JP2016144172A - パケット制御装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御サーバ2とユーザ端末3との間の伝送路上のルータにパケット制御装置1を配置する。そして、パケット制御装置1において、パケット受信部11で受信されたパケットをパケット識別部12によりヘッダ情報をもとに系列別に振り分けた後、間引き処理部17により、当該受信パケットのパケット到着時刻を、記憶部15に予め記憶された理論的到着時刻と比較し、パケット到着時刻が理論的到着時刻よりも予め設定された許容遅延量以上遅れた場合に上記受信パケットを破棄し、遅れていなかった場合には上記受信パケットをユーザ端末に向け転送する。
【選択図】図3
Description
[一実施形態]
(構成)
図1は、この発明の一実施形態に係るパケット制御装置を備えたM2Mネットワークシステムの全体構成を示す図である。このネットワークシステムは、ユーザLANNW3をキャリアネットワークNW2を介してインターネットNW1に接続したもので、ユーザLANNW3には第2の通信装置としてのユーザ端末3が収容されている。
(1) パケットバッファ16に受信パケットkが保存されるごとに、記憶部15から当該受信パケットの到着時刻ta(k)と、理論的到着時刻TATと、許容遅延量Dを読み込む。そして、受信パケットの到着時刻ta(k)が理論的到着時刻TATに対し許容遅延量D以上遅延しているか否かを判定し、その判定結果を出力制御部173に与える処理。
(2) 上記受信パケットの到着時刻ta(k)が理論的到着時刻TAT以下の場合に、理論的到着時刻TATを受信パケット到着時刻ta(k)に更新し、更新後の理論的到着時刻TATを記憶部15に記憶させる処理。
次に、以上のように構成された装置によるパケット制御動作を図4に示すフローチャートを用いて説明する。
なお、記憶部15には、制御サーバ2によるパケット送信周期に基づく理論的到着時刻TATと、パケット到着間隔の推定値Iと、許容遅延量Dの各初期値が事前に格納されているものとする。
パケット受信部11によりパケットk が受信されると、先ずステップS11において、パケット識別部12により上記受信されたパケットk のヘッダ情報をもとに当該パケットk の系列が識別される。例えば、ヘッダ情報から送信元IPアドレス、送信先IPアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号およびプロトコル番号の少なくとも1つが抽出され、この抽出された5-tupleをもとにどの送信元とどの送信先との間で転送されるパケット系列なのかが識別される。そしてパケット受信部13により、上記識別された系列ごとに上記受信パケットが振り分けられてパケットバッファ16に保存される。この振分けにより受信パケットの系列ごとの間引き処理を行うことが可能となる。
またステップS12において、上記パケット受信部13でパケットが受信されたタイミングでパケット到着時刻記録部14によりパケット受信時刻ta(k)が計測され、記憶部15に記憶される。
受信パケットk がパケットバッファ16に格納されると、間引き処理部17において、当該受信パケットk を転送するか或いは破棄するかを判定する処理が以下のように行われる。
TAT ≧ ta(k)
であれば、つまり受信パケットの到着時刻ta(k) が理論的到着時刻TAT 以内であったとすると、ステップS15においてパラメタ更新部172により理論的到着時刻TAT が受信パケット到着時刻ta(k) に設定(TAT = ta(k))され、記憶部15に記憶されている理論的到着時刻TAT が上記変更後の値に更新される。そして、ステップS16により、出力制御部173の制御の下、上記受信パケットk がパケットバッファ16から読み出されてパケット転送部18へ供給され、当該パケット転送部18からユーザ端末3に向け送信される。
TAT < ta(k)
と判定されたとする。この場合は、ステップS14において、
TAT + D > ta(k)
であるか否かが判定される。すなわち、受信パケットk の到着時刻ta(k) の理論的到着時刻TATに対する遅延量が許容遅延量D よりも小さいか否かが判定される。この判定の結果、TAT + D > ta(k)であれば、当該受信パケットk の遅延量は許容範囲内であることから、ステップS16に移行する。そして、出力制御部173の制御の下、上記受信パケットk がパケットバッファ16から読み出されてパケット転送部18へ供給され、当該パケット転送部18からユーザ端末3に向け送信される。
TAT + D ≦ ta(k)
だったとする。この場合は、受信パケットk の遅延量が許容量D を超えていることから、当該受信パケットk は不要と判定される。そして、ステップS17により出力制御部173の制御の下、パケットバッファ16から当該パケットkが破棄される。
上記パケットの破棄が行われると、ステップS18において破棄パケット分析部19が動作し、この破棄パケット分析部19により上記破棄パケット数がカウントされる。そして、連続してある閾値以上破棄パケットが発生したか否かが判定され、その判定結果がパラメタ設定部20に与えられる。
(3−1)破棄パケット数をカウントし、連続してある閾値以上破棄パケットが生じた場合には、許容遅延量D もしくはパケット到着間隔の推定値I 、またはその両方のパラメタに補正項を加算し連続的にパケットが破棄されることを防ぐような補正を行う。
N > Nth
ならば、I = 2I0とし、
N ≦ Nth
ならば、I = I0とする。
(3−3)加算減算の補正を繰り返し、最適な状態に収束させる。
以上、詳述したようにこの実施形態では、制御サーバ2とユーザ端末3との間のパケット伝送路上のルータ等にパケット制御装置1を配置し、このパケット制御装置1において、パケット受信部11で受信されたパケットkをパケット識別部12によりヘッダ情報をもとに系列別に振り分けた後、間引き処理部17により、当該受信パケットkのパケット到着時刻ta(k) を理論的到着時刻TAT と比較し、パケット到着時刻ta(k) が理論的到着時刻TAT よりも予め設定された許容遅延量D 以上遅れたかどうか判定し、遅れた場合に上記受信パケットkを破棄し、遅れていなかった場合に上記受信パケットkをユーザ端末に向け転送するようにしている。
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図6に示すように、キャリアネットワークNW2に入る前の箇所P2、キャリアネットワークNW2に入った直後の箇所P3、キャリアネットワークNW2からアクセス区間に出る前の箇所P4、キャリアネットワークNW2からアクセス区間に出た直後の箇所P5、ユーザLANNW3に入る前の箇所P6にパケット制御装置を配置してもよい。
Claims (7)
- パケットを一定の送信周期で送信する第1の通信装置と、この第1の通信装置から送信されたパケットをネットワークを介して受信する第2の通信装置との間の通信経路上に配置されるパケット制御装置であって、
前記第1の通信装置によるパケットの送信周期に基づいて算出される理論的到着時刻と、前記第1の通信装置から送信されたパケットの実際の到着時刻とを比較し、この実際の到着時刻が前記理論的到着時刻より予め設定した許容値以上遅延したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により、前記パケットの実際の到着時刻が前記理論的到着時刻より前記許容値以上遅延したと判定された場合に当該パケットを破棄し、遅延していないと判定された場合に当該パケットを前記第2の通信装置へ転送するパケット出力制御手段と
を具備することを特徴とするパケット制御装置。 - 前記パケット出力制御手段によるパケットの破棄頻度を算出して、この算出された破棄頻度を予め設定した閾値の範囲内か否かを判定し、破棄頻度が閾値の範囲を超えたと判定された場合に、前記理論的到着時刻と前記許容値の少なくとも一方を、前記破棄頻度が閾値の範囲に入るように可変制御する判定制御手段を、さらに具備することを特徴とする請求項1記載のパケット制御装置。
- 前記判定手段による判定処理に先立ち、自装置に到着したパケットの付加情報をもとに当該到着したパケットを複数の系列に分類する分類手段を、さらに具備し、
前記判定手段は、前記分類手段により分類された系列ごとに前記判定処理を行うことを特徴とする請求項1または2記載のパケット制御装置。 - パケットを一定の送信周期で送信する第1の通信装置と、この第1の通信装置から送信されたパケットをネットワークを介して受信する第2の通信装置との間の通信経路上に配置されるパケット制御装置が実行するパケット制御方法であって、
前記第1の通信装置によるパケットの送信周期に基づいて算出される理論的到着時刻と、前記第1の通信装置から送信されたパケットの実際の到着時刻とを比較し、この実際の到着時刻が前記理論的到着時刻より予め設定した許容値以上遅延したか否かを判定する判定過程と、
前記判定過程により、前記パケットの実際の到着時刻が前記理論的到着時刻より前記許容値以上遅延したと判定された場合に当該パケットを破棄し、遅延していないと判定された場合に当該パケットを前記第2の通信装置へ転送するパケット出力制御過程と
を具備することを特徴とするパケット制御方法。 - 前記パケット出力制御過程によるパケットの破棄頻度を算出して、この算出された破棄頻度を予め設定した閾値の範囲内か否かを判定し、破棄頻度が閾値の範囲を超えたと判定された場合に、前記理論的到着時刻と前記許容値の少なくとも一方を、前記破棄頻度が閾値の範囲に入るように可変制御する判定制御過程を、さらに具備することを特徴とする請求項4記載のパケット制御方法。
- 前記判定過程による判定処理に先立ち、自装置に到着したパケットの付加情報をもとに当該到着したパケットを複数の系列に分類する分類過程を、さらに具備し、
前記判定過程は、前記分類過程により分類されたパケットの系列ごとに前記判定処理を行うことを特徴とする請求項4または5記載のパケット制御方法。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載のパケット制御装置が具備する手段が行う処理を、当該パケット制御装置が備えるコンピュータに実行させるプログラム。
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