JP3321043B2 - Tcpネットワーク内のデータ端末 - Google Patents

Tcpネットワーク内のデータ端末

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JP3321043B2
JP3321043B2 JP23451797A JP23451797A JP3321043B2 JP 3321043 B2 JP3321043 B2 JP 3321043B2 JP 23451797 A JP23451797 A JP 23451797A JP 23451797 A JP23451797 A JP 23451797A JP 3321043 B2 JP3321043 B2 JP 3321043B2
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワーク接続
を介してデータパケットを転送するプロトコールに関
し、特にTCP/IPと称するインターネットトランス
ポートプロトコールを介してデータを転送する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】近い将来、住宅地の加入者に対する高速
インターネットアクセスサービスが非対称アクセスネッ
トワークを用いて提供することが予想されている。この
非対称アクセスネットワークは、例えば(a)非対称デ
ジタル加入者ライン(Asymmetric Digital Subscriber
Line(ADSL))を採用するネットワークあるいはそ
の変形例と、(b)ハイブリッドファイバ同軸(Hybrid
Fiber Coax(HFC))ネットワークと、(c)下流
方向パス(ネットワークから加入者へ)はケーブルリン
クであり、上流方向パス(加入者からネットワークある
いはサービスプロバイダへ)は電話線であるようなネッ
トワークを含む。
【0003】このようなシステムの特徴は、ある種のケ
ーブルモデムあるいはADSLアクセスサービスが、ネ
ットワークで用いられた場合には、10倍程度のバンド
幅の非対称性あるいはリターンパスが電話線である場合
には、100倍ものバンド幅の非対称性を有することで
ある。このためこの非対称のネットワークの特徴は、ネ
ットワークから加入者へは高速の下流方向リンクを有
し、加入者からネットワークへは低速の上流方向リンク
を有することである。そしてこのようなネットワーク
は、データを転送するのに公知のインターネットトラン
スポートプロトコールTCP/IPを用いている。
【0004】簡単に説明すると、TCP/IPは、ウィ
ンドウベースのフロー制御プロトコールであり、データ
ソースは、順番に番号のついたデータパケットを宛先に
転送する。そして宛先は、データパケットの受領に応じ
ていわゆる蓄積型の受領確認(cumulative acknowledgm
ent(ACK)) を返送する。そしてこの蓄積型受領確
認通知は、シーケンス番号により次の予測されるデータ
パケットを特定する。
【0005】宛先がシーケンス番号Nまでの全てのデー
タパケットを正しく受信した場合には、宛先は、次に受
領しようとしているデータパケットはパケット番号がN
+1であることを示す。TCP/IPにおいては、デー
タソースは動的に変化するウィンドウサイズを保持す
る。W個のパケットのウィンドウサイズとは、ソースが
宛先から受領した受領確認通知がN+1であることを示
した場合には、n+Wまでのシーケンス番号を有するデ
ータパケットを送信できることを意味する。
【0006】ソースと宛先との間の往復遅延が大きい場
合には、ウィンドウサイズは使用バンド幅を効率よく管
理するために通常大きな値である。このことはTCPに
おいては伝送されたデータパケットが失われるまでウィ
ンドウサイズを増加し、そしてその後このウィンドウサ
イズをより効率的な値まで減少することにより行われ
る。ウィンドウサイズを減少する量は、個別形態のTC
P(例えばTCP−TahoeとTCP−Reno)毎に異な
る。
【0007】TCP/IPにおけるパケットの喪失は、
「高速再転送」スキームを用いて検出される。この高速
再転送スキームは、同一の次の予測データパケット
(例、N+1)をそれぞれが識別する数個の受領確認
(以下、ACKSと称する)を受領することに基づいて
いる。このようなACKSは、N+1番目のパケットが
失われ、再転送する必要があることを示す。
【0008】「高速再転送」系は、あるパケット(例、
n+1)が失われ、複数の一連のパケットを宛先が正し
く受信した場合に発動される。しかし、この方法はn+
1番目以降の全てのパケットが失われたか、あるいはn
+1番目のパケットがソースにより送信された最後のパ
ケットであるである場合には高速再転送パケット系は、
喪失を検出できない。
【0009】このような可能性を処理するために、ある
種の検出システムは、例えば500ミリ秒毎のような粗
い動きをする「粗い」タイマーの時間経過を用いてこの
ようなパケットの喪失を検出している。すなわちパケッ
トが転送されるとタイマーがスタートして対応するAC
Kの受領を待つ。ACKをタイマーの時間経過の満了前
に受領しない場合には、パケットは喪失したものと見な
される。これにより、伝送リンクはその期間アイドル状
態となる。新たなパケットは通常タイマーの時間経過の
前に送信されることはないからである。
【0010】上述したことから明らかなように、TCP
の接続は、ネットワークの両方向に設定される。特に、
従来のシングルTCP接続を示す図1のように順方向接
続は、高速下流方向リンク25を用いて送信者15(ネ
ットワーク内の)からパケットをデータ端末16(加入
者側)に搬送する。一方、データ端末16は低速上流方
向リンク26を用いてACKsを送信者15に送る。
【0011】逆に、逆方向接続は、低速上流方向リンク
26を用いてデータ端末16からのデータパケットを送
信者15に送り、かつ高速下流方向リンク25を用いて
ネットワーク送信者15からの受領確認通知(ACK)
をデータ端末16に送る。TCPの宛先が成功裏に受信
した各データパケットに対し、ACKを戻す。多くのA
CKは、明示的なものであるが。TCPは輻輳制御用に
ACKを用いているかである。
【0012】高速下流方向リンク25を介して受領した
大量のデータパケットにより、同じく大量のACKが低
速上流方向リンク26を介して搬送される。このことは
明らかに上流方向リンク26に輻輳を生ぜしめ、そし
て、バッファ30では逆方向接続用のデータパケットの
喪失につながる。上述したように、このような喪失は逆
方向接続に対しては、それぞれのウィンドウのサイズを
減少させることになり、ひいては上流方向リンクの資源
(例、バッファとバンド幅)が、これらの接続に制御し
ながら割り当てられない限りスループットの減少を引き
起こす。
【0013】同時にまた、ACKの喪失は、送信者側の
バースチネス(burstiness)の増加を引き起こす。例え
ば、ウィンドウサイズをWと仮定してさらにソースがパ
ケットnに対するACKを待っていると仮定すると、ウ
ィンドウが完全に使用された場合には、n+Wまでが送
信される。さらにまた宛先が全てのパケットを成功裏に
受信したが、nからn+4までのパケットのACKは喪
失し、n+5のパケットに対するACKがソースにより
成功裏に受信されたと仮定する。
【0014】するとソースが後者(n+5パケット)の
ACKを受信すると、ソースは次のデータパケットはn
+6のパケットであることが分かり、そのためn+5+
Wまでのパケットの送信を許可する。ソースは、n+W
までのパケットを送信することができるだけであるため
に次の5個のパケットを送信することが許される。
【0015】そしてバッファが5に満たない場合には、
このことはパケットが失われる原因となり、対応するウ
ィンドウサイズの減少を引き起こす。同時に全ての問題
となっているACKパケットの喪失は、必然的にタイム
アウトとなりウィンドウサイズを減少させ、その結果シ
ステム効率を減少させる。Wのサイズが小さい場合(例
えばW=1の場合)には、常に発生する可能性がある。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、データパケットを転送するTCP/IPネットワ
ーク内のデータ端末とデータ伝送制御装置を提供するこ
とである。
【0017】
【課題を解決するための手段】このため前述したことに
より、本発明者は、逆方向接続の適正な動作のために上
流方向リンク上で十分なバンド幅を確保する必要があ
り、そしてこのようなバンド幅は下流方向リンクを介し
てデータパケットを受信した結果、ACKを転送するた
めに保持する必要があると認識した。
【0018】ACKSの伝送を取り扱うために十分なバ
ンド幅が割り当てられない場合には、順方向接続の順方
向パスと逆方向パスの間のバンド幅の非対称により、順
方向パス上で過剰なバースチネス(excessive burstine
ss)が発生し、これがデータパケットの喪失につなが
り、その結果ウィンドウサイズが減少しそれに起因して
スループットが減少することになる。このため上流方向
リンク上でバンド幅を確保することは、順方向接続およ
び逆方向接続の両方にとって良好な性能を維持するため
に十分管理する必要がある。
【0019】これは本発明によれば、(a)逆方向リン
ク上の輻輳点で例えばバッファで以前に受信したACK
の代わりの最後のACKを保存し、(b)十分に管理さ
れた方法で関連メモリ(バッファ)を含む上流方向リン
クのバンド幅を割り当て、(c)重み付けが下流方向リ
ンクに関連したパラメータに基づいて行われるよう上流
方向リンクのバンド幅を割り当てるように、公平待ち行
列系(fair-queuing scheme)あるいは重み付けラウン
ドロビン系(weighted round-robin scheme)を用いる
ことである。これは各接続の順方向パス対逆方向パスの
バンド幅の比率を所定の境界値以下に維持しながら行
う。
【0020】具体的に説明すると、輻輳が発生すると宛
先から送信された最後(最も最近)のACKを保存す
る。これは例えば最後のACKの保存用に空きを形成す
るために輻輳した上流方向バッファの「フロント/トッ
プ」に記憶されたACKを脱落させることにより行う。
同時に逆方向接続上のデータパケットの喪失は、データ
パケットの転送用に上流方向リンク上にバンド幅を保存
することにより防ぐことができる。
【0021】本発明の一側面によれば、このようなバン
ド幅の保存は、戻り(上流方向)パス上にデータパケッ
ト用とACK用に論理的に別個のデータバッファを用い
ることにより行われる。さらに上流方向リンクのサービ
スの実行は、接続あたりの待ち行列と共に重み付けラウ
ンドロビンサービスに基づいて行われ、本発明の一側面
によればこのような重み付けは、下流方向リンクの特定
のパラメータに従って選択される。
【0022】特に例えば、下流方向リンクが毎秒Cd
のパケットの伝送比率を有し、上流方向リンク上のバッ
ファのサイズがBd パケットの場合には、順方向接続用
の上流方向リンク上のACK用に利用できるバンド幅
は、少なくとも毎秒Cd /BdのACKでなければなら
ない。上流方向リンクの残りのバンド幅の全ては、上流
方向リンクを介して伝送される逆接続からのデータパケ
ットに割り当てられる。この個々のバッファと重み付け
サービス系は、逆方向接続がバンド幅の公平な分配を得
るのに必要である。
【0023】
【発明の実施の形態】図2はTCPネットワーク接続の
データフロー制御装置を表し、同図は本発明のTCP接
続は複数のユーザPC50a,50b,..,50nに
サービスしている。図2に示すように各ユーザである顧
客PC50a,..,50nは、LAN55に接続さ
れ、このLAN55は接続すなわち加入者ネットワーク
端末100を有する。この加入者ネットワーク端末10
0は、順方向(下流方向)リンク90からデータパケッ
トを受領し、例えばWAN/インターネット80により
サービスされるWAN/インターネット80からのサー
ビスプロバイダからデータパケットを受信する。
【0024】具体的に説明すると、これらのデータパケ
ットはサービスプロバイダネットワーク端末85から順
方向(下流方向)リンク90を介して通信され、これを
LAN55が受領し、そしてこのLAN55はこのパケ
ットを分配すなわち分離して適切な顧客端末(PC)に
分配配送する。加入者ネットワーク端末100は待ち行
列97を有し、この待ち行列97は受信したデータパケ
ットを一時的に蓄積し、ある特定のレートでもって加入
者LANに分配する。顧客PCは受領確認(ACK)パ
ケットを送信し、これをサービスプロバイダネットワー
ク端末85が逆方向(上流方向)リンク95を介して受
領する。
【0025】顧客PCはデータパケットをLAN55に
送信し、そしてこのLAN55はデータを多重化して加
入者ネットワーク端末100に送信する。前述したよう
に従来技術に係るTCP接続アーキテクチャの特徴は、
サービスプロバイダネットワーク端末85からLAN5
5への順方向(下流方向)リンク90と、LAN55か
らサービスプロバイダネットワーク端末85への逆方向
(上流方向)リンク95とを有する非対称構成で、これ
によりボトルネックと、パケットのランダム喪失と、受
け入れ難い遅延と、低スループットを引き起こす。
【0026】パケットの最大スループットを確保するた
めに加入者ネットワーク端末100は、本発明の複合待
ち行列150を具備し、この複合待ち行列150は接続
毎の個々の待ち行列を形成し、データパケットとACK
パケットの両方をサービスプロバイダネットワーク端末
85に逆方向(上流方向)リンク95を介して適宜転送
する。インターネット通信ではTCP−Tahoe とTCP
−Renoのプロトコールが、それぞれ順方向リンクと逆方
向リンクを介した上流方向ビットレートと下流方向ビッ
トレートとを規定している。
【0027】図3に示すように複合待ち行列150は、
メモリ蓄積領域を有し、複数の接続毎の待ち行列151
a,..,151nの設定を容易にしている。データス
ループットを最大にするために図3に示すように複合待
ち行列150は、フロントエンドプロセッサ101とし
て構成されており、このフロントエンドプロセッサ10
1は待ち行列管理機能(メモリと待ち行列マネージャ1
60として示されている)を実行し、パケット分離機能
(クラシーファイヤ(分類器)200)とパケット伝送
スケジューリング機能(スケジューラ300)を実行す
る。
【0028】このフロントエンドプロセッサ101によ
り実行される上記の機能により、複数のバッファ待ち行
列はメモリと待ち行列管理スケジュール計画に従って逆
方向(上流方向)リンク95へ、そして逆方向リンク9
5上の上流方向の情報パケットを記憶し伝送するよう必
要に応じて形成され形成される。
【0029】例えばフロントエンドプロセッサ101の
制御下では、クラシーファイヤ200は加入者ネットワ
ークの各来入パケットを検査して、その種類例えばデー
タパケットか、ACK等を分類する。そしてクラシーフ
ァイヤ200は既存の接続の追跡を行い、そしてその種
類(グリーディ,散在,データ,ACK)を追跡し、そ
れぞれの待ち行列151a,..,151nを各接続に
割り当て、そしてパケットを正しい待ち行列に配置す
る。
【0030】具体的に説明すると、各ソースPC50
a,b,cは対応するネットワークアドレスとそれに関
連したポートとを有し、データまたはACKを宛先アド
レスとポートに送信するときにはダイナミックな待ち行
列接続がメモリ内に設定され、宛先アドレス/ポートへ
最終的に送信されるよう情報を記憶する。クラシーファ
イヤ200は特定のソースアドレス/ポート用とその対
応する宛先アドレス/ポート用に形成した待ち行列接続
のテーブル(図示せず)を生成して維持し、特定のソー
スと宛先との間のデータあるいはACKの上流方向通信
の追跡を行う。
【0031】システムのコストおよび/またはメモリ条
件によって1つの接続毎の待ち行列151が、例えばデ
ータパケットの受領用にダイナミックに形成され、また
別の待ち行列は送信ソースの数に拘らず、ACKパケッ
トの受領用に形成される。しかし、待ち行列は各個別の
TCP接続毎に形成されるのが好ましい。実際には待ち
行列の数は制限され、そして待ち行列の占有スキームは
メモリと待ち行列マネージャにより強制的に全ての待ち
行列が占有されたときにはダイナミックに置換されるよ
うにする。
【0032】図3に示すように、メモリと待ち行列マネ
ージャ160はパケットをメモリ待ち行列に記憶して待
ち行列占有方策を強制する。特に全ての待ち行列が占有
され、そして新たなソース/宛先接続が形成されると、
待ち行列マネージャはダイナミックに待ち行列を新たな
ソース/宛先接続間で新たなパケットを上流方向に伝送
できるように利用可能にする。
【0033】実行中のTCP/IPプロトコール、例え
ばTCP−Tahoe の制限内では、あるスキームは時間切
れ機能を実行し、これにより待ち行列マネージャは、別
のソース/宛先接続用に形成された待ち行列の実行不可
能性を決定する。即ち、占有された待ち行列は所定の時
間内(例えば5分以内)ではパケットの受信も行わない
し送信も行わない。クラシーファイヤ200内の行列あ
たりの接続のテーブルはそれに応じて更新される。
【0034】メモリと待ち行列マネージャ160は第1
受信パケットルールを実行するが、このルールは、待ち
行列マネージャはいかなる環境下でも最後の受信パケッ
トを待ち行列に常に保持し、それより古いパケットは待
ち行列から脱落させるものである。
【0035】このシステムの物理リンク層の重要な点
は、例えばパケットが送信された後、いつ逆方向リンク
層がフリーになるかを決定することである。特定のシス
テム要件例えばADSL,HFC,等によれば占有性
(使用されたバンド幅)を確認する公知のハードウェア
が存在し、そして順方向リンクと逆方向リンクの他の状
態パラメータが存在する。
【0036】逆方向リンクがフリーで送信できると一旦
決定されると、スケジューラ300は伝送管理ポリシー
に従って、送信されるべき特定の待ち行列151
a,..,151nからパケットを選択することにより
待ち行列にサービスする。このような伝送管理方策は、
公平重み付き待ち行列化を含み、そこでは各待ち行列
は、等しいサービス時間が与えられるというものであ
る。
【0037】このため重み付きスキームに従ってACK
パケットを伝送する場合には、プロセッサは順方向(下
流方向)リンク90に関し限界パラメータ情報を決定
し、これは例えば下流方向伝送レートCdown(ビット/
秒)、下流方向(順方向リンク)ボトルネックバッファ
downのサイズと、さらに例えば上流方向伝送レートC
up(ビット/秒)と、ACKパケットの長さLACK の情
報を決定し、そしてスケジューラは特定のACKパケッ
トに対する重みWACK を計算し、その重みに従ってAC
Kパケットを転送して伝送バンド幅を最大にする。
【0038】このパラメータ情報は、ネットワーク接続
の往復遅延時間,順方向バッファサイズ,正規化された
非対称性を表す。逆方向(上流方向)リンクを介した伝
送用データパケットの選択も同様に決定できる。
【0039】本発明の理解を助けるために、図4を説明
する。同図はプロセッサ40とウェブサイト10との間
に形成されたPC50の一例を示し、ウェブサイト10
からプロセッサ40へデータネットワーク20を介して
情報をダウンロードするためのものである。このPC5
0は、ヘッドエンドプロセッサ53と下流方向リンク3
5と複数の加入者を接続する従来のケーブルリンクとを
含む。
【0040】下流方向リンク35は、プロセッサ40を
含む複数の加入者にそれぞれのインタフェース装置(図
示せず)例えばケーブルモデムを介して接続される。プ
ロセッサ40がパソコンの場合には、接続はユーザのリ
クエストにより従来方法により開始される。これは通常
公知のTCPプロトコールを用い、そしてメッセージを
上流方向リンク36例えば電話線を介してケーブルヘッ
ドエンドプロセッサ53に送信することにより行われ
る。
【0041】その後ケーブルヘッドエンドプロセッサ5
3は、このメッセージをデータネットワーク20を介し
てメッセージ内に特定されたインターネットウェブサイ
ト(10)に転送する。そして次にこのウェブサイト1
0は、要求された情報をデータパケットの形で下流方向
リンクを介してプロセッサ40に送信する。フロントエ
ンドプロセッサ41は、下流方向パケットを受信し、そ
れを適当な処理装置42に転送する。そしてこの処理
は、従来のACKパケットをTCPフォーマットの形で
生成してこのパケットをACK待ち行列43内に記憶し
てさらに上流方向リンクを介してウェブサイト10に送
信する。
【0042】前述したように、ある条件下ではACK待
ち行列43は輻輳(満杯)になることがある。この場
合、新たなACKは通常廃棄されるが、その理由は待ち
行列にロードすることができないからである。この新た
なACKは、ACKが既に本発明により待ち行列内に記
憶されACKよおりも多くの情報を含むので、この新た
なACK(即ち、生成された最後のACK)は、廃棄さ
れずに保存される。かくしてACK待ち行列43内に既
に登録されたACKは廃棄されて最後のACK用に待ち
行列内に空きを形成する。本発明の一実施例によれば、
待ち行列内の最も古いACKは廃棄される。
【0043】このACKパケットは、TCP内で別の目
的も果たす、即ち、データパケットはデータソースへの
受領確認パケットの到達に基づいて制御されたレートで
もって送信される。過剰の受領確認パケットが失われる
と、前述したようにエラー再生情報を保存している場合
でも、このフロー制御機構の破壊を引き起こす。例えば
N個の受領確認が失われると、(N+1)番目の受領確
認の到着によりソースは同時に(N+1)個のパケット
を送信する。
【0044】データバッファがこのバーストを吸収でき
るほど大きくない場合には、データパケットは失われ、
これによりTCPはそのウィンドウをドロップして結果
的にスループットが低くなる。受領確認バッファの管理
は、大多数の受領確認が通過するように行われ、かつ最
も新しい受領確認を保存しながら大多数の受領確認を落
とすようにして行われる。これはリターンパスに対して
は先頭から落とすバッファ理論(drop-from-front buff
er discipline) となり、これにより最も新しいエラー
再生情報を保存し、かつ最大数のフロー制御情報が可能
になる。
【0045】図4から分かるようにプロセッサ40はパ
ケット待ち行列44を有し、このパケット待ち行列44
は上流方向リンク36を介して伝送する従来のデータパ
ケットを生成するある逆方向接続(reverse connectio
n)の処理プロセスに関連づけられる。前述したように
ある条件下では、逆方向接続のスループットは、上流方
向リンクのリソース(資源)が制御された方法で割り当
てられない限りゼロに近付く。
【0046】またこのような割当は本発明によれば、そ
れぞれのサービス,接続,ACKS,データパケット等
の専用待ち行列によりかつ重み付けスケジューリング系
に従って待ち行列をサービスすることにより行われる。
具体的に説明すると、本発明によれば、下流方向リンク
35はCdownビット/秒のレートを有し、上流方向リン
ク36はCup(ビット/秒)のレートを有すると仮定す
る。
【0047】さらにTCP接続はいずれかのリンクでサ
ポートされ、かつデータパケットの長さはLDATAで、A
CKの長さはLACK と仮定する。順方向接続に対しては
データパケットに対し、利用可能な最大バンド幅はμf
=Cdown/LDATA パケット/秒であり、ACKパケッ
トに対し利用可能な最大バンド幅はμr=Cup/LACK
ある。
【0048】順方向パスと逆方向パスとの間の正規化さ
れた非対称(normalized asymmetry)は、k=μf/μr
で定義される、そしてこれは1以上の値を持つものとす
る。下流方向リンク35を介して送信されるデータパケ
ットを記憶するため利用可能なバッファのサイズはB
downビットと仮定すると、これはBf=Bdown/LDATA
パケットに変換される。ACK待ち行列43にサービス
するのに、割り当てられた全時間の割合は次式である。
【数1】
【0049】本発明によるこれらの待ち行列の最適サー
ビス(スループット)を達成するために、(2)式の関
係は重みとACK待ち行列43との関連を規定し、
(3)式の関係は重みとパケット待ち行列44との関係
を規定する。
【数2】
【0050】(2)式のWACKの値が1以上の場合に
は、下流方向リンクを完全に利用することは不可能であ
る。さらにまた複数のソースがデータパケットを上流方
向リンクに供給できることが分かる。この場合、各ソー
スは、それ自身のパケット/データ待ち行列に関連づけ
られ、パケットの最も効率的なサービスと上流方向リン
クのスループットが達成できる。
【0051】上記の説明は、各接続に対し、利用可能な
パケットサービスレートと利用可能なACKサービスレ
ートの比率が順方向パスの利用可能なバッファサイズよ
りも小さいという条件を満たす重み付きスケジューリン
グを実行する様々な方法の一実施例を示したものであ
る。即ち各接続に対し、パケットのバーストの平均サイ
ズに等しいk=μf/μrがBf よりも小さいと、パケッ
トが不必要に失われる。スケジューラ(ラインブロック
の先頭)の不完全性に起因して、kが時間と共に局部的
に変化する場合には、最悪のケースを考慮しなければな
らない。かくして例えば流体モデルスケジューラのよう
なスケジューラは、割り当てられたレートからの局部変
動を最少にする。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、逆方向リ
ンク上の輻輳点で例えばバッファで以前に受信したAC
Kの代わりの最後のACKを保存し、十分に管理された
方法で関連メモリ(バッファ)を含む上流方向リンクの
バンド幅を割り当て、重み付けが下流方向リンクに関連
したパラメータに基づいて行われるよう上流方向リンク
のバンド幅を割り当てるように、公平待ち行列系あるい
は重み付けラウンドロビン系を用いることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の単一TCP/インターネット接続を表す
ブロック図
【図2】単一TCP接続の上流方向リンク上の複合待ち
行列バッファを組み込んだブロック図
【図3】本発明の複合待ち行列の要素を表すブロック図
【図4】本発明のデータフロー制御装置を用いたインタ
ーネット接続の例を表す図
【符号の説明】
10 ウェブサイト 15 送信者 16 データ端末 20 データネットワーク 25 高速下流方向リンク 26 低速上流方向リンク 30 バッファ 35 下流方向リンク 36 上流方向リンク 40 プロセッサ 41 フロントエンドプロセッサ 42 処理装置 43 ACK待ち行列 44 パケット待ち行列 50 PC 53 ヘッドエンドプロセッサ 55 LAN 80 WAN/インターネット 82 サーバー 85 サービスプロバイダネットワーク端末 90 順方向(下流方向)リンク 95 逆方向(上流方向)リンク 97 待ち行列 100 加入者ネットワーク端末 150 複合待ち行列 151 接続毎の待ち行列 160 メモリと待ち行列マネージャ 200 クラシーファイヤ 300 スケジューラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 596077259 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New J ersey 07974−0636U.S.A. (72)発明者 ウパマニュ マドハウ アメリカ合衆国、61801 イリノイ、ア ーバナ、コンベス ストリート 2509 (72)発明者 バーンハード シュター アメリカ合衆国、07747 ニュージャー ジー、アバーディーン、アイダホ レー ン 17 (56)参考文献 特開 平2−1665(JP,A) 電子情報通信学会技術研究報告,IN 95−2,001,CSNG199800943002 Lakshman,T.V.,et. al.,The Drop from Front Strategy in TCP and in TCP ove r ATM,INFOCOM ’96,V ol.3,pp.1242−1250 電子情報通信学会技術研究報告,CS 94−8,001,CSNG199801081008 電子情報通信学会技術研究報告,IN 95−91,001,CSNG200000378002 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/56 H04L 29/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サービスプロバイダからこれと共通のネ
    ットワーク端末(100)を介して接続された加入者端
    末(50)への情報パケットの通信を可能にする下流方
    向リンク(90)と、前記加入者端末(50)から前記
    ネットワーク端末(100)を介して前記サービスプロ
    バイダへ上流方向パケットを伝送する上流方向リンク
    (95)と、を有する非対称通信システム用のデータ伝
    送制御装置において、 (A) 前記ネットワーク端末(100)に対し、前記
    上流方向リンク(95)を介して伝送するために前記ネ
    ットワーク端末(100)により受信された前記上流方
    パケットを分類する分類手段と、 前記上流方向パケットはデータパケットと受領確認(A
    CK)パケットとを有し、 (B) 送信されるべき前記上流方向パケットの分類に
    応じて前記ネットワーク端末(100)内の上流方向リ
    ンク接続待ち行列を形成する制御手段(101)と、 前記上流方向リンク接続待ち行列(151)は、前記デ
    ータパケット伝送用のデータ待ち行列と、前記下流方向
    リンク(90)を介して伝送された前記情報パケットに
    応答して受領確認パケットを送信する受領確認待ち行列
    とを有し、前記制御手段(101)は、ある上流方向リ
    ンク接続待ち行列内に記憶された最も古い受領確認パケ
    ットをその後受信した受領確認パケットで置換し、 (C) 前記上流方向リンク接続待ち行列(151)の
    各々にサービスし、前記上流方向リンク接続待ち行列か
    ら前記データパケットと前記受領確認パケットを上流方
    向リンク(95)と下流方向リンク(90)の両方の伝
    送パラメータに応じて前記サービスプロバイダに送信す
    るスケジューラ(300)とを有し、 前記ネットワーク端末(100)は、前記上流方向リン
    接続待ち行列(151)が形成されるメモリ記憶手段
    を有し、 前記制御手段(101)は、前記加入者端末(50)と
    前記サービスプロバイダとの間をそれぞれ接続するため
    に、個別の上流方向リンク接続待ち行列を形成するため
    に前記メモリ記憶を割り当てることを特徴とするデータ
    伝送制御装置。
  2. 【請求項2】 サービスプロバイダからこれと共通のネ
    ットワーク端末(100)を介して接続された加入者端
    末(50)への情報パケットの通信を可能にする下流方
    向リンク(90)と、前記加入者端末(50)から前記
    ネットワーク端末(100)を介して前記サービスプロ
    バイダへ上流方向パケットを伝送する上流方向リンク
    (95)と、を有する非対称通信システム用のデータ伝
    送制御装置において、 (A) 前記ネットワーク端末(100)に対し、前記
    上流方向リンク(95)を介して伝送するために前記ネ
    ットワーク端末(100)により受信された前記上流方
    パケットを分類する分類手段と、 前記上流方向パケットはデータパケットと受領確認パケ
    ットとを有し、 (B) 送信されるべき前記上流方向パケットの分類に
    応じて前記ネットワーク端末(100)内の上流方向リ
    ンク接続待ち行列を形成する制御手段(101)と、 前記上流方向リンク接続待ち行列(151)は、前記デ
    ータパケット伝送用のデータ待ち行列と、前記下流方向
    リンク(90)を介して伝送された前記情報パケットに
    応答して受領確認パケットを送信する受領確認待ち行列
    とを有し、前記制御手段(101)は、ある上流方向リ
    ンク接続待ち行列内に記憶された最も古い受領確認パケ
    ットをその後受信した受領確認パケットで置換し、 (C) 前記上流方向リンク接続待ち行列(151)の
    各々にサービスし、前記上流方向リンク接続待ち行列か
    ら前記データパケットと前記受領確認パケットを上流方
    向リンク(95)と下流方向リンク(90)の両方の伝
    送パラメータに応じて前記サービスプロバイダに送信す
    るスケジューラ(300)とを有し、 前記分類手段は、形成された上流方向リンク接続待ち行
    列と、その関連するサービスプロバイダ及び加入者端末
    との接続のテーブルを生成する手段を有し、 前記制御手段(101)は、前記分類手段に応じて関連
    サービスプロバイダと加入者端末接続状態に応じて受信
    したパケットを上流方向リンク接続待ち行列(151)
    に入力することを特徴とするデータ伝送制御装置。
  3. 【請求項3】 サービスプロバイダからこれと共通のネ
    ットワーク端末(100)を介して接続された加入者端
    末(50)への情報パケットの通信を可能にする下流方
    向リンク(90)と、前記加入者端末(50)から前記
    ネットワーク端末(100)を介して前記サービスプロ
    バイダへ上流方向パケットを伝送する上流方向リンク
    (95)と、を有する非対称通信システム用のデータ伝
    送制御装置において、 (A) 前記ネットワーク端末(100)に対し、前記
    上流方向リンク(95)を介して伝送するために前記ネ
    ットワーク端末(100)により受信された前記上流方
    パケットを分類する分類手段と、 前記上流方向パケットはデータパケットと受領確認パケ
    ットとを有し、 (B) 送信されるべき前記上流方向パケットの分類に
    応じて前記ネットワーク端末(100)内の上流方向リ
    ンク接続待ち行列を形成する制御手段(101)と、 前記上流方向リンク接続待ち行列(151)は、前記デ
    ータパケット伝送用のデータ待ち行列と、前記下流方向
    リンク(90)を介して伝送された前記情報パケットに
    応答して受領確認パケットを送信する受領確認待ち行列
    とを有し、前記制御手段(101)は、ある上流方向リ
    ンク接続待ち行列内に記憶された最も古い受領確認パケ
    ットをその後受信した受領確認パケットで置換し、 (C) 前記上流方向リンク接続待ち行列(151)の
    各々にサービスし、前記上流方向リンク接続待ち行列か
    ら前記データパケットと前記受領確認パケットを上流方
    向リンク(95)と下流方向リンク(90)の両方の伝
    送パラメータに応じて前記サービスプロバイダに送信す
    るスケジューラ(300)とを有し、 前記下流方向リンク(90)に関連づけられた伝送パラ
    メータは、下流方向伝送レートCdown(ビット/
    秒)と下流方向データバッファBdownのサイズを含
    むことを特徴とするデータ伝送制御装置。
  4. 【請求項4】 サービスプロバイダからこれと共通のネ
    ットワーク端末(100)を介して接続された加入者端
    末(50)への情報パケットの通信を可能にする下流方
    向リンク(90)と、前記加入者端末(50)から前記
    ネットワーク端末(100)を介して前記サービスプロ
    バイダへ上流方向パケットを伝送する上流方向リンク
    (95)と、を有する非対称通信システム用のデータ伝
    送制御装置において、 (A) 前記ネットワーク端末(100)に対し、前記
    上流方向リンク(95)を介して伝送するために前記ネ
    ットワーク端末(100)により受信された前記上流方
    パケットを分類する分類手段と、 前記上流方向パケットはデータパケットと受領確認パケ
    ットとを有し、 (B) 送信されるべき前記上流方向パケットの分類に
    応じて前記ネットワーク端末(100)内の上流方向リ
    ンク接続待ち行列を形成する制御手段(101)と、 前記上流方向リンク接続待ち行列(151)は、前記デ
    ータパケット伝送用のデータ待ち行列と、前記下流方向
    リンク(90)を介して伝送された前記情報パケットに
    応答して受領確認パケットを送信する受領確認待ち行列
    とを有し、前記制御手段(101)は、ある上流方向リ
    ンク接続待ち行列内に記憶された最も古い受領確認パケ
    ットをその後受信した受領確認パケットで置換し、 (C) 前記上流方向リンク接続待ち行列(151)の
    各々にサービスし、前記上流方向リンク接続待ち行列か
    ら前記データパケットと前記受領確認パケットを上流方
    向リンク(95)と下流方向リンク(90)の両方の伝
    送パラメータに応じて前記サービスプロバイダに送信す
    るスケジューラ(300)とを有し、 前記上流方向リンク(95)に関連づけられた伝送パラ
    メータは、上流方向伝送レートCup(ビット/秒)と
    受領確認パケットの長さL 受領確認 を含むことを特徴
    とするデータ伝送制御装置。
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