JP2016174287A - Tcp制御装置、tcp制御装置の制御方法およびtcp制御装置のプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】適切な輻輳制御下でTCP通信を行うことができる、TCP制御装置、TCP制御装置の制御方法およびTCP制御装置のプログラムを提供することを目的とする。【解決手段】TCP通信の輻輳制御を設定するTCP制御装置であって、コンテンツの種別毎の情報を記憶する記憶手段と、TCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を記憶手段から取得するパラメータ情報取得手段と、TCP通信が経由するネットワークの通信情報を取得する通信情報取得手段と、TCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報およびTCP通信が経由するネットワークの通信情報に基づきTCP通信の輻輳制御の設定を行う設定手段と、を備えるTCP制御装置。【選択図】 図2
Description
本発明は、TCP制御装置、TCP制御装置の制御方法およびTCP制御装置のプログラムに関する。
インターネットを通じて提供されるコンテンツとして、例えば、音声、動画、画像、テキストといったものがある。これらのコンテンツの提供には、TCP(Transmission Control Protocol)が広く使われている。TCPの大きな特徴の1つとして、輻輳制御がある。輻輳制御は、図1に示すように、スロースタートフェーズと輻輳回避フェーズの2つのフェーズに分けられる。スロースタートフェーズとは、TCPによる通信開始時やパケットロス等のネットワーク混雑発生後の回復期に、通信レートを調整するフェーズであり、通信レートを大きく伸長させる。輻輳回避フェーズとは、スロースタートフェーズ終了後に移行するフェーズであり、通信レートの伸長速度を抑制し、ネットワークの混雑発生を抑制する。
非特許文献1には、スロースタートフェーズについて、「初期ウィンドウサイズを変更することで、通信開始時の通信レートを大きくすることができる」こと、「通信レートの伸び幅を大きくすることで、他のコネクションと比較し、より多くの通信データの送信が可能になる」ことが開示されている。
非特許文献2には、輻輳回避フェーズについて、通信レートの伸び幅を大きくすることで、他のコネクションと比較し、より多くの通信データの送信が可能となることが開示されている。
インターネットを通じて提供されるコンテンツは多種多様であり、それぞれが求めるレスポンスや通信性能に対する要件は異なる。例えば、映像コンテンツを提供する場合には、一定の通信レートで長時間安定して映像データを送信し、再生している映像の停止を防止することが重要である。一方、テキストコンテンツを提供する場合には、短時間で小さいサイズのデータを送信し、ブラウザ上に素早く表示させることが重要である。そのため、コンテンツを品質良く提供するためには、適切な輻輳制御下でTCP通信を行う必要がある。
上記に関連して、特許文献1には、受信端末との間で確立するTCPコネクションで用いられるTCP送信制御情報を、受信端末に提供するサービスの種別に基づいて設定する技術が開示されている。
また、特許文献2には、収集した環境パラメータに基づき、最適ウィンドウサイズを算出し、算出した最適ウィンドウサイズを使用してファイル転送する技術が開示されている。
"Increasing TCP‘s Initial Window", IETF RFC 6928
"HighSpeed TCP for Large Congestion Windows", IETF RFC 3649
しかしながら、特許文献1および特許文献2の発明は、受信端末に提供するサービスの種別や環境パラメータに基づき輻輳制御の設定を行うものであって、輻輳制御の設定を適切に行うことができない。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、適切な輻輳制御下でTCP通信を行うことができる、TCP制御装置、TCP制御装置の制御方法およびTCP制御装置のプログラ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TCP制御装置は、TCP通信の輻輳制御を設定するTCP制御装置であって、コンテンツの種別毎の情報を記憶する記憶手段と、前記TCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を前記記憶手段から取得するパラメータ情報取得手段と、前記TCP通信が経由するネットワークの通信情報を取得する通信情報取得手段と、前記パラメータ情報および前記通信情報に基づき前記TCP通信の輻輳制御の設定を行う設定手段と、を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するために本発明に係るTCP制御装置の制御方法は、コンテンツの種別毎の情報を記憶する記憶手段を備え、TCP通信の輻輳制御を設定するTCP制御装置の制御方法であって、前記TCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を前記記憶手段から取得し、
前記TCP通信が経由するネットワークの通信情報を取得し、
前記取得したパラメータ情報および前記取得した通信情報に基づき前記TCP通信の輻輳制御の設定を行う、
ことを特徴とする。
前記TCP通信が経由するネットワークの通信情報を取得し、
前記取得したパラメータ情報および前記取得した通信情報に基づき前記TCP通信の輻輳制御の設定を行う、
ことを特徴とする。
上記目的を達成するために本発明に係るTCP制御装置のプログラムは、コンテンツの種別毎の情報を記憶する記憶手段を備え、TCP通信の輻輳制御を設定するTCP制御装置のコンピュータに、前記TCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を前記記憶手段から取得する処理と、前記TCP通信が経由するネットワークの通信情報を取得する処理と、前記取得したパラメータ情報および前記取得した通信情報に基づき前記TCP通信の輻輳制御の設定を行う処理と、を実行させることを特徴とする。
適切な輻輳制御下でTCP通信を行うことができる。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について説明する。
本発明の第1の実施形態について説明する。
本実施形態に係るTCP制御装置10のブロック構成図を図1に示す。TCP制御装置10は、図1に示すように、記憶手段11と、パラメータ情報取得手段12と、通信情報取得手段13と、設定手段14と、を備える。
記憶手段11は、コンテンツの種別毎の情報を記憶する。
パラメータ情報取得手段12は、TCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を、記憶手段11から取得する。
通信情報取得手段13は、TCP通信が経由するネットワークの通信情報を取得する。
設定手段14は、パラメータ情報取得手段12が取得したTCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報および及び通信情報取得手段13が取得したTCP通信が経由するネットワークの通信情報に基づき、TCP通信の輻輳制御の設定を行う。
次に、図3を参照しながら、TCP制御装置10が、TCP通信の輻輳制御の設定を行う動作手順について説明する。
パラメータ情報取得手段12は、TCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を、記憶手段11から取得する(S101)。
通信情報取得手段13は、TCP通信が経由するネットワークの通信情報を取得する(S102)。
設定手段14は、パラメータ情報取得手段12が取得したTCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報、及び通信情報取得手段13が取得したTCP通信が経由するネットワークの通信情報に基づき、TCP通信の輻輳制御の設定を行う(S103)。
以上のように、本実施形態によれば、コンテンツの種別、及び通信状況が考慮された輻輳制御を設定でき、ひいては、適切な輻輳制御下でTCP通信を行うことができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、TCP制御装置を配信サーバ内に設置した例である。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、TCP制御装置を配信サーバ内に設置した例である。
本実施形態に係る通信システム100のシステム構成図を図4に示す。通信システム100は、図4に示す通り、TCP制御装置400を有する配信サーバ200と、通信装置300と、ネットワーク500とから構成される。なお、ネットワーク500に接続される配信サーバ200及び通信装置300の数は、特に限定されない。
配信サーバ200は、ネットワーク500を介したTCP通信により、通信装置300へコンテンツを提供する。
通信装置300は、ネットワーク500を介したTCP通信により、配信サーバ200からコンテンツの提供を受ける。
TCP制御装置400は、配信サーバ200内に設置され、配信サーバ200と通信装置300のTCP通信の輻輳制御の設定を行う。
ネットワーク500は、配信サーバ200と通信装置300とを接続するネットワークである。なお、ネットワーク500には、モバイル網等、様々なネットワークを適用することができる。
以降では、ネットワーク500がモバイル網であるものとして説明をするが、ネットワーク500がモバイル網であると限定する意図はない。
TCP制御装置400のブロック構成図を図5に示す。TCP制御装置400は図5に示すように、通信内容特定部401と、通信パラメータデータベース保持部402と、通信状況情報管理部403と、通信パラメータ設定部404と、を備える。
通信内容特定部401は、配信サーバ200が通信装置300にコンテンツを提供する場合、配信サーバ200が通信装置300に提供するコンテンツの種別を特定する。通信内容特定部401は、TCP制御装置400が配信サーバ200内に設置されることから、例えば、配信サーバ200の図示しない記憶部に保持されているコンテンツを参照することで、配信サーバ200が通信装置300に提供するコンテンツの種別を特定する。そして、通信内容特定部401は、特定したコンテンツの種別を、通信パラメータデータベース保持部402に通知する。それと同時に、通信内容特定部401は、ネットワーク500の通信状況に関する情報(以下、「通信状況情報」と記載する。)の取得指示を、通信状況情報管理部403に通知する。
通信パラメータデータベース保持部402は、配信サーバ200が通信装置300に提供するコンテンツの種別を通信内容特定部401から通知された場合、通知されたコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を、自身が保持しているTCPパラメータ情報群から抽出し、これを通信パラメータ設定部404に送信する。なお、TCPパラメータ情報群とは、配信サーバ200が通信装置300にコンテンツを提供する場合に、配信サーバ200と通信装置300のTCP通信の輻輳制御に設定するパラメータ情報を、コンテンツの種別毎にまとめたものである。
TCPパラメータ情報群の一例を図6に示す。ここで、初期ウィンドウサイズとは、スロースタートフェーズ開始時に、TCP通信の輻輳制御に設定される輻輳ウィンドウサイズ(CWND:CONGESTION WINDOW)の初期値のことであり、図6のTCPパラメータ情報群においては、パケット数で表記される。また、最大ウィンドウサイズとは、スロースタートフェーズ開始以後、輻輳ウィンドウサイズが拡大可能な上限サイズのことであり、図6のTCPパラメータ情報群においては、パケット数で表記される。また、ウィンドウサイズ成長速度とは、初期ウィンドウサイズから最大ウィンドウサイズへの輻輳ウィンドウサイズの拡大速度のことであり、図6のTCPパラメータ情報群においては、TCP通信の輻輳制御において各コンテンツにデフォルトで設定されているウィンドウサイズの成長速度に対する倍率で表記される。輻輳ウィンドウサイズとは、TCP通信が一度に送受信可能なパケット数のことである。
通信状況情報管理部403は、通信内容特定部401から通信状況情報の取得指示を通知された場合、通信状況情報を取得し、これを通信パラメータ設定部404に送信する。ここで、通信状況情報とは、通信装置300の同時通信数や、通信装置300が属しているネットワーク500上の基地局(以下、「接続基地局」と記載する。)の“通信バッファの最大値”や“最大割当帯域”、接続基地局に属している他通信装置の有無、等の情報をまとめたものである。なお、通信状況情報管理部403は、通信状況情報を、基地局管理装置(RNC:Radio Network Controller)や、通信状況情報を管理しているネットワーク500上の基地局、MME(Mobility Management Entity)、各種ゲートウェイ装置等から標準インターフェース等を利用して取得する。
通信パラメータ設定部404は、通信パラメータデータベース保持部402から、配信サーバ200が通信装置300に提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を受信する。また、通信パラメータ設定部404は、通信状況情報管理部403から、通信状況情報を受信する。そして、通信パラメータ設定部404は、上記受信した情報に基づき、配信サーバ200と通信装置300のTCP通信の輻輳制御の設定を行う。
ここで、図6に示すパラメータ情報群に基づきTCP通信の輻輳制御の設定が行われた場合、音楽コンテンツは、最大ウィンドウサイズが自身のビットレートと一致するように設定された輻輳制御下で、配信サーバ200から通信装置300へ提供される。従って、配信サーバ200から通信装置300への音楽コンテンツの提供時に、余分な無線資源の利用を防止することができる。
また、図6に示すパラメータ情報群に基づきTCP通信の輻輳制御の設定が行われた場合、音楽コンテンツは、スロースタートフェーズ開始時から、自身のビットレートに合わせた大きな通信レートで配信サーバ200から通信装置300へ提供される。従って、通信装置300では、バッファリングすることなく、音声コンテンツをすぐに再生することができる。すなわち、通信装置300のユーザのコンテンツの利用品質を向上させることができる。
また、図6に示すパラメータ情報群に基づきTCP通信の輻輳制御の設定が行われた場合、動画コンテンツは、通信装置300の同時通信数が考慮された輻輳制御下で、配信サーバ200から通信装置300へ提供される。従って、通信装置300が複数のコンテンツを同時に提供される場合(通信装置300の同時通信数が“2”以上の場合)であっても、配信サーバ200は、動画コンテンツを、通信装置300に品質良く提供することができる。すなわち、通信装置300のユーザのコンテンツの利用品質を向上させることができる。
次に、図7を参照しながら、配信サーバ200と通信装置300のTCP通信の輻輳制御を設定する手順を説明する。
なお、本動作の説明にあたり、通信パラメータデータベース保持部402は、図6に示すパラメータ情報群を保持しているものとする。また、配信サーバ200は通信装置300に対して10本の動画コンテンツを10本のTCP通信によって提供する(同時通信数は、10となる。)ものとする。さらに、接続基地局が持つ通信バッファの最大値は10MB、簡単のため、1パケットのサイズは1KBであるものとする。
通信内容特定部401は、配信サーバ200が通信装置300に提供するコンテンツの種別を、特定する(S201)。
本動作説明において、S201では、通信内容特定部401は、配信サーバ200が通信装置300に提供するコンテンツの種別が、動画であると特定する。
そして、通信内容特定部401は、通信パラメータデータベース保持部402には、S201で特定したコンテンツの種別を通知する。それと同時に、通信内容特定部401は、通信状況情報の取得指示を、通信状況情報管理部403に通知する(S202)。
通信パラメータデータベース保持部402は、配信サーバ200が通信装置300に提供するコンテンツの種別を通信内容特定部401から通知された場合、通知されたコンテンツの種別に対応したパラメータ情報を、自身が保持しているパラメータ情報群から抽出し、これを通信パラメータ設定部404に送信する(S203)。
本動作説明において、S203では、通信パラメータデータベース保持部402は、図6に示すパラメータ情報群から、初期ウィンドウサイズ“10”、最大ウィンドウサイズ“通信状況情報に依存(同時通信数に依存)”、ウィンドウサイズ成長速度“1”を抽出する。
通信状況情報管理部403は、通信状況情報の取得指示を通信内容特定部401から通知された場合、通信状況情報を取得し、これを通信パラメータ設定部404に送信する(S204)。
本動作説明において、S204では、通信状況情報管理部403は、「通信装置300の同時通信数が10である」、「接続基地局には、通信装置300のみが属している」、「接続基地局が持つ通信バッファの最大値が10MBである」等の情報を通信状況情報として取得する。
通信パラメータ設定部404は、通信パラメータデータベース保持部402から、配信サーバ200が通信装置300に提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を受信する。また、通信パラメータ設定部404は、通信状況情報管理部403から、通信状況情報を受信する。そして、通信パラメータ設定部404は、上記受信した情報に基づき、配信サーバ200と通信装置300のTCP通信の輻輳制御の設定を行う(S205)。
本動作説明において、S205では、通信パラメータ設定部404は、配信サーバ200が通信装置300に提供する10本の動画コンテンツに対応する10本のTCP通信について、初期ウィンドウサイズ及びウィンドウサイズ成長速度には、通信パラメータデータベース保持部402から受信したパラメータ情報である、初期ウィンドウサイズ“10”、ウィンドウサイズ成長速度“1”を設定する。一方、通信パラメータ設定部404は、最大ウィンドウサイズには、通信パラメータデータベース保持部402から受信したパラメータ情報内の“通信状況情報に依存(同時通信数に依存)”との指示内容に従い、通信状況情報管理部403から受信した通信状況情報に基づき算出した値を設定する。具体的には、通信パラメータ設定部404は、最大ウィンドウサイズに、式:10(MB)/10(本)/1(KB)=1000(個)によって算出した値、すなわち、接続基地局が持つ通信バッファの最大値を、通信装置300の同時通信数および1パケットサイズで割った値を設定する。
S205の後、配信サーバ200は、通信装置300に対してコンテンツの提供を開始する。
以上のように、本実施形態に係る通信システム100において、TCP制御装置400には、通信装置300のユーザのコンテンツの利用品質向上を主眼としたTCP通信の運用や、コンテンツ提供時の無線資源の浪費防止を主眼としたTCP通信の運用を実現するパラメータ情報が保存されている。そして、TCP制御装置400は、上記保存されたパラメータ情報群に基づいて、配信サーバ200と通信装置300のTCP通信の輻輳制御を設定する。従って、本実施形態よれば、コンテンツの種別、及び通信状況が考慮された輻輳制御を設定でき、ひいては、適切な輻輳制御下でTCP通信を行うことができる。
なお、本実施形態において、TCPパラメータ情報群は、図6に示すように、コンテンツの種別毎のパラメータ情報がまとめられたものであったが、これに限定されない。例えば、通信装置300が5本のTCP通信によってコンテンツの提供を受ける場合(通信装置300の同時通信数が5の場合)、上記5本のTCP通信1本1本にパラメータ情報を用意し、これらをTCPパラメータ情報群としてまとめてもよい。この場合、TCPパラメータ情報は、例えば、図8に示すようになる。
また、本実施形態において、通信パラメータデータベース保持部402が保持するTCPパラメータ情報群は、図6に示すように、初期ウィンドウサイズ、最大ウィンドウサイズ及びウィンドウサイズ成長速度から構成されたが、これに限定されない。例えば、“パケットロスが発生しても通信レートを小さくしない”等の指示内容が含まれていてもよい。
また、本実施形態において、通信パラメータ設定部404は、図6に示すパラメータ情報群における“コンテンツのビットレートに一致”や“通信状況情報に依存(同時通信数に依存)”等の指示内容に基づき、初期ウィンドウサイズや最大ウィンドウサイズを算出したが、これに限定されない。例えば、上記指示内容を特定の数値やアルファベット、記号等に関連付けさせておき、これらに基づき、初期ウィンドウサイズや最大ウィンドウサイズを算出してもよい。
また、本実施形態において、通信状況情報管理部403は、通信状況情報を、基地局管理装置や、通信状況情報を管理している基地局、MME、各種ゲートウェイ装置等から標準インターフェース等を利用して取得したが、これに限定されない。例えば、通信状況情報管理部403は、ネットワーク500と連携し、ネットワーク500から直接、通信状況情報を取得してもよい。
また、本実施形態において、例えば、接続基地局に属する通信装置数が20、接続基地局の最大割当帯域が100Mbpsであった場合、通信装置毎の最大割当帯域を5Mbpsと仮定し、仮定した最大割当帯域を通信装置毎の同時通信数で割り、この値を通信装置毎の初期ウィンドウサイズや最大ウィンドウサイズに設定してもよい。
また、本実施形態において、通信パラメータ設定部404は、通信装置300が高品質での提供を望むコンテンツのTCP通信に対して、ネットワーク500の無線資源を優先的に利用し、他コンテンツのTCP通信よりも通信レートが高くなるように輻輳制御のパラメータを設定することもできる。なお、この際にネットワーク500の無線資源が不足している場合、TCP制御装置400の図示しない制御部は、優先度の低いコンテンツのTCP通信や、通信レートの大きいコンテンツのTCP通信を一時的に停止させる制御を行うことができる。また、TCP制御装置400の図示しない制御部は、通信レートの大きいコンテンツのビットレートを下げた後、当該コンテンツをTCP通信によって提供する制御を行うこともできる。当該制御により、TCP制御装置400は、配信サーバ200に、通信装置300へ特定のコンテンツを高い品質で提供させることができる。
また、本実施形態において、図6に示すパラメータ情報群基づき、TCP通信の輻輳制御を設定した場合、輻輳ウィンドウサイズは、例えば、図9のように変化する。
図9(a)の実線に示すウィンドウサイズの変化において、テキストコンテンツを提供するTCP通信は、初期ウィンドウサイズ“50”でスロースタートフェーズを開始し、ウィンドウサイズをウィンドウサイズ成長速度“1”で伸長させて行き、ウィンドウサイズが最大ウィンドウサイズ“1000”に達した後、輻輳回避フェーズに移行する。
また、図9(a)の点線に示すウィンドウサイズの変化において、画像コンテンツを提供するTCP通信は、初期ウィンドウサイズ“20”でスロースタートフェーズを開始し、ウィンドウサイズをウィンドウサイズ成長速度“3”で伸長させて行き、ウィンドウサイズが最大ウィンドウサイズ“1000”に達した後、輻輳回避フェーズに移行する。
また、図9(b)の実線に示すウィンドウサイズの変化において、音楽コンテンツを提供するTCP通信は、初期ウィンドウサイズ“コンテンツのビットレートに一致(提供する音楽コンテンツのビットレートに一致)”、最大ウィンドウサイズ“コンテンツのビットレートに一致(提供する音楽コンテンツのビットレートに一致)”、ウィンドウサイズ成長速度“3”という設定下で行われる。
また、図9(b)の点線に示すウィンドウサイズの変化において、動画コンテンツを提供するTCP通信は、初期ウィンドウサイズ“10”でスロースタートフェーズを開始し、ウィンドウサイズをウィンドウサイズ成長速度“1”で伸長させて行き、ウィンドウサイズが最大ウィンドウサイズ“通信状況情報に依存(同時通信数に依存)”に達した後、輻輳回避フェーズに移行する。
また、本実施形態において、通信システム100は、例えば、図10に示すような構成であってもよい。
ここで、図10に示す通信システム100において、配信サーバ200が、通信装置300−1に対し、テキストコンテンツ1本及び画像コンテンツ2本の計3本のコンテンツから成るwebコンテンツを、3本のTCP通信によって提供する場合を考える。
この場合、配信サーバ200が通信装置300−1に提供する1本のテキストコンテンツに対応する1本のTCP通信について、図6に示すように、初期ウィンドウサイズ、最大ウィンドウサイズ及びウィンドウサイズ成長速度には、初期ウィンドウサイズ“50”、最大ウィンドウサイズ“1000”、ウィンドウサイズ成長速度“1”が、それぞれ設定される。
また、配信サーバ200が通信装置300−1に提供する2本の画像コンテンツに対応する2本のTCP通信について、初期ウィンドウサイズ、最大ウィンドウサイズ及びウィンドウサイズ成長速度には、初期ウィンドウサイズ“20”、最大ウィンドウサイズ“1000”、ウィンドウサイズ成長速度“3”が、それぞれ設定される。
そして、通信装置300−1は、上記のように設定したTCP通信によって、例えば、図11に示すように、ブラウザ上にテキストコンテンツを表示した後、順々に画像コンテンツをブラウザ上に表示していく。
(第3の実施形態)
次に本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態は、TCP制御装置を中継サーバに設置した例である。
次に本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態は、TCP制御装置を中継サーバに設置した例である。
本発明に係る通信システム100aのシステム構成図を図12に示す。通信システム100aは、図12に示すように、配信サーバ200aと、通信装置300aと、TCP制御装置400aを有する中継サーバ600と、インターネット700と、モバイルネットワーク800と、を備える。なお、中継サーバ600に接続される、配信サーバ200a及び通信装置300aの数は、特に限定されない。
ここで、本実施形態に係る通信システム100aの構成は、TCP制御装置400aが中継サーバ600に設置される点、配信サーバ200aが、中継サーバ600、インターネット700及びモバイルネットワーク800を介したTCP通信によって、通信装置300aにコンテンツを提供する点で、上記第2の実施形態の構成と相違する。なお、上記第2の実施形態と同一の構成および機能を有する部分については、説明を省略する。
配信サーバ200aは、中継サーバ600、インターネット700及びモバイルネットワーク800を介したTCP通信により、通信装置300aへコンテンツを提供する。
通信装置300aは、中継サーバ600、インターネット700及びモバイルネットワーク800を介したTCP通信により、配信サーバ200aからコンテンツの提供を受ける。
TCP制御装置400aは、中継サーバ600内に設置され、配信サーバ200aと通信装置300aのTCP通信の輻輳制御の設定を行う。
中継サーバ600は、TCP制御装置400aを有するサーバであって、配信サーバ200aと通信装置300aのTCP通信を中継する。
インターネット700は、配信サーバ200aと中継サーバ600とを接続するネットワークである。
モバイルネットワーク800は、通信装置300aと中継サーバ600とを接続するネットワークである。
ここで、TCP制御装置400aは、上記第2の実施形態に係る図5のTCP制御装置400と同様の構成を有する。
通信内容特定部401aは、中継サーバ600が配信サーバ200aと通信装置300aのTCP通信を中継する場合、配信サーバ200aが通信装置300aに提供するコンテンツの種別を特定する。具体的には、通信内容特定部401aは、コンテンツのURLに含まれる拡張子を参照することで、コンテンツの種別を特定する。例えば、コンテンツのURLが「http://xxx.xxx.・・・.jpg」であった場合、通信内容特定部401aは、URLに含まれる拡張子であるjpgを参照し、コンテンツの種別が画像であると特定する。そして、通信内容特定部401aは、特定したコンテンツの種別を、通信パラメータデータベース保持部402aに通知する。それと同時に、通信内容特定部401aは、モバイルネットワーク800の通信状況に関する情報(以下、「第2通信状況情報」と記載する。)の取得指示を、通信状況情報管理部403aに通知する。
通信パラメータデータベース保持部402aは、配信サーバ200aが通信装置300aに提供するコンテンツの種別を、通信内容特定部401aから通知された場合、通知されたコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を、自身が保持しているTCPパラメータ情報群から抽出し、これを通信パラメータ設定部404aに送信する。なお、本実施形態において、通信パラメータデータベース保持部402aは、例えば、図13に示すTCPパラメータ情報群を保持する。
通信状況情報管理部403aは、通信内容特定部401aから第2通信状況情報の取得指示を通知された場合、第2通信状況情報を取得し、これを通信パラメータ設定部404aに送信する。ここで、第2通信状況情報とは、通信装置300aの同時通信数や、通信装置300aが属しているモバイルネットワーク800上の基地局(以下、「第2接続基地局」と記載する。)の“通信バッファの最大値”や“最大割当帯域”、第2接続基地局に属している他通信装置の有無、等の情報をまとめたものである。なお、通信状況情報管理部403aは、第2通信状況情報を、基地局管理装置や、第2通信状況情報を管理しているモバイルネットワーク800上の基地局、MME、各種ゲートウェイ装置等から標準インターフェース等を利用して取得する。
通信パラメータ設定部404aは、通信パラメータデータベース保持部402aから、配信サーバ200aが通信装置300aに提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を受信する。また、通信パラメータ設定部404aは、通信状況情報管理部403aから、第2通信状況情報を受信する。そして、通信パラメータ設定部404aは、上記受信した情報に基づき、配信サーバ200aと通信装置300aのTCP通信の輻輳制御の設定を行う。
ここで、本実施形態における、配信サーバ200aと通信装置300aのTCP通信の輻輳制御を設定する手順は、上記第2の実施形態の図7に示す手順と同様であるため、説明を省略する。
上記構成により、第3の実施形態においても、第2の実施形態と同様の効果を奏する。
なお、本実施形態において、通信内容特定部401aは、配信サーバ200aが通信装置300aにTCP通信によって提供するコンテンツの種別の特定を、コンテンツのURLに含まれる拡張子を参照することで行ったが、これに限定されない。例えば、通信内容特定部401aは、ドメイン全体やIPアドレス等の情報を用いて、コンテンツの種別を特定してもよい。
(第3の実施形態の実施例)
次に、具体的な実施例を用いて、本発明の第3の実施形態について詳細に説明する。
次に、具体的な実施例を用いて、本発明の第3の実施形態について詳細に説明する。
本実施例において、通信システム100aは、図14に示すように、配信サーバ200a−1及び200a−2と、通信装置300a−1及び300a−2と、TCP制御装置400aが設置された中継サーバ600と、インターネット700と、モバイルネットワーク800と、を備える。
なお、本実施例において、TCP制御装置400aは、上記第3の実施形態に係るTCP制御装置400aと同様の構成を有する。
また、本実施例において、通信パラメータデータベース保持部402aは、図13に示すパラメータ情報群を保持するものとする。
また、本実施例において、配信サーバ200a−1は、通信装置300a−1に対し、テキストコンテンツ(html)4本及び画像コンテンツ(jpg)6本の計10本のコンテンツを、10本のTCP通信によって提供するものとする(同時通信数は、10となる。)。
また、本実施例において、配信サーバ200a−2は、通信装置300a−2に対し、8Mbpsの動画コンテンツ(mp4)1本を、1本のTCP通信によって提供するものとする(同時通信数は、1となる。)。
また、本実施例において、通信装置300a−1及び300a−2は共に、第2接続基地局(同一基地局)に属しているものとする。
また、本実施例において、通信装置300a−1及び300a−2が属す第2接続基地局が持つ通信バッファの最大値は、2MBであるものとする。
また、本実施例において、簡単のため、1パケットサイズは1KB、往復遅延(RTT)は0.1secであるものとする。
また、本実施例において、モバイルネットワーク800を介する全てのTCP通信は、中継サーバ600を経由するものとする。
次に、図7を参照しながら、配信サーバ200a−1と通信装置300a−1のTCP通信、及び配信サーバ200a−2と通信装置300a−2のTCP通信の輻輳制御を設定する手順を説明する。
S201において、通信内容特定部401aは、「配信サーバ200a−1は、通信装置300a−1に、テキスト及び画像コンテンツを提供する」こと、「配信サーバ200a−2は、通信装置300a−2に、動画コンテンツを提供する」こと、を特定する。
S202において、通信内容特定部401aは、S201で特定した内容を、通信パラメータデータベース保持部402aに通知する。それと同時に、通信内容特定部401aは、第2通信状況情報の取得指示を、通信状況情報管理部403aに通知する。
S203において、通信パラメータデータベース保持部402aは、配信サーバ200a−1が通信装置300a−1にTCP通信によって提供するテキストコンテンツに対応するパラメータ情報として、図13に示すパラメータ情報群から、初期ウィンドウサイズ“50”、最大ウィンドウサイズ“1000”、ウィンドウサイズ成長速度“3”を抽出する。
また、S203において、配信サーバ200a−1が通信装置300a−1に提供する画像コンテンツに対応するパラメータ情報として、図13に示すパラメータ情報群から、初期ウィンドウサイズ“20”、最大ウィンドウサイズ“第2通信状況情報に依存(同時通信数に依存)”、ウィンドウサイズ成長速度“1”を抽出する。
また、S203において、通信パラメータデータベース保持部402aは、配信サーバ200a−2が通信装置300a−2に提供する動画コンテンツに対応するパラメータ情報として、図13に示すパラメータ情報群から、初期ウィンドウサイズ“10”、最大ウィンドウサイズ“コンテンツのビットレートに一致”、ウィンドウサイズ成長速度“1”を抽出する。
S204において、通信状況情報管理部403aは、「通信装置300a−1の同時通信数が10である」こと、「通信装置300a−2の同時通信数が1である」こと、「通信装置300a−1及び300a−2は共に、第2接続基地局(同一基地局)に属している」こと、「第2接続基地局が持つ通信バッファの最大値が、2MBである」こと等の情報を第2通信状況情報として取得する。
S205において、通信パラメータ設定部404aは、配信サーバ200a−1が通信装置300a−1に提供する4本のテキストコンテンツに対応する4本のTCP通信のそれぞれについて、初期ウィンドウサイズ、最大ウィンドウサイズ及びウィンドウサイズ成長速度には、通信パラメータデータベース保持部402aから受信したパラメータ情報である、初期ウィンドウサイズ“50”、最大ウィンドウサイズ“1000”、ウィンドウサイズ成長速度“3”をそれぞれ設定する。
また、S205において、通信パラメータ設定部404aは、配信サーバ200a−1が通信装置300a−1に提供する6本の画像コンテンツに対応する6本のTCP通信について、初期ウィンドウサイズ及びウィンドウサイズ成長速度には、通信パラメータデータベース保持部42から受信したパラメータ情報である、初期ウィンドウサイズ“20”、ウィンドウサイズ成長速度“1”を設定する。一方、通信パラメータ設定部404aは、最大ウィンドウサイズには、通信パラメータデータベース保持部402aから受信したパラメータ情報内の“第2通信状況情報に依存(同時通信数に依存)”との指示内容に従い、通信状況情報管理部403aから受信した第2通信状況情報に基づき算出した値を設定する。具体的には、通信パラメータ設定部404aは、最大ウィンドウサイズに、式:2(MB)/10(本)/1(KB)=200(個)によって算出した値、すなわち、第2接続基地局が持つ通信バッファの最大値を、通信装置300a―1の同時通信数および1パケットサイズで割った値を設定する。
また、S205において、通信パラメータ設定部404aは、配信サーバ200a−2が通信装置300a−2に提供する1本の動画コンテンツに対応する1本のTCP通信について、初期ウィンドウサイズ及びウィンドウサイズ成長速度には、通信パラメータデータベース保持部402aから受信したパラメータ情報である、初期ウィンドウサイズ“10”、ウィンドウサイズ成長速度“1”を設定する。一方、通信パラメータ設定部404aは、最大ウィンドウサイズには、通信パラメータデータベース保持部402aから受信したパラメータ情報内の“コンテンツのビットレートに一致”との指示内容に従い、通信状況情報管理部403aから受信した第2通信状況情報に基づき算出した値を設定する。具体的には、通信パラメータ設定部404aは、最大ウィンドウサイズに、式:8(Mbps)×0.1(sec)/8(bit)/1(KB)=100(個)によって算出した値、すなわち、“動画コンテンツのビットレート”ד往復遅延”/“8bit”/“1パケットサイズ”によって算出した値を設定する。
S205の後、中継サーバ600は、配信サーバ200aと通信装置300aのTCP通信の中継を開始する。そして、配信サーバ200−1aは、通信装置300a−1に対し、10本のTCP通信によって4本のテキストコンテンツ及び6本の画像コンテンツの提供を開始する。また、配信サーバ200a−2は、通信装置300a−2に対し、1本のTCP通信によって1本の動画コンテンツの提供を開始する。
以上のことから、本実施例によれば、コンテンツの種別、及び通信状況が考慮された輻輳制御を設定でき、ひいては、適切な輻輳制御下でTCP通信を行うことができる。
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
10 TCP制御装置
11 記憶手段
12パラメータ情報取得手段
13 通信情報取得手段
14 設定手段
100 通信システム
200 配信サーバ
300 通信装置
400 TCP制御装置
401 通信内容特定部
402 通信パラメータデータベース保持部
403 通信状況情報管理部
404 通信パラメータ設定部
500 ネットワーク
600 中継サーバ
700 インターネット
800 モバイルネットワーク
11 記憶手段
12パラメータ情報取得手段
13 通信情報取得手段
14 設定手段
100 通信システム
200 配信サーバ
300 通信装置
400 TCP制御装置
401 通信内容特定部
402 通信パラメータデータベース保持部
403 通信状況情報管理部
404 通信パラメータ設定部
500 ネットワーク
600 中継サーバ
700 インターネット
800 モバイルネットワーク
Claims (10)
- TCP通信の輻輳制御を設定するTCP制御装置であって、
コンテンツの種別毎の情報を記憶する記憶手段と、
前記TCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を前記記憶手段から取得するパラメータ情報取得手段と、
前記TCP通信が経由するネットワークの通信情報を取得する通信情報取得手段と、
前記パラメータ情報および前記通信情報に基づき前記TCP通信の輻輳制御の設定を行う設定手段と、
を備えるTCP制御装置。 - 前記パラメータ情報取得手段がコンテンツのビットレートに関するパラメータ情報を取得すると共に前記通信情報取得手段が前記TCP通信によってコンテンツの提供を受ける通信装置の同時通信数に関する通信情報を取得した場合、
前記設定手段は、前記通信装置が属する基地局の通信バッファの最大値を前記通信装置の同時通信数で割ることで通信レート算出し、該通信レートを前記TCP通信の輻輳制御に設定する、ことを特徴とする請求項1に記載のTCP制御装置。 - 前記通信情報取得手段がさらに前記基地局に属する通信装置の数に関する通信情報を取得した場合、
前記設定手段は、前記基地局の最大割当帯域および前記基地局に属する通信装置数に基づき前記通信装置の最大割当帯域を求め、前記通信装置の最大割当帯域を前記通信装置の同時通信数で割ることで通信レートを算出し、該通信レートを前記TCP通信の輻輳制御に設定する、ことを特徴とする請求項2に記載のTCP制御装置。 - 前記パラメータ情報取得手段がコンテンツのビットレートに一致する旨を示すパラメータ情報を取得した場合、
前記設定手段は、前記パラメータ情報に基づき、前記TCP通信が提供するコンテンツのビットレートと一致する通信レートを前記TCP通信の輻輳制御に設定する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のTCP制御装置。 - 前記パラメータ情報取得手段が通信レートを指定するパラメータ情報を取得した場合、
前記設定手段は、前記パラメータ情報において指定された通信レートを前記TCP通信の輻輳制御に設定する、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のTCP制御装置。 - 前記TCP通信によってコンテンツを提供するサーバ内に設置されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のTCP制御装置。
- 前記TCP通信を中継するサーバ内に設置されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のTCP制御装置。
- 前記TCP通信が提供するコンテンツの種別を特定する特定手段を更に備え、
前記特定手段は、前記TCP通信が提供するコンテンツのURLに含まれる拡張子を参照することで、前記TCP通信が提供するコンテンツの種別を特定する、ことを特徴とする請求項7記載のTCP制御装置。 - コンテンツの種別毎の情報を記憶する記憶手段を備え、TCP通信の輻輳制御を設定するTCP制御装置の制御方法であって、
前記TCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を前記記憶手段から取得し、
前記TCP通信が経由するネットワークの通信情報を取得し、
前記パラメータ情報および前記通信情報に基づき前記TCP通信の輻輳制御の設定を行う、
ことを特徴とするTCP制御装置の制御方法。 - コンテンツの種別毎の情報を記憶する記憶手段を備え、TCP通信の輻輳制御を設定するTCP制御装置のコンピュータに、
前記TCP通信が提供するコンテンツの種別に対応するパラメータ情報を前記記憶手段から取得する処理と
前記TCP通信が経由するネットワークの通信情報を取得する処理と、
前記パラメータ情報および前記通信情報に基づき前記TCP通信の輻輳制御の設定を行う処理と、
を実行させることを特徴とするTCP制御装置のプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015053607A JP2016174287A (ja) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Tcp制御装置、tcp制御装置の制御方法およびtcp制御装置のプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=57009744
Family Applications (1)
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JP2015053607A Pending JP2016174287A (ja) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Tcp制御装置、tcp制御装置の制御方法およびtcp制御装置のプログラム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2016174287A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10555209B2 (en) | 2017-03-16 | 2020-02-04 | Nec Corporation | Wireless access network device |
CN111010349A (zh) * | 2018-10-08 | 2020-04-14 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 针对首屏的传输加速方法及装置 |
-
2015
- 2015-03-17 JP JP2015053607A patent/JP2016174287A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111010349A (zh) * | 2018-10-08 | 2020-04-14 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 针对首屏的传输加速方法及装置 |
CN111010349B (zh) * | 2018-10-08 | 2023-06-02 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 针对首屏的传输加速方法及装置 |
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