JP3588312B2

JP3588312B2 - 通信経路選択方法

Info

Publication number: JP3588312B2
Application number: JP2000232106A
Authority: JP
Inventors: 佳史坂本; 雅浩堀; 憲昭朝本
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: US20020019871A1; JP2002057735A; US7219155B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーバとクライアント間の双方向の通信が行える双方向通信回線とサーバからクライアントへの片方向の通信のみが行える片方向通信回線のどちらかを使用してサーバからクライアントへのデータ転送を行うネットワーク・システム、通信装置及び通信経路選択方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネット等のネット接続において、高速アクセスを実現する手段として、通信衛星を経由したネット接続が実用化されている。通信衛星を使用したインターネット接続の概要を図１０に示す。一般のインターネット接続と同様に、クライアント１０は電話回線に接続され、プロバイダ２２を経由してインターネットに接続されている。プロバイダ２２とクライアント１０間は双方向通信が可能であり、データ転送速度は６４ｋｂｉｔ／ｓ前後のものが多い。クライアント１０と電話回線とは、図１１に示すように、モデム３２やターミナル・アダプタ等の通信機器を介して接続される。
【０００３】
衛星通信を使用したインターネット接続では、電話回線で受信していたデータを衛星回線で受信することができる。衛星回線は衛星回線用送信機２６からクライアント１０への通信衛星２４を介した片方向の無線通信であり、データ転送速度は１Ｍｂｉｔ／ｓ前後のものが多い。クライアント１０には、図１１に示すように、通信衛星２４から無線送信されたデータを受信するパラボラ・アンテナ３８と、パラボラ・アンテナ３８が受信したデータの復調等を行う衛星通信受信器３６が接続される。
【０００４】
一般のネット利用では、クライアント１０からサーバ２０に送られるデータ量よりも、サーバ２０からクライアント１０に送られるデータ量の方がはるかに多い。衛星回線を使用した場合、クライアント１０からサーバ２０へのデータ転送速度は６４ｋｂｉｔ／ｓ前後であるが、サーバ２０からクライアント１０へのデータ転送速度は１Ｍｂｉｔ／ｓ前後となる。衛星回線を使用する効果は非常に大きい。
【０００５】
しかし、衛星回線は、通信衛星２４を使用しているため回線の増強及び新設が困難である。プロバイダ２２とクライアント１０間は電話回線を介した１：１の接続であるので、データ転送速度は略固定される。通信衛星２４とクライアント１０間は衛星回線を各利用者ごとに割り当てた１：ｎの接続であるので、利用者が増えるとデータ転送速度は低下する。衛星回線は、天候によっても転送速度が変動し易い。
【０００６】
さらに、衛星回線の方が、データ転送要求をサーバ２０に送ってから要求したデータがクライアント１０に届くまでの応答待ち時間が長い。図１２（ａ）に示すように、データ転送開始直後は、電話回線の方が応答待ち時間が短いので総データ転送量は多くなる。通常、衛星回線の転送速度は電話回線の転送速度よりも速いので、最終的なデータ転送時間は衛星回線の方が速くなる。しかし、転送するデータ量が少ない場合や衛星回線の利用者が多く、データ転送速度が遅くなっている場合、図１２（ｂ）に示すように電話回線の方が最終的なデータ転送時間が速くなることもある。
【０００７】
通常の双方向通信回線を使用したネット接続であれば、データを転送する通信経路を選択することもできる。例えば、図１３（ａ）に示すように、ルータＡ，ルータＢ，ルータＣを経由する通信経路αと、ルータＡ，ルータＤ，ルータＥ，ルータＦを経由する通信経路βとで接続されたクライアント１０とサーバ２０を例にして説明すると、サーバ２０からクライアント１０にデータを転送する場合、サーバ２０はデータの転送先は指定するが、通常はデータ転送経路は特に指定しない。
【０００８】
図１３（ａ）では、データ転送経路はルータＡが選択する。ルータＡは、基本的にはデータ転送先までに経由するルータ数が最小になるように通信経路を選択する。図１３（ａ）ではルータＢ，ルータＣを経由する通信経路αが選択される。さらに、ルータ間でデータ転送速度等の情報のやり取りを行うことができるので、ルータＡは、データ転送速度等に応じて通信経路を選択することもできる。例えば、ルータＣとクライアント１０間のデータ転送速度が大幅に低下している場合は、ルータＤ，ルータＥ，ルータＦを経由する通信経路βを選択することもできる。
【０００９】
しかし、図１３（ｂ）に示すように、衛星通信回線は通信衛星２４からクライアント１０への片方向の通信回線であるので、ルータＣとクライアント１０間のデータ転送速度の情報のやり取りを行うことはできない。衛星通信回線の場合、通常はクライアント１０がデータ転送中に経由するルータを指定し、サーバ２０はこの指定されたルータを経由したデータ転送を行う。図１３（ｂ）では、ルータＣ（通信経路α）とルータＦ（通信経路β）のどちらかを指定するが、一般に衛星回線の方が高速であるので、クライアント１０はルータＢ（通信経路α）を常に指定してデータ転送を要求する。衛星回線を使用した場合、ルータＡで通信経路を選択することはできない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、衛星回線を使用したネット接続の高速利用にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のネットワーク・システムは、サーバとクライアント間で双方向の通信が行える双方向通信回線を使用した場合とサーバからクライアントへの片方向の通信のみが行える片方向通信回線を使用した場合とのデータ転送の速さを計測する手段と、計測したデータ転送の速さから双方向通信回線と片方向通信回線のどちらかを選択する手段とを含む。双方向通信回線と片方向通信回線のデータ転送の速さに基づいて、データ転送が速い方の通信回線を選択して使用することができる。
【００１２】
本発明の通信装置は、サーバとの双方向の通信が行える双方向通信回線を使用した場合とサーバからの片方向の通信のみが行える片方向通信回線を使用した場合とのデータ転送の速さを計測する手段と、計測したデータ転送の速さから双方向通信回線と片方向通信回線のどちらかを選択する手段とを含む。双方向通信回線と片方向通信回線のデータ転送の速さに基づいて、データ転送が速い方の通信回線を選択して使用することができる。
【００１３】
本発明の通信経路選択方法は、サーバとクライアント間の双方向の通信が行える双方向通信回線を使用した場合とサーバからクライアントへの片方向の通信のみが行える片方向通信回線を使用した場合とのデータ転送の速さを計測するステップと、計測したデータ転送の速さから双方向通信回線と片方向通信回線のどちらかを選択するステップとを含む。双方向通信回線と片方向通信回線のデータ転送の速さに基づいて、データ転送が速い方の通信回線を選択して使用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るネットワーク・システム，通信装置及び通信経路選択方法の実施の形態について、図面に基づいて詳しく説明する。サーバ２０とクライアント１０間の接続は従来（図１０）と同様とする。電話回線及び衛星回線とクライアント１０との接続は従来（図１１）と同様とする。
【００１５】
クライアント１０は、図１に示すように、モデム３２が接続されるモデム接続部１６と、衛星通信受信器３６が接続される受信器接続部１８を含む。モデム接続部１６と受信器接続部１８はＭＰＵ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｕｎｉｔ）１４に接続される。ＭＰＵ１４はモデム３２を介して電話回線でサーバ２０へデータ転送の要求を行う。ＭＰＵ１４は、データ転送要求時に電話回線と衛星回線のどちらかを指定し、指定した通信回線でサーバ２０からデータを受け取る。データ転送要求時に指定する通信回線は、メモリ１２に記憶された使用回線情報によって定まる。
【００１６】
ＭＰＵ１４は、サーバ２０から電話回線で転送されたデータ及び衛星回線で転送されたデータを受け取る。受け取ったデータは、メモリ１２に記憶される。
【００１７】
ＭＰＵ１４は、電話回線を使用した場合と衛星回線を使用した場合とのそれぞれのデータ転送の速さを求め、求めたデータ転送の速さから電話回線と衛星回線のどちらかを選択する。選択した通信回線の情報（使用回線情報）は、メモリ１２に記憶される。
【００１８】
データ転送の速さは、所要データの総転送時間を予想し、予想した総転送時間から判断する。ＭＰＵ１４は、現在データ転送に使用している方の通信回線での所要データの総転送時間を求めると共に、データ転送に使用していない方の通信回線を使用した前記所要データの転送をサーバ２０に要求して、使用していない方の通信回線での前記所要データの総転送時間を求める。
【００１９】
総転送時間は、所要データの転送をクライアント１０からサーバ２０に要求してから前記所要データがクライアント１０に転送されてくるまでの転送待ち時間と、前記所要データの転送時間とを加算して求める。前記所要データの転送時間は、前記所要データの転送速度と前記所要データのデータ・サイズとから求める。転送速度は、前記所要データの転送が開始されてから任意時間内のデータ転送量から求める。
【００２０】
ＭＰＵ１４は、電話回線のデータ転送の速さと衛星回線のデータ転送の速さを比較し、速い方の通信回線を選択する。すなわち、総転送時間の短い方を選択する。現在使用していない通信回線のデータ転送の方が速い場合は、データ転送に使用する通信回線を現在使用していない通信回線の方に切り替える。具体的には、メモリ１２に記憶されている使用回線情報を更新することで、データ転送に使用する通信回線の指定を切り替える。
【００２１】
ＭＰＵ１４は、上述した各通信回線のデータ転送の速さを所定時間毎に求める。
【００２２】
次に、このようなネットワーク・システム，通信装置及び通信経路選択方法を用いた通信回線の選択について、その作用を説明する。
【００２３】
使用回線情報の初期値は「電話回線」に設定されているものとする。使用回線情報が「電話回線」の場合、図２（ａ）に示すように、電話回線を使用したデータ転送要求をクライアント１０からサーバ２０へ送り、電話回線を使用したデータ転送が行われる。データ転送手順の一例を図３（ｂ）に示す。ダウン・ロードするデータのサイズを取得し（Ｓ１００）、サイズを取得したデータの電話回線を使用した転送をサーバ２０に要求し（Ｓ１１０）、データ転送を行う（Ｓ１０２）。以後、接続を終了するまで（Ｓ１０４）、同様にデータ転送を繰り返す。
【００２４】
本発明では、所定時間毎に各通信回線でのデータ転送の速さを求める。求めたデータ転送の速さから、速い方の通信回線を選択する。データ転送の速さに基づく通信回線の選択手順の一例を図３（ａ）に示す。ダウン・ロードするデータのサイズを取得し（Ｓ１００）、サイズを取得したデータの電話回線を使用した転送をサーバ２０に要求した（Ｓ１１０）後に、衛星回線を使用した同一データの転送をサーバ２０に要求する（Ｓ１１２）。
【００２５】
衛星回線を使用したデータ転送（Ｓ１１２）においては、データの一部分だけを転送するように指示することもできる。インターネット接続時のデータ転送は、図６（ａ）に示すように、サーバ２０とクライアント１０間の通信プロトコル（通信規約）に基づいて、データは所定サイズのパケット（Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐ１２）に分割された状態で行われるので、例えば先頭のパケット（Ｐ１）だけを転送するように要求することも可能である。
【００２６】
各通信回線における要求したデータの総転送時間をＭＰＵ１４で求める（Ｓ１１４）。総転送時間は、例えば図４に示す手順で求めることができる。データの転送をサーバ２０に要求してからクライアント１０にそのデータが到達するまでの転送待ち時間を計測する（Ｓ１２２）。データが到達してから任意時間内のデータ転送量からデータの転送速度を求める（Ｓ１２４）。すなわち、
転送速度＝データ転送量÷前記任意時間
をＭＰＵ１４で算出する。データの転送速度とデータ・サイズからデータの転送時間を求める（Ｓ１２６）。すなわち、
転送時間＝データ・サイズ÷転送速度
をＭＰＵ１４で算出する。転送待ち時間と転送時間とから総転送時間を求める（Ｓ１２８）。すなわち、
総転送時間＝転送待ち時間＋転送時間
をＭＰＵ１４で算出する。
【００２７】
各通信回線の転送時間が算出されると（Ｓ１１４）、電話回線と衛星回線との総転送時間の比較を行う（Ｓ１１６）。電話回線の総転送時間の方が短ければ、そのまま電話回線を使用する（Ｓ１１８）。衛星回線の総転送時間の方が短ければ、メモリ１２の使用回線情報を更新し、サーバ２０からのデータ転送に使用する回線を衛星回線に切り替える（Ｓ１２０）。
【００２８】
通信回線の切り替え手順の一例を図５に示す。使用回線情報を「衛星回線」に更新した（Ｓ１３８）後に、衛星回線を使用した、現在電話回線で転送中のデータの転送をサーバ２０に要求する（Ｓ１３０）。電話回線と衛星回線での並行したデータ転送が行われる（Ｓ１３２）。ただし、衛星回線の方が転送速度が速いので、衛星回線の総データ転送量ＤＬｓが電話回線の総データ転送量ＤＬｔを超えた時点で（Ｓ１３４）、電話回線でのデータの転送を中止する（Ｓ１３６）。データ転送を中止するには、ＭＰＵ１４からサーバ２０に転送中止要求を送信する。
【００２９】
電話回線のデータ転送の中止は、図６（ｂ）に示すように衛星回線のデータ転送が電話回線のデータ転送に追いついた時点で中止することもできるが、図６（ｃ）に示すように衛星回線のデータ転送が開始された時点で中止することもできる。図６（ｃ）では、衛星回線のデータ転送は、転送要求時に電話回線で転送中のパケットＰ７から行っている。
【００３０】
電話回線でのデータ転送が中断されると、図２（ｂ）に示すように、衛星回線を使用したデータ転送に切り替わる。
【００３１】
以上、電話回線から衛星回線への切り替えについて説明したが、衛星回線から電話回線への切り替えも同様に行うことができる。衛星回線のデータ転送の速さが電話回線のデータ転送の速さよりも遅くなると、衛星回線を使用したデータ転送（図２（ｂ））から電話回線を使用したデータ転送（図２（ａ））へ切り替える。
【００３２】
電話回線では通信速度がそれほど変動しないので、上述した電話回線から衛星通信回線への切り替え時に求めた電話回線でのデータ転送速度をメモリ１２に記憶し、以後、この記憶したデータ転送速度を電話回線のデータ転送速度として使用することもできる。メモリ１２に記憶された計測値を使用する場合は、以後の電話回線でのデータ転送速度の計測を省略できる。
【００３３】
従来は、データ転送速度やデータ・サイズに関係なく衛星回線を使用しているので、図７（ａ）に示すように衛星回線の利用率は低い。本発明では、データ転送速度やデータ・サイズに応じて電話回線に切り替えているので、図７（ｂ）に示すように衛星回線の利用率が向上する。図７（ａ），（ｂ）では、４人のユーザーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにデータが時分割で送信されている。
【００３４】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明はその他の態様でも実施し得るものである。例えば、クライアント１０とモデム３２及び衛星通信受信器３６との接続形態は特に限定されない。例えば図８（ａ）に示すように、モデム・ボード４２と衛星通信ボード４４がクライアント４０に内蔵されていてもよい。図８（ｂ）に示すように、衛星通信受信器３６は衛星放送受信装置４６を介してパラボラ・アンテナ３８と接続することもできる。
【００３５】
通信経路選択は、モデム及び衛星通信受信器側で行うこともできる。例えば図９に示すように、電話回線が接続されるモデム・ユニット５２と、パラボラ・アンテナ３８が接続される衛星通信受信ユニット５４と、クライアント１０が接続される接続ユニット５８と、モデム・ユニット５２と衛星通信受信ユニット５４と接続ユニット５８とが接続されるＭＰＵ６０と、ＭＰＵ６０に接続されるメモリ５６とを含む通信装置５０で通信経路選択を行うこともできる。通信装置５０内のＭＰＵ６０を用いて上述した実施形態と同様に通信経路の選択を行う。
【００３６】
電話回線でのデータ転送速度の上限は、モデム又はターミナル・アダプタの性能で決まるので、このモデム又はターミナル・アダプタの最大データ転送速度を、電話回線のデータ転送速度として使用することもできる。衛星回線から電話回線への切り替えは、衛星回線のデータ転送速度をモニターし、衛星回線のデータ転送速度が電話回線でのデータ転送速度の最大値以下に低下した場合に行うこともできる。
【００３７】
通信回線の切り替えは、図５に示した全ての手順を行わずに、単に使用回線情報を更新する（Ｓ１３８）だけでもよい。通信回線の切り替えはデータ転送速度に限定はされず、例えば通信料金に基づいて切り替えることもできる。双方向通信回線及び片方向通信回線の回線使用料が回線使用時間に比例する場合、各通信回線を使用した場合の回線使用料を求め、回線使用料からデータ転送に使用する通信回線を選択することもできる。
【００３８】
双方向通信回線は電話回線に限定はされず、任意の双方向の通信が可能な回線を用いることができる。片方向通信回線は衛星回線に限定はされず、任意の片方向の通信が可能な回線を用いることができる。
【００３９】
以上、本発明は特定の実施例について説明されたが、本発明はこれらに限定されるものではない。その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良，修正，変形を加えた態様で実施できるものである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のネットワーク・システム及び通信装置は、データ転送速度やデータ・サイズに応じて電話回線と衛星回線とを切り替えることにより、衛星回線を使用したネット接続の高速利用を実現することができる。
【００４１】
本発明の通信経路選択方法は、データ転送速度やデータ・サイズに応じて電話回線と衛星回線とを切り替えることにより、衛星回線を使用したネット接続の高速利用を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る通信経路選択を行うクライアントの一構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すクライアントによる通信経路選択を示す図であり、図（ａ）は電話回線を使用したデータ転送を示す図であり、図（ｂ）は衛星回線を使用したデータ転送を示す図である。
【図３】図（ａ）は通信回線の選択手順の一例を示すフロー・チャートであり、図（ｂ）は通常のデータ転送手順の一例を示すフロー・チャートである。
【図４】図３（ａ）に示す総転送時間の算出手順の一例を示すフロー・チャートである。
【図５】図３（ａ）に示す衛星回線への切り替え手順の一例を示すフロー・チャートである。
【図６】図（ａ）はデータをパケットに分割した例を示す図であり、図（ｂ）及び図（ｃ）は通信回線を切り替える際の転送データの一例を示す図である。
【図７】衛星回線の利用率を示す図であり、図（ａ）は衛星回線のみを使用した場合を示し、図（ｂ）は電話回線を併用した場合を示している。
【図８】電話回線及び衛星回線とクライアントとの他の接続例を示すブロック図である。
【図９】電話回線及び衛星回線とクライアントとの更に他の接続例を示すブロック図である。
【図１０】クライアントとサーバとの接続例を示すブロック図である。
【図１１】電話回線及び衛星回線とクライアントとの接続例を示すブロック図である。
【図１２】衛星回線と電話回線との総データ転送量の時間経過を示す図であり、図（ａ）は衛星回線の方が速い場合、図（ｂ）は電話回線の方が速い場合を示している。
【図１３】図１０に示すクライアントとサーバ間の接続図を簡略化したブロック図であり、図（ａ）はルータＣとクライアント間の接続が電話回線であり、図（ｂ）はルータＣとクライアント間の接続が衛星回線である。
【符号の説明】
１０，４０：クライアント
１２，５６：メモリ
１４，６０：ＭＰＵ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｕｎｉｔ）
１６：モデム接続部
１８：受信器接続部
２０：サーバ
２２：プロバイダ
２４：通信衛星
２６：衛星回線用送信機
２８：インターネット
３２：モデム
３６：衛星通信受信器
３８：パラボラ・アンテナ
４２：モデム・ボード
４４：衛星通信受信ボード
４６：衛星放送受信装置
５０：通信装置
５２：モデム・ユニット
５４：衛星通信受信ユニット
５８：接続ユニット

Claims

サーバとクライアント間の双方向の通信が行える双方向通信回線とサーバからクライアントへの片方向の通信のみが行える片方向通信回線のどちらかを使用してサーバからクライアントへデータ転送を行う際の通信経路選択方法であって、
（ａ）前記双方向通信回線を使用した場合と前記片方向通信回線を使用した場合とのデータ転送の速さを計測するステップと、
（ｂ）計測したデータ転送の速さから前記双方向通信回線と前記片方向通信回線のどちらかを選択するステップとを含み、
前記ステップ（ｂ）が、
（ｂ１）前記双方向通信回線のデータ転送の速さと前記片方向通信回線のデータ転送の速さを比較するステップと、
（ｂ２）前記双方向通信回線と前記片方向通信回線のうち現在使用していない通信回線のデータ転送の方が速い場合、データ転送に使用する通信回線を前記現在使用していない通信回線の方に切り替えるステップとを含み、
前記ステップ（ｂ２）が、
現在使用している遅い方の通信回線で転送中のデータと並行して、前記現在使用していない速い方の通信回線を使用した前記転送中のデータの転送をサーバに要求するステップと、
前記速い方の通信回線での総データ転送量が、前記遅い方の通信回線での総データ転送量に追いついた時点で、前記遅い方の通信回線でのデータ転送を中断するステップとを含む通信経路選択方法。
前記データ転送の速さの計測を、所定時間間隔で行う、請求項１に記載の通信経路選択方法。
前記ステップ（ａ）が、
（ａ１）前記双方向通信回線と前記片方向通信回線のうち現在データ転送に使用している方の通信回線での所要データの総転送時間を求めるステップと、
（ａ２）現在データ転送に使用していない方の通信回線を使用した前記所要データの転送をサーバに要求するステップと、
（ａ３）前記現在使用していない方の通信回線での前記所要データの総転送時間を求めるステップとを含む、請求項１又は請求項２に記載の通信経路選択方法。
前記ステップ（ａ１）及び（ａ３）が、
前記所要データの転送をクライアントからサーバへ要求してから前記所要データが前記クライアントに転送されてくるまでの転送待ち時間を計測するステップと、
前記所要データの転送速度を計測するステップと、
計測された転送速度と前記所要データのデータ・サイズとから前記所要データの転送時間を求めるステップと、
求めた転送時間と前記転送待ち時間とから前記所要データの総転送時間を求めるステップとを含む、請求項３に記載の通信経路選択方法。