、及び受信した再送識別子と同じ再送識別子を含む再送パケット情報を削除する請求項4に記載の始端装置。
- 前記書き換えたパケットを送信後、所定時間経過しても前記次段装置から前記ACKパケット情報が送信されないときは、前記再送パケット情報として保存したパケットを前記次段装置に再送する手段を有する請求項2に記載の始端装置。
- 前段装置からUDPのパケットを受信して次段装置に送信する中継装置であって、
外部装置より前記次段装置のアドレスを取得する手段と、
受信したパケットの宛先アドレスと送信アドレスとをそれぞれ次段装置のアドレスと、当該中継装置のアドレスとに書き換える手段と、
書き換えた前記パケットを前記次段装置に送信する手段と、
受信したパケットのUDPヘッダの長さフィールドの値を再送識別子として抽出する手段と、
前記前段装置に前記再送識別子を含むACKパケット情報を送信する手段と、
送信したパケット、前記再送識別子、前記次段装置のアドレスを再送パケット情報として保存する手段とを備える。 - 前記外部装置から取得した次段装置のアドレスが複数あるときは、
前記書き換える手段は、受信したパケットの宛先アドレスを複数の前記次段装置のアドレスに書き換えた複数のパケットを生成し、
前記送信する手段は、書き換えた複数のパケットをそれぞれの複数の宛先アドレスに送信し、
前記保存する手段は、送信した複数のパケット、前記再送識別子、及び複数の次段装置のアドレスを再送パケット情報として保存する請求項7に記載の中継装置。 - 前記前段装置からパケットを受信したときは、受信したパケットに含まれる新たな前記再送識別子を到着済みパケット情報として記憶する手段と、
前記前段装置から受信したパケットに含まれる再送識別子が到着済みパケット情報として記憶されていたときは、当該パケットを破棄して前記前段装置に前記ACKパケット情報を送信する手段とを備える請求項7又は8に記載の中継装置。 - 前段装置からUDPのパケットを受信して受信機に送信する終端装置であって、
外部装置よりパケットの宛先アドレスと送信アドレスとを取得する手段と、
受信したパケットのUDPヘッダ長のフィールドの値を再送識別子として抽出する手段と、
前記UDPヘッダの長さフィールドの値をIPヘッダのフィールドの値を用いて書き換える手段と、
受信したパケットの宛先アドレスと送信アドレスとを前記外部装置より取得した宛先アドレスと送信アドレスとに書き換える手段と、
書き換えた前記パケットを前記受信機に送信する手段と、
前記前段手段に前記再送識別子を含むACKパケット情報を送信する手段とを備える。 - 前記前段装置からパケットを受信したときは、受信したパケットに含まれる新たな前記再送識別子を到着済みパケット情報として記憶する手段と、
前記前段装置から受信したパケットに含まれる再送識別子が到着済みパケット情報として記憶されていたときは、当該パケットを破棄して前記前段装置に前記ACKパケット情報を送信する手段とを備える請求項10に記載の終端装置。 - 送信機から受信したUDPのパケットを第2の装置に送信する第1の装置と、前記第1の装置からUDPのパケットを受信して受信機に送信する第2の装置とを備える通信システムであって、
前記第1の装置は、
外部装置より第2装置のアドレスを取得する手段と、
受信したパケットごとに再送識別子を発番する手段と、
受信したパケットのUDPヘッダの長さフィールドの値を前記再送識別子に書き換える手段と、
受信したパケットの宛先アドレスと送信アドレスとを、それぞれ第2装置のアドレスと当該第1装置のアドレスとに書き換える手段と、
書き換えた前記パケットを第2装置に送信する手段と、
送信したパケット、前記再送識別子、及び第2装置のアドレスを再送パケット情報として保存する手段とを備え、
前記第2装置は、
前記外部装置よりパケットの宛先アドレスと送信アドレスとを取得する手段と、
受信したパケットのUDPヘッダ長のフィールドの値を再送識別子として抽出する手段と、
前記UDPヘッダの長さフィールドの値をIPヘッダのフィールドの値を用いて書き換える手段と、
受信したパケットの宛先アドレスと送信アドレスとを前記外部装置より取得した宛先アドレスと送信アドレスとに書き換える手段と、
書き換えた前記パケットを前記受信機に送信する手段と、
第1装置に前記再送識別子を含むACKパケット情報を送信する手段とを備える。
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