JP3867896B2

JP3867896B2 - Router device

Info

Publication number: JP3867896B2
Application number: JP2001346918A
Authority: JP
Inventors: 仁小幡; 和久樋口; 伸次植月; 広二郎後藤
Original assignee: SoftBank Mobile Corp
Current assignee: SoftBank Corp
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2021-11-13
Also published as: JP2003152811A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の通信網と第２の通信網との間に配置されると共に、トランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）の初回セッションにおいても３ウェイハンドシェイクを回避する機能と、通常のトランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ）とをサポートしているルータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、通信網における通信に用いるネットワーク・プロトコルとして、トランスポート制御プロトコル（以下、「ＴＣＰ（Transport Control Protocol）」という）が知られている。このＴＣＰは、ＯＳＩ参照モデルの第４層のトランスポート層に位置し、再送信、パケットの順番制御およびフロー制御などの機能を有するプロトコルであり、インターネットにおける通信の標準的なプロトコルとして用いられている。また、このＴＣＰは、携帯電話などの移動情報端末から移動通信網を介してインターネットへ接続して通信するときにも使用されている。
【０００３】
ネットワーク上に位置しているクライアント１００とサーバ２００との間において、データの授受を１度ずつ行うときのＴＣＰのシーケンスの一例を図８に示す。
ＴＣＰを用いてデータの授受を行う際には、まずクライアント１００とサーバ２００とを接続する接続確立処理が行われる。ＴＣＰの接続確立処理では、まずアクティブオープンを実行するクライアント１００からパッシブオープンを実行するサーバ２００へ、サーバ２００を指定したＳＹＮフラグを含むセグメント（ＳＥＧ１：セグメント１）が送出される。ここで、「セグメント」とは、ＴＣＰが下位のネットワーク層との授受を行なう際の単位である。また、「ＳＹＮフラグ」とはセグメント内に設けられた複数の制御フラグのうち、シーケンス番号の同期をとるためのＳＹＮ（Synchronize）フラグであり、ここに「１」がセットされることによりＳＹＮフラグが送られるようになる。
【０００４】
サーバ２００は、上記ＳＹＮフラグを含むセグメント（以下、「ＳＹＮセグメント」という）を受信したことにより、ＳＹＮに対する確認応答であるＡＣＫ（ＳＹＮ）を返す。さらに、サーバ２００側からのシーケンス番号の同期をとるためのＳＹＮフラグを送出する。すなわち、サーバ２００の初期シーケンス番号を含む（ＳＹＮ＋ＡＣＫ）セグメント（ＳＥＧ２：セグメント２）を生成して、サーバ２００はクライント１００に返す。クライアント１００は、サーバ２００から送信されてきたセグメント２におけるＳＹＮに対する確認応答であるＡＣＫ（ＳＹＮ）をセグメント３（ＳＥＧ３）で返す。これにより、クライアント１００とサーバ２００との間においてＴＣＰの接続が確立することになる。このように、３つのセグメントの授受により接続確立を行うことから、このような接続確立処理は３ウェイハンドシェイク（３ＷＨ）による接続確立処理と呼ばれる。
【０００５】
このようにして接続確立されるとデータの授受が可能となり、クライアント１００は、例えばデータをリクエストするdataセグメント（ＳＥＧ４：セグメント４）をサーバ２００へ送る。このdataセグメントを受信したサーバ２００は、データを受信した確認応答であるＡＣＫ（data）セグメント（ＳＥＧ５：セグメント５）をクライアント１００へ返す。そして、サーバ２００はリクエストされたデータ（data）をdataセグメント（ＳＥＧ６：セグメント６）によりクライアント１００へ送る。クライアント１００は、リプライされたデータを受信した確認応答であるＡＣＫ（data）セグメント（ＳＥＧ７：セグメント７）をサーバ２００へ返す。
【０００６】
これにより、データの授受が終了すると、次にＴＣＰの接続終了処理が行われる。ＴＣＰの接続終了処理では、まずアクティブクローズを実行するクライアント１００からパッシブクローズを実行するサーバ２００へ、ＦＩＮセグメント（ＳＥＧ８：セグメント８）が送信される。ここで、上記「ＦＩＮセグメント」は、送信者がデータの送信が終了したことを知らせるセグメントであり、ＦＩＮ（Finish）フラグに「１」がセットされている。サーバ２００はＦＩＮセグメント（ＳＥＧ８）を受信すると、ＦＩＮに対する確認応答であるＡＣＫ（ＦＩＮ）セグメントを返す。さらに、サーバ２００からクライアント１００への通信を終了させるためのＦＩＮフラグを送出する。すなわち、サーバ２００は（ＦＩＮ＋ＡＣＫ）セグメント（ＳＥＧ９：セグメント９）を、クライント１００に返す。クライアント１００は（ＦＩＮ＋ＡＣＫ）セグメント（ＳＥＧ９）を受信すると、ＦＩＮに対する確認応答であるＡＣＫ（ＦＩＮ）セグメント（ＳＥＧ１０：セグメント１０）をサーバ２００へ返す。これにより、サーバ２００とクライアント１００との間のＴＣＰ接続はクローズされる。
【０００７】
上記したように、接続確立処理および接続終了処理においてクライアント１００側およびサーバ２００側において、それぞれＳＹＮフラグやＦＩＮフラグを送信して接続あるいは終了しているのは、ＴＣＰが上りと下りの全２重信であり、上りと下りの通信路のオープンあるいはクローズがそれぞれ必要とされるからである。このように、転送対象データの伝送の前後で接続確立処理および接続終了処理をそれぞれ実行すると共に確認応答をすることにより、ＴＣＰにおいては信頼性のあるデータ伝送を行なえるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＴＣＰを用いた通信を行う場合、図８に示すようにデータ伝送前後の接続開始処理および接続終了処理において、合計６つのセグメントの送受信が必要となり、一度ずつのデータの授受を行う場合であっても１０個のセグメントの送受信が必要となる。このため、クライアント１００からの要求に対してサーバ２００が応答するというような一連の処理からなる処理単位であるトランザクション処理を行う場合は、接続確立処理および接続終了処理のオーバーヘッドが発生し、トランザクション処理の速度が低下してしまうという問題があった。特に、携帯電話通信網のような移動通信網の場合は無線系の伝送路が介在し、高速のデータ伝送速度を確保することが難しいため、より効率的なトランザクション処理を行なうことができるトランスポート層のプロトコルが望まれていた。
【０００９】
そこで、接続確立処理および接続終了処理のオーバーヘッドの発生を回避し、効率的なトランザクション処理を行なうことができるトランスポート層を提供するために、トランザクション型のトランスポート制御プロトコル（以下「Ｔ／ＴＣＰ」という。）を用いることが考えられる。このＴ／ＴＣＰは、ＲＦＣ（Request For Comment）１３７９、１６４４に定義が記述されているプロトコルである。
Ｔ／ＴＣＰでは、初回の接続を行う際には３ウェイハンドシェイク（３ＷＨ）のネゴシエーションを行って接続確立を行う。この場合、Ｔ／ＴＣＰでは接続されたセッションをＣＣ（コネクション・カウント）値という値で管理している。このため、次のセッション開始時に保持しているＣＣ値を送ることにより、３ＷＨを回避して接続確立を行うことができるようになる。これは古いセッションかどうかの判別に使用される。例えば、クライアントが送ったＳＹＮセグメントのＣＣ値が、サーバにキャッシュされているＣＣ値を超えた場合は、サーバは新規のセッションと判断して３ＷＨを行うことなく接続するようにする。なお、送信側が送るＣＣ値はセッションが開始される際にインクリメントされ、サーバにはクライアントから送られたクライアント毎の最後のＣＣ値がキャッシュされている。
【００１０】
Ｔ／ＴＣＰのシーケンスの例を図９に示す。図９に示すシーケンスにおいて、クライアント１００のキャッシュCC[B]にはy1がＣＣ値としてキャッシュされており、サーバ３００のキャッシュCC[A]にはx2がＣＣ値としてキャッシュされているものとする。シーケンスを開始する際にクライアント１００は、SYNフラグ＋データ１（data1）のセグメント１０（ＳＥＧ１０）のヘッダにＣＣ値としてCC=x3を付加し、サーバ３００を指定して送信する。付加するＣＣ値は、セッションが開始される際にインクリメントされるコネクションカウンタの値とされる。このSYNフラグを含むセグメント１０を受信したサーバ３００は、セグメント１０におけるＣＣ値x3の大きさとキャッシュCC[A]にキャッシュされているＣＣ値x2との大きさを比較する。この場合、x3>x2であったとするとサーバ３００はクライアント１００との新規のシーケンスのセグメントと判断する。そして、サーバ３００は受信したデータ１でリクエストされたデータ２（data2）を用意する。
【００１１】
次いで、サーバ３００は、SYNフラグ＋ACK（SYN、data1）フラグ＋データ２（data2）のセグメント１１（ＳＥＧ１１）を生成し、そのヘッダにＣＣ値としてサーバ３００におけるコネクションカウンタの値であるＣＣ値CC=y2と、受信したＣＣ値をCC.echo=x3として付加し、クライアント１００を指定して送信する。この場合のACK(SYN、data1)は、SYNフラグとdata1を受信したことの応答確認であり、CC.echo=x3はセッションの初めのＳＹＮセグメント（セグメント１０）に対するセグメントであることを確認するためのエコーである。クライアント１００は、セグメント１１によりSYNフラグとデータ２が受信されると共に、ACK（SYN、data1）フラグとCC.echo=x3が返ってきたことから、SYNフラグとdata2を受信したことの応答確認であるACK（SYN、data2）フラグのセグメント１２（ＳＥＧ１２）をサーバ３００へ送信する。このように、Ｔ／ＴＣＰでは３ＷＨを実行することなくデータ授受のトランザクションを実行することができるようになる。なお、初めのＳＹＮセグメントで送られてきたＣＣ値をキャッシュされているＣＣ値と比較することにより、３ＷＨを回避させるメカニズムをＴＡＯ（TCP Accelerated Open）といい、比較することをＴＡＯテストという。すなわち、図９に示すシーケンスではＴＡＯテストは成功している。
【００１２】
次に、例えばクライアント１００にＩＰアドレスが新規に割り当てられる等して、初回のシーケンスを行う場合のＴ／ＴＣＰのシーケンスを図１０に示す。このような初回のシーケンスの際には、クライアント１００はコネクションカウンタのＣＣ値に代えてオプションとして用意されているCC.NEWを送ることができる。すなわち、クライアント１００はSYNフラグ＋データ１（data1）のセグメント１（ＳＥＧ１）のヘッダにCC.NEW=xを付加し、サーバ３００を指定して送信する。サーバ３００のキャッシュにはｘ０がＣＣ値としてキャッシュされているが、セグメント１に付加されているＣＣがCC.NEWとされていることから、キャッシュ内のＣＣ値を無効としてキャッシュ内のＣＣ値と受信したＣＣ値との比較は行わない。また、受信したＣＣ値がCC.NEWとされていることから、セグメント１におけるデータ１はキューに入れられる。次いで、SYNフラグ＋ACK(SYN)を含むセグメント２（ＳＥＧ２）が生成され、そのヘッダにサーバ３００のＣＣ値であるCC=y1とCC.ECHO=xが付加されてクライアント１００へ送信される。
【００１３】
セグメント２を受信したクライアント１００は、ACK(SYN)フラグを確認すると共にCC.ECHO=xが返ってきたことを確認して、送られてきたＣＣ値y1をキャッシュに保管する。次いで、サーバ３００からのＳＹＮに対する応答確認であるACK（SYN）を含むセグメント３（ＳＥＧ３）を生成し、そのヘッダにCC=xを付加してサーバ３００へ送信する。これにより、３ＷＨが行われて接続確立されることから、ACK（SYN）のセグメント３を受信したサーバ３００は、キューに入れていたデータ１をアプリケーションへ送る。さらに、キャッシュにCC=xをキャッシュする。次いで、サーバ３００は、データ１でリクエストされたデータ２（data2）を含むセグメント４（ＳＥＧ４）のヘッダにCC=y2を付加してクライアント１００へ送信する。クライアント１００は、セグメント４によりデータ２が受信されたことから、ACK（data2）フラグを含むセグメント５（ＳＥＧ５）を生成し、そのヘッダにCC=xを付加してサーバ３００へ送信する。このように、Ｔ／ＴＣＰを用いて通信を行う際にＴＡＯテストが成功すれば、図９に示すように初回以降のセッションについては３ＷＨを回避して、Ｔ／ＴＣＰの通信を行えるようになる。
【００１４】
ところで、インターネット上のサーバにおいては、ＴＣＰだけをサポートしておりＴ／ＴＣＰをサポートしていないサーバも多く用いられている。一方、移動通信網のようにリソースの限られている通信網においては上記したＴ／ＴＣＰを用いることが有効である。そこで、移動機とインターネットとの間で通信を行う場合には、Ｔ／ＴＣＰを用いる移動通信網と、ＴＣＰあるいはＴ／ＴＣＰが用いられるインターネット等の通信網との間に通信プロトコルを変換可能なルータ装置を配置することになる。
しかしながら、Ｔ／ＴＣＰを用いても初回のセッションの開始時には３ウェイハンドシェイクを回避することができず、移動通信網のようにリソースの限られている通信網の効率が低下するという問題点があった。特に、移動通信網における移動機においてはルータ装置によりダイナミックにＩＰアドレスが割り当てられることから、ＩＰアドレスが割り当てられてセッションを開始する毎に３ウェイハンドシェイクを実行する必要があり、Ｔ／ＴＣＰを用いても効率的なトランザクション処理を行なうことができないことになる。
【００１５】
そこで、本発明は上記問題点を解決するために、初回のセッション開始時においても３ウェイハンドシェイクを回避することのできるルータ装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のルータ装置は、第１の通信網と第２の通信網との間に配置されると共に、トランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）と、通常のトランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ）とをサポートしているルータ装置であって、前記第１の通信網におけるクライアントにダイナミックにＩＰアドレスを割り当てる割当手段と、前記第１の通信網の前記クライアントに前記割当手段から新たなＩＰアドレスが割り当てられた際の初回のセッションにおいて予め定められている初回コネクション・カウント値未満のコネクション・カウント値をデフォルト値としてキャッシュしているキャッシュ手段と、前記第１の通信網の前記クライアントから第１のコネクション・カウント値を含むセッション開始のセグメントを受信した際に、該第１のコネクション・カウント値と前記キャッシュ手段にキャッシュされている第２のコネクション・カウント値とを比較して、前記第１のコネクション・カウント値が前記第２のコネクション・カウント値を超えている際に、前記受信したセグメントが新規のセッションのセグメントと判断する処理手段とを備え、前記第１の通信網の前記クライアントが前記初回のセッションにおいて前記第１のコネクション・カウント値として前記初回コネクション・カウント値を含むセグメントを送信することにより、３ウェイハンドシェイクを行うことなくトランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）の接続確立を行えるようにしている。
【００１７】
また、上記本発明のルータ装置において、トランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）と、通常のトランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ）とのプロトコル変換を行う変換手段を備え、該変換手段により、前記第１の通信網におけるトランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）をサポートしている前記クライアントとの間はトランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）で接続することができると共に、前記第２の通信網における通常のトランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ）をサポートしているサーバとの間は通常のトランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ）で接続することができ、前記クライアントと前記サーバとの間で通信を行う際に、３ウェイハンドシェイクを行うことなく前記クライアントとの間をトランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）で接続確立できるようにしてもよい。
さらに、上記本発明のルータ装置において、トランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）と、通常のトランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ）とのプロトコル変換を行う変換手段を備え、該変換手段により、前記第１の通信網におけるトランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）をサポートしている前記クライアントとの間をトランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）で接続することができると共に、前記第２の通信網におけるトランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）をサポートしているサーバとの間をトランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）で接続することができ、前記クライアントと前記サーバとの間で通信を行う際に、３ウェイハンドシェイクを行うことなく前記クライアントとの間、及び前記サーバとの間をトランザクション型のトランスポート制御プロトコル（Ｔ／ＴＣＰ）により、それぞれ独立して接続確立できるようにしてもよい。
【００１８】
このような本発明によれば、第１の通信網あるいは第２の通信網からの初回のセッションにおいて予め定められている初回コネクション・カウント値に満たないコネクション・カウント値をデフォルト値としてキャッシュしているキャッシュ手段をルータ装置に備えるようにしている。これにより、第１の通信網あるいは第２の通信網からの初回のセッションに通知されるコネクション・カウント値は、ルータ装置にキャッシュされているコネクション・カウント値を超えるようになるので、３ウェイハンドシェイクを回避してＴ／ＴＣＰの接続を行うことができるようになる。これにより、Ｔ／ＴＣＰを用いて効率的なトランザクション処理を行えるようになる。
また、例えば第１の通信網とされる移動通信網における移動機（クライアント）と、例えば第２の通信網とされるインターネットにおけるサーバとを接続する際に、移動機との間をＴ／ＴＣＰで接続すると共にサーバとの間をＴＣＰで接続することができる。この場合においても、移動機との間においては、３ウェイハンドシェイクを回避してＴ／ＴＣＰの接続確立を行うことができるため、移動通信網における無線リソースを有効に使用することができるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態のルータ装置を、第１の通信網としての移動通信網と第２の通信網としてのインターネット（The Internet）との間に配置した通信システムの構成例を図１に示す。
図１に示す通信システムは、移動通信網１０と、本発明にかかるＴＣＰルータ４と、インターネット５とを備えて構成されている。移動通信網１０において、携帯電話機である複数の移動機１ａ、１ｂは基地局２のサービスエリアに在圏しており、基地局２との間で無線通信回線を介して通信を行っている。基地局はセル毎に設けられており、その内の基地局２だけが示されている。これらの基地局は上位ノードである交換機３に接続されており、交換機３には基地局２を含む複数の基地局の間の交換を行っている。この移動通信網１０では、伝送速度が比較的低い無線通信回線を含む場合でも高速のデータ転送が可能となるように、トランスポート層の通信プロトコルとして、トランザクション型のトランスポート制御プロトコルであるＴ／ＴＣＰがサポートされている。
【００２０】
本発明にかかるＴＣＰルータ４は、移動通信網１０との間においてデータ送受信を行なう第１のデータ送受信部４ａと、インターネット５との間においてデータ送受信を行なう第２のデータ送受信部４ｃと、通信プロトコル変換を含むデータ処理を行なうデータ処理部４ｂとを備えている。第１のデータ送受信部４ａおよび第２のデータ送受信部４ｃは、ＯＳＩ参照モデルのリンク層における信号処理を行なっている。また、データ処理部４ｂは、移動通信網における移動機とインターネット５におけるWEBサーバ６との間でＴＣＰあるいはＴ／ＴＣＰを用いて通信を行う際のデータ処理を行っている。ところで、ＴＣＰルータ４にはグローバルアドレスが割り当てられており、各移動機にはグローバルアドレスを割り当てることができないため、ＩＰアドレスを要求する移動機にダイナミックにＩＰアドレスを割り当てるＩＰマスカレード機能をデータ処理部４ｂは有している。さらに、データ処理部４ｂは、ＴＣＰとＴ／ＴＣＰとの変換時、および、タイマ制御のためのバッファリング・ウィンドウ機能も有している。このデータ処理部４ｂには、データ記憶部、セグメント生成部及びタイミング制御部が備えられている。データ記憶部は、移動通信網１０及びインターネット５から受信したデータを一時記憶するテンポラリレジスタである。また、セグメント生成部は、移動通信網１０及びインターネット５に向けて送出するＴＣＰあるいはＴ／ＴＣＰのセグメントを生成している。さらに、タイミング制御部は、移動通信網１０及びインターネット５に向けて送信する各セグメントの送信タイミングを制御している。
【００２１】
インターネット５上に位置しているＷＥＢサーバ６は、トランスポート層の通信プロトコルとして、インターネット５で広く用いられている通常のＴＣＰに加えてトランザクション型のＴ／ＴＣＰとをサポートしているが、ＷＥＢサーバによってはＴ／ＴＣＰをサポートしていないサーバも存在している。
ここで、例えば基地局２に在圏する移動機１ａがインターネット５上のＷＥＢサーバ６にアクセスする際に、ＴＣＰルータ４のＩＰマスカレード機能により移動機１ａに新たにＩＰアドレスが割り当てられたとする。このような場合には、ＣＣ値の設定をし直すことから、従来は初回のセッションにおいてはCCオプションとして用意されているCC.NEWを送り、３ウェイハンドシェイクを行うことにより接続確立を行うようにしていた。本発明にかかるＴＣＰルータ４では、このような場合においては、ＴＣＰルータ４のキャッシュに設定される初回のセッションにおけるデフォルトのＣＣ値が、例えば“０”に設定される。そして、クライアントである移動機１ａ、１ｂ・・・・においては初回のセッションにおけるコネクションカウンタのデフォルト値が“１”に設定される。これにより、新たにＩＰアドレスが割り当てられて初回のセッションを行う際にも、３ウェイハンドシェイクを回避してＴ／ＴＣＰ接続することができるようになる。
【００２２】
以下に、例えば基地局２に在圏する新たにＩＰアドレスが割り当てられた移動機１ａが、インターネット５上のＷＥＢサーバ６にＴＣＰルータ４を介してアクセスする際に、３ウェイハンドシェイクを回避することのできるシーケンスを図２に示す。ただし、図２に示すシーケンスは移動機１ａおよびＷＥＢサーバ６とがＴ／ＴＣＰをサポートしているものとされている。
移動機１ａはＴ／ＴＣＰをサポートしていることから、セッションを開始する際に移動機１ａは、ＳＹＮ＋ＦＩＮ＋データ１（data1）からなるセグメント１（ＳＥＧ１）を生成して、そのヘッダに初回のセッション時に設定されるデフォルト値のＣＣ値（CC=1）を付加し、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。このCC=1が付加されたSYNフラグを含むセグメント１はＴＣＰルータ４により受信され、受信したＴＣＰルータ４は、セグメント１におけるＣＣ値「１」の大きさとキャッシュされているＣＣ値との大きさとを比較する。この場合、ＴＣＰルータ４にキャッシュされている移動機１ａに割り当てられたＩＰアドレスに対応するＣＣ値はデフォルト値の「０」とされていることから、セグメント１に付加されたＣＣ値の値がキャッシュされたＣＣ値を超えてＴＡＯテストは成功し、ＴＣＰルータ４はセグメント１を移動機１ａからの新規のセッションのセグメントと判断する。
【００２３】
そして、ＴＣＰルータ４は、宛先であるＷＥＢサーバ６との間のセッションを開始するように、ＳＹＮ＋ＦＩＮ＋データ１（data1）からなるセグメント１０（ＳＥＧ１０）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=10を付加し、ＷＥＢサーバ６を指定して送信する。付加するＣＣ値は、ＴＣＰルータ４におけるコネクションカウンタの値であり、この場合は「１０」とされている。このＳＹＮフラグを含むセグメント１０はＷＥＢサーバ６により受信され、受信したＷＥＢサーバ６は、セグメント１０におけるＣＣ値「１０」の大きさとキャッシュされているＣＣ値との大きさとを比較する。この場合、ＷＥＢサーバ６にキャッシュされているＴＣＰルータ４におけるＣＣ値が「１０」未満であったとすると、ＴＡＯテストは成功し、ＷＥＢサーバ６はセグメント１０をＴＣＰルータ４からの新規のセッションのセグメントと判断する。
【００２４】
そこで、ＷＥＢサーバ６は受信したデータ１をアプリケーションに送り、データ１でリクエストされたデータ２（data2）を用意して、ＳＹＮ＋ＦＩＮ＋ＡＣＫ（SYN,FIN,data1）＋データ２（data2）からなるセグメント１１（ＳＥＧ１１）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=5とCCecho=10を付加し、移動機１ａを宛先として送信する。付加するＣＣ値は、ＷＥＢサーバ６におけるコネクションカウンタの値であり、この場合は「５」とされている。また、CC.echo=10はCC=10が付加された初回のＳＹＮセグメント（セグメント１０）に対するＳＹＮ，ＡＣＫセグメントであることをＴＣＰルータ４が確認するためのエコーである。なお、ＷＥＢサーバ６はＳＹＮフラグと共にＦＩＮフラグを受信したことから、セッションの終了待ち状態となる。
【００２５】
ＴＣＰルータ４では、セグメント１１にCC.echo=10が付加されていることから、セグメント１１はセグメント１０に対するＳＹＮ，ＡＣＫ（SYN,FIN,data1）セグメントであることが確認される。さらに、セグメント１１によりＦＩＮフラグとデータ２が受信されることから、ＳＹＮ＋ＦＩＮ＋ＡＣＫ（SYN,FIN,data1）＋データ２（data2）からなるセグメント２（ＳＥＧ２）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=5とCCecho=1を付加し、移動機１ａに送信する。CC.echo=1はCC=1が付加された初回のＳＹＮセグメント（セグメント１）に対するＳＹＮ，ＡＣＫセグメントであることを移動機１ａが確認するためのエコーである。移動機１ａでは、セグメント２を受信することによりＳＹＮフラグ、ＦＩＮフラグとデータ２が受信されると共に、ACK（SYN,FIN,data1）フラグとCC.echo=1が返ってきたことから、データ２をアプリケーションへ供給する。次いで、ＦＩＮフラグとデータ２（data2）を受信したことの応答確認であるACK（FIN、data2）セグメント３（ＳＥＧ３）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加してＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。また、ＦＩＮフラグを受信したことから、セグメント１においてＦＩＮフラグを送信して終了待ちとなっていたセッションを終了させる。
【００２６】
ＴＣＰルータ４は、移動機１ａからＣＣ値がCC=1とされたACK（FIN、data2）セグメント３を受信すると、移動機１ａとのセッションを終了させると共に、ＦＩＮフラグとデータ２（data2）を受信したことの応答確認であるACK（FIN、data2）セグメント１２（ＳＥＧ１２）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=10を付加して、ＷＥＢサーバ６へ送信する。ＷＥＢサーバ６は、ＴＣＰルータ４からＣＣ値がCC=10とされたACK（FIN、data2）セグメント１２を受信すると、終了待ち状態とされていたセッションを終了させる。
このように、初回のセッションにおけるＣＣ値を予め定めておくことにより、Ｔ／ＴＣＰを用いて初回のセッションを開く際にも３ウェイハンドシェイクを実行することなく、データ授受のトランザクションを実行することができるようになる。この場合、本発明のＴＣＰルータ４を移動通信網１０とインターネット５との間に設けていると、上述したように移動通信網１０とＴＣＰルータ４とのセッションと、ＴＣＰルータ４とインターネット５とのセッションはそれぞれ独立したセッションとなることから、それぞれのセッションにおいて３ウェイハンドシェイクを回避することができる。
【００２７】
次に、例えば基地局２に在圏する移動機１ａが、インターネット５上のＷＥＢサーバ６にＴＣＰルータ４を介してアクセスする際に、ＷＥＢサーバ６においてＴＡＯテストが失敗した際のシーケンスを図３に示す。ただし、図３に示すシーケンスは移動機１ａおよびＷＥＢサーバ６とがＴ／ＴＣＰをサポートしているものとされている。
図３に示すシーケンスにおいて、移動機１ａはＴ／ＴＣＰをサポートしていることから、セッションを開始する際に移動機１ａは、ＳＹＮ＋ＦＩＮ＋データ１（data1）からなるセグメント１（ＳＥＧ１）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加し、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。このSYNフラグを含むセグメント１はＴＣＰルータ４により受信され、受信したＴＣＰルータ４は、セグメント１におけるＣＣ値「１」の大きさとキャッシュされているＣＣ値との大きさとを比較する。この場合、ＴＣＰルータ４にキャッシュされている移動機１ａに割り当てられたＩＰアドレスに対応するＣＣ値が「０」とされていると、ＴＣＰルータ４におけるＴＡＯテストは成功し、ＴＣＰルータ４はセグメント１を移動機１ａからの新規のシーケンスのセグメントと判断する。
【００２８】
そして、ＴＣＰルータ４は、宛先であるＷＥＢサーバ６との間のセッションを開始するように、ＳＹＮ＋ＦＩＮ＋データ１（data1）からなるセグメント１０（ＳＥＧ１０）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=10を付加し、ＷＥＢサーバ６を指定して送信する。このＳＹＮフラグを含むセグメント１０はＷＥＢサーバ６により受信され、受信したＷＥＢサーバ６は、セグメント１０におけるＣＣ値「１０」の大きさとキャッシュされているＣＣ値との大きさとを比較することによりＴＡＯテストを行う。この場合、ＷＥＢサーバ６にキャッシュされているＴＣＰルータ４におけるＣＣ値が「１１」以上であったとすると、ＴＡＯテストは失敗し、Ｔ／ＴＣＰに代えてＴＣＰで接続するように３ウェイハンドシェイクが実行されるようになる。
【００２９】
そこで、ＷＥＢサーバ６は、ＳＹＮ＋ＡＣＫ（SYN）からなるセグメント１１（ＳＥＧ１１）を生成して、移動機１ａを宛先として送信する。セグメント１１を受信したＴＣＰルータ４は、このＳＹＮ＋ＡＣＫ（SYN，data1）セグメントをセグメント２として、そのヘッダにＣＣ値としてCC=11とCCecho=1を付加して移動機１ａに送信する。移動機１ａはセグメント２を受信すると、CC.echo=1が付加されていることから、セグメント２はセグメント１に対するＳＹＮ，ＡＣＫ（SYN,data1）セグメントであることを確認する。そして、ＡＣＫ（FIN）が返らなかったことから再送するＦＩＮフラグを含むＦＩＮ＋ＡＣＫ（SYN）からなるセグメント３（ＳＥＧ３）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加し、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。このＡＣＫセグメント３をＴＣＰルータ４が受信することにより、移動機１ａとＴＣＰルータ４間において３ウェイハンドシェイクが行われてＴ／ＴＣＰ接続されることになる。
【００３０】
ＴＣＰルータ４は、セグメント３を受信すると、セグメント３に基づいて再送するＦＩＮフラグとキューイングされていたデータ１（data1）を含むＦＩＮ＋ＡＣＫ（SYN）＋データ１（data1）からなるセグメント１２（ＳＥＧ１２）を生成して、ＷＥＢサーバ６へ送信する。なお、ＴＣＰルータ４はＦＩＮフラグを受信しており、移動機１ａ間のセッションの終了待ち状態となる。このセグメント１２をＷＥＢサーバ６が受信することにより、ＴＣＰルータ４とＷＥＢサーバ６間において３ウェイハンドシェイクが行われて、ＴＣＰ接続されるようになる。これにより、データ１がアプリケーションに送られて、データ１でリクエストされたデータ２（data2）が用意される。そこで、ＷＥＢサーバ６は、ＦＩＮ＋ＡＣＫ（FIN、data1）＋データ２（data2）からなるセグメント１３（ＳＥＧ１３）を作成し、ＴＣＰルータ４へ送信する。なお、ＷＥＢサーバ６はＦＩＮフラグを受信しており、ＴＣＰルータ４間のセッションの終了待ち状態となる。
【００３１】
ＴＣＰルータ４は、受信したセグメント１３に基づいてＦＩＮ＋ＡＣＫ（FIN、data1）＋データ２（data2）からなるセグメント４（ＳＥＧ４）を作成し、そのヘッダにCC=11のＣＣ値を付加して移動機１ａへ送信する。移動機１ａはセグメント４を受信すると、ＦＩＮフラグとデータ２（data2）を受信したことの応答確認であるACK（FIN、data2）セグメント５（ＳＥＧ５）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加して、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。さらに、ＦＩＮフラグとACK（FIN）とを受信したことから、セッションを終了させる。セグメント５を受信したＴＣＰルータ４は、ACK（FIN、data2）セグメント１４（ＳＥＧ１４）を生成して、ＷＥＢサーバ６へ送信する。これにより、ＴＣＰルータ４は移動機１ａおよびＷＥＢサーバ６とのセッションをクローズする。さらに、セグメント１４を受信したＷＥＢサーバ６は、終了待ちしていたセッションをクローズする。
【００３２】
次に、例えば基地局２に在圏する移動機１ａが、インターネット５上のＷＥＢサーバ６にＴＣＰルータ４を介してアクセスする際に、ＷＥＢサーバ６がＴ／ＴＣＰをサポートしていない場合のシーケンスを図４に示す。ただし、図４に示すシーケンスは、ＴＣＰルータ４においてＴＡＯテストが成功しているシーケンスとされている。
図４に示すシーケンスにおいて、移動機１ａはＴ／ＴＣＰをサポートしていることから、セッションを開始する際に移動機１ａは、ＳＹＮ＋ＦＩＮ＋データ１（data1）からなるセグメント１（ＳＥＧ１）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加し、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。このSYNフラグを含むセグメント１はＴＣＰルータ４により受信され、受信したＴＣＰルータ４は、セグメント１におけるＣＣ値「１」の大きさとキャッシュされているＣＣ値との大きさとを比較する。この場合、ＴＣＰルータ４にキャッシュされている移動機１ａに割り当てられたＩＰアドレスに対応するＣＣ値が「０」とされていると、ＴＣＰルータ４におけるＴＡＯテストは成功し、ＴＣＰルータ４はセグメント１を移動機１ａからの新規のシーケンスのセグメントと判断する。
【００３３】
そして、ＴＣＰルータ４は、宛先であるＷＥＢサーバ６との間のセッションを開始するように、ＳＹＮ＋ＦＩＮ＋データ１（data1）からなるセグメント１０（ＳＥＧ１０）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=10を付加し、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。このＳＹＮフラグを含むセグメント１０はＷＥＢサーバ６により受信されるが、受信したＷＥＢサーバ６は、Ｔ／ＴＣＰをサポートしていないことからＣＣ値およびデータ１（data1）は破棄される。そして、セグメント１０に基づいてＳＹＮ＋ＡＣＫ（SYN）からなるセグメント１１（ＳＥＧ１１）が生成されて、移動機１ａを宛先として送信される。
【００３４】
このセグメント１１を受信したＴＣＰルータ４は、ＳＹＮフラグに対する応答確認であるこのＡＣＫ（SYN）セグメント１２を生成して、ＷＥＢサーバ６へ送信する。これにより、３ウェイハンドシェイクが行われＴＣＰルータ４とＷＥＢサーバ６との間がＴＣＰにより接続されるようになる。そこで、ＴＣＰルータ４は、キューイングしていたデータ１（data1）をセグメント１３によりＷＥＢサーバ６へ再送する。このセグメント１３を受信したＷＥＢサーバ６においては、データ１がアプリケーションに送られて、データ１でリクエストされたデータ２（data2）・・・が用意される。そこで、ＷＥＢサーバ６は、データ２（data2）からなるセグメント１４（ＳＥＧ１４）を作成し、ＴＣＰルータ４へ送信する。ＷＥＢサーバ６は、送るデータが終了するとＦＩＮセグメント１５を作成してＴＣＰルータ４へ送信する。
【００３５】
ＴＣＰルータ４がＦＩＮセグメント１５を受信すると、セグメント１１およびセグメント１５に基づくと共にセグメント１４で受信したデータ２（data2）を含むＳＹＮ＋ＦＩＮ＋ＡＣＫ（SYN，FIN，data1）＋データ（data2）からなるセグメントを作成する。そして、そのヘッダにＣＣ値としてCC=11とCCecho=1を付加して移動機１ａに送信する。移動機１ａはセグメント２を受信すると、CC.echo=1が付加されていることから、セグメント２がセグメント１に対するＳＹＮ，ＡＣＫセグメントであることが確認される。そして、ＳＹＮフラグ、ＦＩＮフラグおよびデータ２を受信したことの応答確認であるＡＣＫ（SYN，FIN，data2）からなるセグメント３（ＳＥＧ３）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加し、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。なお、移動機１ａは、ACK（FIN）とＦＩＮフラグとを受信したことから、セッションを終了させる。
【００３６】
ＴＣＰルータ４は、セグメント３を受信すると、セグメント３に基づいてＡＣＫ（FIN，data2）からなるセグメント１６（ＳＥＧ１６）を生成して、ＷＥＢサーバ６へ送信する。これにより、ＴＣＰルータ４は移動機１ａおよびＷＥＢサーバ６とのセッションをクローズする。さらに、セグメント１６を受信したＷＥＢサーバ６もセッションをクローズする。
このように、ＷＥＢサーバ６がＴ／ＴＣＰをサポートしていない場合であっても、移動機１ａとＴＣＰルータ４間を３ウェイハンドシェイクを回避してＴ／ＴＣＰにより接続することができる。従って、ＷＥＢサーバ６がＴ／ＴＣＰをサポートしていない場合であっても、移動通信網１０の無線リソースを有効に使用することができるようになる。
【００３７】
次に、例えば基地局２に在圏する移動機１ａが、インターネット５上のＷＥＢサーバ６にＴＣＰルータ４を介してアクセスした際に、ＷＥＢサーバ６がＴ／ＴＣＰをサポートしていないと共に、タイムアウトした場合のシーケンスを図５に示す。
図５に示すシーケンスは、セグメント１を受信したＴＣＰルータ４においてタイマセットされる点を除いて図４に示すセグメント１３までのシーケンスと同様とされるので、その説明は省略する。ＴＣＰルータ４から再送されたデータ１（data1）からなるセグメント１３を受信したＷＥＢサーバ６では、データ１がアプリケーションに送られて、データ１でリクエストされたデータ２（data2）が用意される。しかし、データ２の用意に時間がかかりその間に図示するようにタイムアウトしたものとする。
【００３８】
この場合、ＴＣＰルータ４は、ＳＹＮ＋ＡＣＫ（SYN，FIN，data1）からなるセグメント２（ＳＥＧ２）を作成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=11とCCecho=1を付加して移動機１ａに送信する。移動機１ａはセグメント２を受信すると、CC.echo=1が付加されていることから、セグメント２はセグメント１に対するＳＹＮ，ＡＣＫセグメントであることを確認する。そして、ＳＹＮフラグを受信したことの応答確認であるＡＣＫ（SYN）からなるセグメント３（ＳＥＧ３）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加し、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。ここで、データ１でリクエストされたデータ２（data2）が用意されたとすると、ＷＥＢサーバ６はデータ２（data2）からなるセグメント１４（ＳＥＧ１４）を作成し、ＴＣＰルータ４へ送信する。ＴＣＰルータ４がセグメント１４を受信すると、セグメント１４で受信したデータ２（data2）からなるセグメント４（ＳＥＧ４）を作成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加して移動機１ａに送信する。
【００３９】
この場合、ＴＣＰルータ４におけるインターネット側のタイムアウト時間は、移動通信網１０側のタイムアウト時間より短くされている。これにより、図５に示すように移動機１ａにおいてＡＣＫが返らないことからセグメントの再送を行う前に、移動機１ａはＳＹＮ＋ＡＣＫセグメントを受信することができるようになる。このため、移動通信網１０においては再送による無線リソースの浪費を防止することができるようになる。
【００４０】
次に、例えば基地局２に在圏する移動機１ａが、インターネット５上のＷＥＢサーバ６にＴＣＰルータ４を介してアクセスした際に、伝送するデータが複数のセグメントにまたがる場合のシーケンスを図６に示す。ただし、図６に示すシーケンスは、ＷＥＢサーバ６がＴ／ＴＣＰをサポートしていない場合のシーケンスとされている。
図６に示すシーケンスにおいて、移動機１ａはＴ／ＴＣＰをサポートしており、伝送するデータが１セグメントで伝送可能なデータ量を超えていることから、セッションを開始する際に移動機１ａは、最初にＳＹＮ＋データ１（data1）からなるセグメント１（ＳＥＧ１）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加し、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。次いで、残るデータ２（data2）＋ＦＩＮからなるセグメント２（ＳＥＧ２）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加し、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。これらのセグメント１およびセグメント２はＴＣＰルータ４により受信され、受信したＴＣＰルータ４はＴＡＯテストを行う。ここでは、ＴＡＯテストは成功したものとし、ＴＣＰルータ４はＳＹＮフラグを含むセグメント１を移動機１ａからの新規のセッションのセグメントと判断する。
【００４１】
そして、ＴＣＰルータ４は、宛先であるＷＥＢサーバ６との間のセッションを開始するように、ＳＹＮ＋データ１（data1）からなるセグメント１０（ＳＥＧ１０）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=10を付加し、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。このＳＹＮフラグを含むセグメント１０はＷＥＢサーバ６により受信されるが、受信したＷＥＢサーバ６においては、Ｔ／ＴＣＰをサポートしていないことからＣＣ値およびデータ１（data1）は破棄される。そして、セグメント１０に基づいてＳＹＮ＋ＡＣＫ（SYN）からなるセグメント１１（ＳＥＧ１１）が生成されて、移動機１ａを宛先として送信される。
【００４２】
このセグメント１１を受信したＴＣＰルータ４は、ＳＹＮフラグに対する応答確認であるＡＣＫ（SYN）セグメント１２を生成して、ＷＥＢサーバ６へ送信する。これにより、３ウェイハンドシェイクによるＴＣＰ接続確立が行われＴＣＰルータ４とＷＥＢサーバ６との間がＴＣＰにより接続されるようになる。そこで、ＴＣＰルータ４は、キューイングしていたデータ１（data1）をセグメント１３（ＳＥＧ１３）によりＷＥＢサーバ６へ再送する。続いて、キューイングしていたデータ２（data2）とＦＩＮフラグからなるセグメント１４（ＳＥＧ１４）を生成して、ＷＥＢサーバ６へ送信する。このセグメント１３およびセグメント１４を受信したＷＥＢサーバ６においては、データ１およびデータ２がアプリケーションに送られて、データ１およびデータ２でリクエストされたデータ３（data3）およびデータ４（data4）が用意される。そこで、まずＷＥＢサーバ６は、データ３（data3）およびデータ１，データ２およびＦＩＮフラグに対する応答確認であるＡＣＫ（data1，data2，FIN）からなるセグメント１５（ＳＥＧ１５）を作成し、ＴＣＰルータ４へ送信する。
【００４３】
ＴＣＰルータ４がＦＩＮセグメント１５を受信すると、セグメント１１およびセグメント１５に基づくと共にセグメント１５で受信したデータ３（data3）を含むＳＹＮ＋ＡＣＫ（SYN，FIN，data1，data2）＋データ３（data3）からなるセグメントを作成する。そして、そのヘッダにＣＣ値としてCC=11とCCecho=1を付加して移動機１ａに送信する。続いて、ＷＥＢサーバ６は、データ４（data4）と終了を示すＦＩＮフラグからなるセグメント１６（ＳＥＧ１６）を作成し、ＴＣＰルータ４へ送信する。セグメント１６を受信したＴＣＰルータ４は、受信したデータ４（data4）とＦＩＮフラグからなるセグメント４（ＳＥＧ４）を作成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加して移動機１ａに送信する。
【００４４】
移動機１ａはセグメント３を受信すると、CC.echo=1が付加されていることから、セグメント３がセグメント１に対するＳＹＮ，ＡＣＫセグメントであることが確認される。そして、セグメント３およびセグメント４で受信したＳＹＮフラグ、ＦＩＮフラグおよびデータ３，データ４の応答確認であるＡＣＫ（SYN，data3，data4，FIN）からなるセグメント５（ＳＥＧ５）を生成して、そのヘッダにＣＣ値としてCC=1を付加し、ＷＥＢサーバ６を宛先として送信する。なお、移動機１ａは、ACK（FIN）とＦＩＮフラグとを受信したことから、セッションを終了させる。ＴＣＰルータ４は、セグメント５を受信すると、セグメント５に基づいてＡＣＫ（data3，data4，FIN）からなるセグメント１７（ＳＥＧ１７）を生成して、ＷＥＢサーバ６へ送信する。これにより、ＴＣＰルータ４は移動機１ａおよびＷＥＢサーバ６とのセッションをクローズする。さらに、セグメント１７を受信したＷＥＢサーバ６もセッションをクローズする。
【００４５】
このように、データが複数セグメントにわたる場合であっても、移動機１ａとＴＣＰルータ４間は３ウェイハンドシェイクを回避したＴ／ＴＣＰにより、少ないセグメントにより複数セグメントにわたるデータの授受を行うことができる。従って、データが複数セグメントにわたる場合であっても、移動通信網１０の無線リソースを有効に活用することができるようになる。
【００４６】
次に、ＴＣＰルータ４におけるバッファリング・ウィンドウ機能について図７を参照して説明する。
図７には、移動機１ａとＴＣＰルータ４との間において３つのセッションが同時に行われている場合のバッファ構成が示されている。この場合、ＴＣＰルータ４においては、セッション毎にバッファ１４ａ，１４ｂ，１４ｃが用意される。この３つのバッファ１４ａ，１４ｂ，１４ｃのサイズはそれぞれ８ｋバイト（8kByte）とされる。また、交換機３において移動機１ａに用意されるバッファ１３ａのサイズは８ｋバイト（8kByte）とされる。さらに、移動機１ａにおいては、セッション毎にバッファ１１ａ，１１ｂ，１１ｃが用意され、その３つのバッファ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのサイズはそれぞれ８ｋバイト（8kByte）とされる。
【００４７】
このように、交換機３においてはセッション毎のバッファが用意されないため、交換機３のウィンドウサイズに応じてＴＣＰルータ４は、３つのセッションのデータを交換機３に送っている。例えば、セッション１におけるバッファ１４ａに格納されているデータは、８ｋバイトの内の２ｋバイトを交換機３に送り、セッション２におけるバッファ１４ｂに格納されているデータは、８ｋバイトの内の２ｋバイトを交換機３に送り、セッション３におけるバッファ１４ｃに格納されているデータは、８ｋバイトの内の４ｋバイトを交換機３に送るようにバッファ制御している。このように、ＴＣＰルータ４は交換機３におけるバッファ１３ａのウィンドウサイズに応じて、バッファリングされているデータの量を制御して送信している。これにより、交換機３のバッファサイズが１６ｋバイトや３２ｋバイトになった際にも対応させることができるようになる。なお、交換機３におけるバッファ１３ａに格納された３つのセッションのデータは移動機１ａに送られて、セッション毎のバッファ１１ａ，１１ｂ，１１ｃにそれぞれ格納される。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は以上のように、第１の通信網あるいは第２の通信網からの初回のセッションにおいて予め定められている初回コネクション・カウント値に満たないコネクション・カウント値をデフォルト値としてキャッシュしているキャッシュ手段をルータ装置に備えるようにしている。これにより、第１の通信網あるいは第２の通信網からの初回のセッションに通知されるコネクション・カウント値は、ルータ装置にキャッシュされているコネクション・カウント値を超えるようになるので、３ウェイハンドシェイクを回避してＴ／ＴＣＰの接続を行うことができるようになる。これにより、Ｔ／ＴＣＰを用いて効率的なトランザクション処理を行えるようになる。
また、例えば第１の通信網とされる移動通信網における移動機（クライアント）と、例えば第２の通信網とされるインターネットにおけるサーバとを接続する際に、移動機との間をＴ／ＴＣＰで接続すると共にサーバとの間をＴＣＰで接続することができる。この場合においても、移動機との間においては、３ウェイハンドシェイクを回避してＴ／ＴＣＰの接続確立を行うことができるため、移動通信網における無線リソースを有効に使用することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のルータ装置を、第１の通信網としての移動通信網と第２の通信網としてのインターネットとの間に配置した通信システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態のルータ装置において、３ウェイハンドシェイクを回避することのできるシーケンス図である。
【図３】本発明の実施の形態のルータ装置において、ＴＡＯテストが失敗した場合のシーケンス図である。
【図４】本発明の実施の形態のルータ装置において、ＷＥＢサーバがＴ／ＴＣＰをサポートしていない場合のシーケンス図である。
【図５】本発明の実施の形態のルータ装置において、タイムアウトした場合のシーケンス図である。
【図６】本発明の実施の形態のルータ装置において、伝送するデータが複数のセグメントにまたがる場合のシーケンス図である。
【図７】本発明の実施の形態のルータ装置におけるバッファリング・ウィンドウ機能を説明するための図である。
【図８】ＴＣＰのシーケンス図である。
【図９】３ウェイハンドシェイクを回避することのできるＴ／ＴＣＰのシーケンス図である。
【図１０】初回のセッションにおけるＴ／ＴＣＰのシーケンス図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ移動機、２基地局、３交換機、４ＴＣＰルータ、４ａデータ送受信部、４ｂデータ処理部、４ｃデータ送受信部、５インターネット、６ＷＥＢサーバ、１０移動通信網、１１ａ，１１ｂ，１１ｃバッファ、１３ａバッファ、１４ａ，１４ｂ，１４ｃバッファ、１００クライアント、１００クライント、２００サーバ、３００サーバ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is arranged between a first communication network and a second communication network, and has a function of avoiding a 3-way handshake even in an initial session of a transaction type transport control protocol (T / TCP). The present invention relates to a router device that supports a normal transport control protocol (TCP).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a transport control protocol (hereinafter referred to as “TCP (Transport Control Protocol)”) is known as a network protocol used for communication in a communication network. This TCP is a protocol that is located in the fourth transport layer of the OSI reference model and has functions such as retransmission, packet order control and flow control, and is used as a standard protocol for communication on the Internet. Yes. TCP is also used when a mobile information terminal such as a cellular phone is connected to the Internet via a mobile communication network for communication.
[0003]
FIG. 8 shows an example of a TCP sequence when data is exchanged once between the client 100 and the server 200 located on the network.
When data is exchanged using TCP, first, connection establishment processing for connecting the client 100 and the server 200 is performed. In the TCP connection establishment processing, first, a segment (SEG1: segment 1) including a SYN flag designating the server 200 is sent from the client 100 that executes active open to the server 200 that executes passive open. Here, the “segment” is a unit used when TCP exchanges with a lower network layer. The “SYN flag” is a SYN (Synchronize) flag for synchronizing the sequence numbers among a plurality of control flags provided in the segment. When “1” is set here, the SYN flag is set. Will be sent.
[0004]
Upon receiving the segment including the SYN flag (hereinafter referred to as “SYN segment”), the server 200 returns ACK (SYN), which is an acknowledgment response to SYN. Further, a SYN flag for synchronizing the sequence number from the server 200 side is transmitted. That is, a (SYN + ACK) segment (SEG2: segment 2) including the initial sequence number of the server 200 is generated, and the server 200 returns it to the client 100. The client 100 returns an ACK (SYN), which is an acknowledgment response to the SYN in the segment 2 transmitted from the server 200, in the segment 3 (SEG3). As a result, a TCP connection is established between the client 100 and the server 200. As described above, since the connection is established by exchanging three segments, such a connection establishment process is called a connection establishment process by a 3-way handshake (3WH).
[0005]
When the connection is established in this way, data can be exchanged, and the client 100 sends, for example, a data segment (SEG4: segment 4) for requesting data to the server 200. The server 200 that has received this data segment returns an ACK (data) segment (SEG5: segment 5), which is an acknowledgment of the received data, to the client 100. Then, the server 200 sends the requested data (data) to the client 100 through the data segment (SEG6: segment 6). The client 100 returns an ACK (data) segment (SEG7: segment 7), which is an acknowledgment response to the reply data, to the server 200.
[0006]
As a result, when the data transmission / reception is completed, a TCP connection termination process is performed next. In the TCP connection termination process, first, a FIN segment (SEG8: Segment 8) is transmitted from the client 100 that performs active close to the server 200 that performs passive close. Here, the “FIN segment” is a segment that informs the sender that transmission of data has ended, and “1” is set in the FIN (Finish) flag. When the server 200 receives the FIN segment (SEG8), the server 200 returns an ACK (FIN) segment that is an acknowledgment response to the FIN. Further, a FIN flag for terminating communication from the server 200 to the client 100 is transmitted. That is, the server 200 returns the (FIN + ACK) segment (SEG9: segment 9) to the client 100. When the client 100 receives the (FIN + ACK) segment (SEG9), the client 100 returns an ACK (FIN) segment (SEG10: segment 10), which is an acknowledgment response to the FIN, to the server 200. As a result, the TCP connection between the server 200 and the client 100 is closed.
[0007]
As described above, in the connection establishment process and the connection end process, the client 100 side and the server 200 side transmit or send a SYN flag and a FIN flag, respectively, because TCP is connected to the upstream and downstream full duplex signals. This is because it is necessary to open or close the upstream and downstream communication paths. As described above, the connection establishment process and the connection end process are executed before and after the transmission of the transfer target data, and a confirmation response is made so that reliable data transmission can be performed in TCP.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when performing communication using TCP, as shown in FIG. 8, in the connection start process and connection end process before and after data transmission, a total of six segments need to be transmitted and received, and data is exchanged once by one. Even if it exists, transmission / reception of 10 segments is required. For this reason, when performing transaction processing, which is a processing unit consisting of a series of processes in which the server 200 responds to a request from the client 100, overhead of connection establishment processing and connection termination processing occurs, and transaction processing There was a problem that the speed of the machine would decrease. In particular, in the case of a mobile communication network such as a cellular phone communication network, it is difficult to ensure a high data transmission rate because a wireless transmission path is interposed, and therefore a transport that can perform more efficient transaction processing. A layer protocol was desired.
[0009]
Therefore, in order to provide a transport layer that can avoid the overhead of connection establishment processing and connection termination processing and perform efficient transaction processing, a transaction-type transport control protocol (hereinafter referred to as “T / TCP”). Can be used. This T / TCP is a protocol whose definition is described in RFC (Request For Comment) 1379 and 1644.
In T / TCP, when the first connection is made, a three-way handshake (3WH) is negotiated to establish a connection. In this case, in T / TCP, the connected session is managed by a value called a CC (connection count) value. For this reason, by sending the CC value held at the start of the next session, connection establishment can be performed while avoiding 3WH. This is used to determine if it is an old session. For example, if the CC value of the SYN segment sent by the client exceeds the CC value cached in the server, the server determines that it is a new session and connects without performing 3WH. The CC value sent from the transmission side is incremented when the session is started, and the last CC value for each client sent from the client is cached in the server.
[0010]
An example of a T / TCP sequence is shown in FIG. In the sequence shown in FIG. 9, it is assumed that y1 is cached as a CC value in the cache CC [B] of the client 100 and x2 is cached as a CC value in the cache CC [A] of the server 300. When starting the sequence, the client 100 adds CC = x3 as the CC value to the header of the segment 10 (SEG10) of the SYN flag + data 1 (data1), and designates the server 300 for transmission. The CC value to be added is a connection counter value that is incremented when the session is started. The server 300 that has received the segment 10 including the SYN flag compares the size of the CC value x3 in the segment 10 with the size of the CC value x2 cached in the cache CC [A]. In this case, if x3> x2, the server 300 determines that the segment is a new sequence with the client 100. Then, the server 300 prepares the requested data 2 (data2) with the received data 1.
[0011]
Next, the server 300 generates a segment 11 (SEG11) of a SYN flag + ACK (SYN, data1) flag + data 2 (data2), and a CC value CC = CC = a connection counter value in the server 300 as a CC value in the header. y2 and the received CC value are added as CC.echo = x3, and the client 100 is designated and transmitted. In this case, ACK (SYN, data1) is a response confirmation that the SYN flag and data1 have been received, and CC.echo = x3 is for confirming that it is a segment for the first SYN segment (segment 10) of the session. Is the echo. The client 100 receives the SYN flag and data 2 by the segment 11, and also returns an ACK (SYN, data1) flag and CC.echo = x3. Therefore, the client 100 confirms that it has received the SYN flag and data2. A segment 12 (SEG12) of a certain ACK (SYN, data2) flag is transmitted to the server 300. As described above, in T / TCP, a data transfer transaction can be executed without executing 3WH. A mechanism for avoiding 3WH by comparing the CC value sent in the first SYN segment with the cached CC value is called TAO (TCP Accelerated Open), and the comparison is called TAO test. That is, the TAO test is successful in the sequence shown in FIG.
[0012]
Next, FIG. 10 shows a T / TCP sequence when an initial sequence is performed, for example, when an IP address is newly assigned to the client 100. In such an initial sequence, the client 100 can send CC.NEW prepared as an option instead of the CC value of the connection counter. That is, the client 100 adds CC.NEW = x to the header of the segment 1 (SEG1) of the SYN flag + data 1 (data1), and designates the server 300 for transmission. In the cache of the server 300, x0 is cached as the CC value. However, since the CC added to the segment 1 is CC.NEW, the CC value in the cache is invalidated and the CC value in the cache is No comparison is made with the received CC value. Since the received CC value is CC.NEW, data 1 in segment 1 is queued. Next, a segment 2 (SEG2) including a SYN flag + ACK (SYN) is generated, and CC = y1 and CC.ECHO = x which are CC values of the server 300 are added to the header and transmitted to the client 100.
[0013]
The client 100 having received the segment 2 confirms the ACK (SYN) flag and confirms that CC.ECHO = x is returned, and stores the sent CC value y1 in the cache. Next, segment 3 (SEG3) including ACK (SYN), which is a response confirmation to SYN from server 300, is generated, and CC = x is added to the header and transmitted to server 300. As a result, since the connection is established by performing 3WH, the server 300 that has received the segment 3 of ACK (SYN) sends the data 1 that has been queued to the application. Furthermore, CC = x is cached in the cache. Next, the server 300 adds CC = y2 to the header of the segment 4 (SEG4) including the data 2 (data2) requested by the data 1 and transmits it to the client 100. Since the data 2 is received by the segment 4, the client 100 generates the segment 5 (SEG5) including the ACK (data2) flag, adds CC = x to the header thereof, and transmits it to the server 300. In this way, if the TAO test is successful when performing communication using T / TCP, as shown in FIG. 9, it is possible to perform T / TCP communication while avoiding 3WH for the first and subsequent sessions. .
[0014]
By the way, many servers on the Internet that support only TCP and do not support T / TCP are also used. On the other hand, it is effective to use T / TCP described above in a communication network with limited resources such as a mobile communication network. Therefore, when communication is performed between a mobile device and the Internet, a communication protocol can be converted between a mobile communication network using T / TCP and a communication network such as the Internet using TCP or T / TCP. A router device is arranged.
However, even if T / TCP is used, a three-way handshake cannot be avoided at the start of the first session, and the efficiency of a communication network with limited resources such as a mobile communication network is reduced. there were. In particular, in a mobile station in a mobile communication network, an IP address is dynamically assigned by a router device. Therefore, it is necessary to execute a 3-way handshake every time an IP address is assigned and a session is started. Even if it is used, efficient transaction processing cannot be performed.
[0015]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a router device capable of avoiding the 3-way handshake even at the start of the first session in order to solve the above-described problems.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a router device according to the present invention is arranged between a first communication network and a second communication network, and is equipped with a transaction type transport control protocol (T / TCP), A router device supporting the transport control protocol (TCP) ofAssigning means for dynamically assigning an IP address to a client in the first communication network;The first communication networkWhen a new IP address is assigned to the client by the assigning means.A cache means for caching a connection count value less than a predetermined initial connection count value in a first session as a default value; and the first communication networkOf the clientWhen the session start segment including the first connection count value is received from the first connection count value and the second connection count value cached in the cache means are compared, Processing means for determining that the received segment is a segment of a new session when the first connection count value exceeds the second connection count value;Of the clientsIn the first sessionBy transmitting a segment including the initial connection count value as the first connection count valueConnection establishment of a transaction type transport control protocol (T / TCP) can be performed without performing a three-way handshake.
[0017]
  In the router device of the present invention,A conversion unit that performs protocol conversion between a transaction-type transport control protocol (T / TCP) and a normal transport control protocol (TCP) is provided.Supports transactional transport control protocol (T / TCP) in the first communication networkAboveConnect with clients using transactional transport control protocol (T / TCP)As you canThe server that supports the normal transport control protocol (TCP) in the second communication network is connected using the normal transport control protocol (TCP).CanWhen communication is performed between the client and the server, a connection with the client can be established using a transaction-type transport control protocol (T / TCP) without performing a three-way handshake. Good.
  Furthermore, the router device of the present invention further includes conversion means for performing protocol conversion between a transaction type transport control protocol (T / TCP) and a normal transport control protocol (TCP). It is possible to connect with the client that supports the transaction type transport control protocol (T / TCP) in the first communication network using the transaction type transport control protocol (T / TCP), and A server that supports a transactional transport control protocol (T / TCP) in the second communication network can be connected by a transactional transport control protocol (T / TCP), and the client and With the server When performing communication, it is possible to establish a connection independently between the client and the server by a transactional transport control protocol (T / TCP) without performing a three-way handshake. May be.
[0018]
According to the present invention, a connection count value that does not satisfy a predetermined initial connection count value in a first session from the first communication network or the second communication network is cached as a default value. The cache device is provided in the router device. As a result, the connection count value notified to the first session from the first communication network or the second communication network exceeds the connection count value cached in the router device. A T / TCP connection can be performed while avoiding a shake. As a result, efficient transaction processing can be performed using T / TCP.
For example, when connecting a mobile device (client) in a mobile communication network, which is a first communication network, and a server in the Internet, which is a second communication network, for example, T / TCP is connected between the mobile devices. And a TCP connection between the server and the server. Even in this case, since the T / TCP connection can be established while avoiding the 3-way handshake with the mobile device, radio resources in the mobile communication network can be used effectively. Become.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration example of a communication system in which a router device according to an embodiment of the present invention is arranged between a mobile communication network as a first communication network and the Internet as a second communication network. .
The communication system shown in FIG. 1 includes a mobile communication network 10, a TCP router 4 according to the present invention, and the Internet 5. In the mobile communication network 10, a plurality of mobile devices 1 a and 1 b that are mobile phones are located in the service area of the base station 2 and communicate with the base station 2 via a wireless communication line. A base station is provided for each cell, and only the base station 2 is shown. These base stations are connected to an exchange 3 that is an upper node, and the exchange 3 exchanges a plurality of base stations including the base station 2. This mobile communication network 10 is a transaction-type transport control protocol T / T as a transport layer communication protocol so that high-speed data transfer is possible even when a wireless communication line with a relatively low transmission rate is included. TCP is supported.
[0020]
The TCP router 4 according to the present invention includes a first data transmission / reception unit 4a that performs data transmission / reception with the mobile communication network 10 and a second data transmission / reception unit 4c that performs data transmission / reception with the Internet 5. And a data processing unit 4b that performs data processing including protocol conversion. The first data transmission / reception unit 4a and the second data transmission / reception unit 4c perform signal processing in the link layer of the OSI reference model. The data processing unit 4b performs data processing when communication is performed between the mobile device in the mobile communication network and the WEB server 6 in the Internet 5 using TCP or T / TCP. By the way, since a global address is assigned to the TCP router 4 and a global address cannot be assigned to each mobile device, an IP masquerade function for dynamically assigning an IP address to a mobile device that requests an IP address is provided as a data processing unit. 4b has. Further, the data processing unit 4b has a buffering window function for conversion between TCP and T / TCP and for timer control. The data processing unit 4b includes a data storage unit, a segment generation unit, and a timing control unit. The data storage unit is a temporary register that temporarily stores data received from the mobile communication network 10 and the Internet 5. The segment generation unit generates a TCP or T / TCP segment to be transmitted to the mobile communication network 10 and the Internet 5. Further, the timing control unit controls the transmission timing of each segment transmitted toward the mobile communication network 10 and the Internet 5.
[0021]
The WEB server 6 located on the Internet 5 supports a transaction type T / TCP in addition to a normal TCP widely used in the Internet 5 as a transport layer communication protocol. Some servers do not support T / TCP.
Here, for example, when the mobile device 1 a located in the base station 2 accesses the WEB server 6 on the Internet 5, it is assumed that an IP address is newly assigned to the mobile device 1 a by the IP masquerade function of the TCP router 4. In such a case, since the CC value is reset, CC.NEW, which was conventionally prepared as a CC option, is sent in the first session so that a connection is established by performing a 3-way handshake. I was doing. In the TCP router 4 according to the present invention, in such a case, the default CC value in the first session set in the cache of the TCP router 4 is set to “0”, for example. In the mobile devices 1a, 1b,... That are clients, the default value of the connection counter in the first session is set to “1”. As a result, even when a new IP address is assigned and the first session is performed, the T / TCP connection can be established while avoiding the 3-way handshake.
[0022]
Below, for example, when a mobile station 1a newly assigned with an IP address located in the base station 2 accesses the WEB server 6 on the Internet 5 via the TCP router 4, a 3-way handshake is avoided. A possible sequence is shown in FIG. However, in the sequence shown in FIG. 2, it is assumed that the mobile device 1a and the WEB server 6 support T / TCP.
Since the mobile device 1a supports T / TCP, when starting a session, the mobile device 1a generates a segment 1 (SEG1) composed of SYN + FIN + data 1 (data1), and the first session in the header. A default CC value (CC = 1) set at the time is added, and the WEB server 6 is transmitted as the destination. The segment 1 including the SYN flag to which CC = 1 is added is received by the TCP router 4, and the received TCP router 4 determines the size of the CC value “1” in the segment 1 and the size of the cached CC value. Compare In this case, since the CC value corresponding to the IP address assigned to the mobile device 1a cached in the TCP router 4 is the default value “0”, the value of the CC value added to the segment 1 is The TAO test succeeds beyond the cached CC value, and the TCP router 4 determines that the segment 1 is a segment of a new session from the mobile device 1a.
[0023]
Then, the TCP router 4 generates a segment 10 (SEG10) composed of SYN + FIN + data 1 (data1) so as to start a session with the destination WEB server 6, and CC = CC = 10 is added, and the WEB server 6 is designated and transmitted. The CC value to be added is the value of the connection counter in the TCP router 4 and is set to “10” in this case. The segment 10 including the SYN flag is received by the WEB server 6, and the received WEB server 6 compares the size of the CC value “10” in the segment 10 with the size of the cached CC value. In this case, if the CC value in the TCP router 4 cached in the WEB server 6 is less than “10”, the TAO test is successful, and the WEB server 6 determines that the segment 10 is a segment of a new session from the TCP router 4. Judge.
[0024]
Therefore, the WEB server 6 sends the received data 1 to the application, prepares the data 2 (data2) requested by the data 1, and creates a segment 11 (SYN + FIN + ACK (SYN, FIN, data1) + data 2 (data2) 11 SEG11) is generated, CC = 5 and CCecho = 10 are added to the header as CC values, and the mobile station 1a is transmitted as the destination. The CC value to be added is the value of the connection counter in the WEB server 6, and in this case is “5”. CC.echo = 10 is an echo for the TCP router 4 to confirm that it is a SYN, ACK segment for the first SYN segment (segment 10) to which CC = 10 is added. Since the WEB server 6 receives the FIN flag together with the SYN flag, the WEB server 6 enters a session end waiting state.
[0025]
In the TCP router 4, since CC.echo = 10 is added to the segment 11, it is confirmed that the segment 11 is a SYN, ACK (SYN, FIN, data1) segment for the segment 10. Further, since the FIN flag and the data 2 are received by the segment 11, a segment 2 (SEG2) composed of SYN + FIN + ACK (SYN, FIN, data1) + data 2 (data2) is generated, and CC is set as the CC value in the header. = 5 and CCecho = 1 are added and transmitted to the mobile station 1a. CC.echo = 1 is an echo for the mobile station 1a to confirm that it is a SYN, ACK segment for the first SYN segment (segment 1) to which CC = 1 is added. The mobile station 1a receives the segment 2, the SYN flag, the FIN flag, and the data 2 are received, and the ACK (SYN, FIN, data1) flag and CC.echo = 1 are returned. To the application. Next, an ACK (FIN, data2) segment 3 (SEG3), which is a response confirmation that the FIN flag and data 2 (data2) have been received, is generated, and CC = 1 is added as a CC value to the header of the WEB server. 6 is sent as a destination. Further, since the FIN flag has been received, the FIN flag is transmitted in segment 1 and the session that has been waiting for termination is terminated.
[0026]
When the TCP router 4 receives the ACK (FIN, data2) segment 3 with the CC value CC = 1 from the mobile device 1a, the TCP router 4 terminates the session with the mobile device 1a, and sets the FIN flag and data 2 (data2). An ACK (FIN, data2) segment 12 (SEG12), which is a response confirmation of reception, is generated, CC = 10 is added to the header as a CC value, and transmitted to the WEB server 6. When receiving the ACK (FIN, data2) segment 12 with the CC value CC = 10 from the TCP router 4, the WEB server 6 terminates the session that has been waiting for termination.
In this way, by setting the CC value in the first session in advance, even when the first session is opened using T / TCP, the data transfer transaction is executed without executing the 3-way handshake. Will be able to. In this case, when the TCP router 4 of the present invention is provided between the mobile communication network 10 and the Internet 5, as described above, the session between the mobile communication network 10 and the TCP router 4, the TCP router 4 and the Internet 5 Since each session becomes an independent session, 3-way handshake can be avoided in each session.
[0027]
Next, for example, when the mobile device 1a located in the base station 2 accesses the WEB server 6 on the Internet 5 via the TCP router 4, a sequence when the TAO test in the WEB server 6 fails is shown in FIG. Shown in However, in the sequence shown in FIG. 3, the mobile device 1a and the WEB server 6 support T / TCP.
In the sequence shown in FIG. 3, since the mobile device 1a supports T / TCP, when starting a session, the mobile device 1a generates a segment 1 (SEG1) composed of SYN + FIN + data 1 (data1). Then, CC = 1 is added to the header as the CC value, and the WEB server 6 is transmitted as the destination. The segment 1 including the SYN flag is received by the TCP router 4, and the received TCP router 4 compares the size of the CC value “1” in the segment 1 with the size of the cached CC value. In this case, if the CC value corresponding to the IP address assigned to the mobile device 1a cached in the TCP router 4 is “0”, the TAO test in the TCP router 4 is successful, and the TCP router 4 1 is determined as a segment of a new sequence from the mobile station 1a.
[0028]
Then, the TCP router 4 generates a segment 10 (SEG10) composed of SYN + FIN + data 1 (data1) so as to start a session with the destination WEB server 6, and CC = CC = 10 is added, and the WEB server 6 is designated and transmitted. The segment 10 including the SYN flag is received by the WEB server 6, and the received WEB server 6 compares the size of the CC value “10” in the segment 10 with the size of the cached CC value to test the TAO test. I do. In this case, if the CC value in the TCP router 4 cached in the WEB server 6 is equal to or greater than “11”, the TAO test fails, and a 3-way handshake is made so as to connect by TCP instead of T / TCP. Will be executed.
[0029]
Therefore, the WEB server 6 generates a segment 11 (SEG11) composed of SYN + ACK (SYN) and transmits the mobile device 1a as a destination. The TCP router 4 that has received the segment 11 sets the SYN + ACK (SYN, data1) segment as the segment 2, adds CC = 11 and CCecho = 1 as CC values to the header, and transmits the segment to the mobile device 1a. When the mobile station 1a receives the segment 2, since CC.echo = 1 is added, the mobile station 1a confirms that the segment 2 is a SYN, ACK (SYN, data1) segment for the segment 1. Then, since ACK (FIN) is not returned, segment 3 (SEG3) including FIN + ACK (SYN) including the FIN flag to be retransmitted is generated, CC = 1 is added to the header as CC value, and WEB server 6 Is sent as a destination. When the TCP router 4 receives the ACK segment 3, a 3-way handshake is performed between the mobile device 1a and the TCP router 4 to establish a T / TCP connection.
[0030]
When the TCP router 4 receives the segment 3, the segment 12 (SEG12) includes FIN + ACK (SYN) + data 1 (data1) including the FIN flag to be retransmitted based on the segment 3 and the queued data 1 (data1). Is transmitted to the WEB server 6. Note that the TCP router 4 has received the FIN flag, and enters a session waiting state between the mobile devices 1a. When the WEB server 6 receives this segment 12, a 3-way handshake is performed between the TCP router 4 and the WEB server 6 to establish a TCP connection. Thereby, data 1 is sent to the application, and data 2 (data 2) requested by data 1 is prepared. Therefore, the WEB server 6 creates a segment 13 (SEG 13) composed of FIN + ACK (FIN, data1) + data 2 (data2) and transmits it to the TCP router 4. Note that the WEB server 6 has received the FIN flag, and enters a state of waiting for termination of the session between the TCP routers 4.
[0031]
The TCP router 4 creates a segment 4 (SEG4) composed of FIN + ACK (FIN, data1) + data 2 (data2) based on the received segment 13, and adds a CC value of CC = 11 to the header to add the mobile station. Send to 1a. When the mobile station 1a receives the segment 4, the mobile station 1a generates an ACK (FIN, data2) segment 5 (SEG5), which is a response confirmation that the FIN flag and data 2 (data2) have been received. = 1 is added, and the WEB server 6 is transmitted as the destination. Furthermore, since the FIN flag and ACK (FIN) are received, the session is terminated. The TCP router 4 that has received the segment 5 generates an ACK (FIN, data2) segment 14 (SEG 14) and transmits it to the WEB server 6. Thereby, the TCP router 4 closes the session with the mobile device 1a and the WEB server 6. Further, the WEB server 6 that has received the segment 14 closes the session waiting for termination.
[0032]
Next, for example, when the mobile device 1a located in the base station 2 accesses the WEB server 6 on the Internet 5 via the TCP router 4, the sequence when the WEB server 6 does not support T / TCP. Is shown in FIG. However, the sequence shown in FIG. 4 is a sequence in which the TAO test is successful in the TCP router 4.
In the sequence shown in FIG. 4, since the mobile device 1a supports T / TCP, when starting a session, the mobile device 1a generates a segment 1 (SEG1) composed of SYN + FIN + data 1 (data1). Then, CC = 1 is added to the header as the CC value, and the WEB server 6 is transmitted as the destination. The segment 1 including the SYN flag is received by the TCP router 4, and the received TCP router 4 compares the size of the CC value “1” in the segment 1 with the size of the cached CC value. In this case, if the CC value corresponding to the IP address assigned to the mobile device 1a cached in the TCP router 4 is “0”, the TAO test in the TCP router 4 is successful, and the TCP router 4 1 is determined as a segment of a new sequence from the mobile station 1a.
[0033]
Then, the TCP router 4 generates a segment 10 (SEG10) composed of SYN + FIN + data 1 (data1) so as to start a session with the destination WEB server 6, and CC = CC = 10 is added, and the WEB server 6 is transmitted as the destination. The segment 10 including the SYN flag is received by the WEB server 6, but the CC value and data 1 (data1) are discarded because the received WEB server 6 does not support T / TCP. Then, a segment 11 (SEG11) composed of SYN + ACK (SYN) is generated based on the segment 10, and transmitted to the mobile device 1a as a destination.
[0034]
The TCP router 4 that has received this segment 11 generates this ACK (SYN) segment 12 that is a response confirmation to the SYN flag, and transmits it to the WEB server 6. As a result, a 3-way handshake is performed, and the TCP router 4 and the WEB server 6 are connected by TCP. Therefore, the TCP router 4 retransmits the queued data 1 (data1) to the WEB server 6 through the segment 13. In the WEB server 6 that has received the segment 13, data 1 is sent to the application, and data 2 (data2)... Requested by the data 1 is prepared. Therefore, the WEB server 6 creates a segment 14 (SEG 14) composed of data 2 (data 2) and transmits it to the TCP router 4. When the data to be sent ends, the WEB server 6 creates a FIN segment 15 and sends it to the TCP router 4.
[0035]
When the TCP router 4 receives the FIN segment 15, it creates a segment consisting of SYN + FIN + ACK (SYN, FIN, data1) + data (data2) based on the segments 11 and 15 and including the data 2 (data2) received in the segment 14. . Then, CC = 11 and CCecho = 1 are added to the header as CC values and transmitted to the mobile device 1a. When mobile station 1a receives segment 2, since CC.echo = 1 is added, it is confirmed that segment 2 is a SYN, ACK segment for segment 1. Then, segment 3 (SEG3) consisting of ACK (SYN, FIN, data2), which is a response confirmation that the SYN flag, FIN flag, and data 2 have been received, is generated, and CC = 1 is added to the header as CC value The WEB server 6 is transmitted as the destination. Note that the mobile device 1a terminates the session because it has received ACK (FIN) and the FIN flag.
[0036]
When the TCP router 4 receives the segment 3, it generates a segment 16 (SEG 16) composed of ACK (FIN, data 2) based on the segment 3, and transmits it to the WEB server 6. Thereby, the TCP router 4 closes the session with the mobile device 1a and the WEB server 6. Further, the WEB server 6 that has received the segment 16 also closes the session.
As described above, even when the WEB server 6 does not support T / TCP, the mobile device 1a and the TCP router 4 can be connected by T / TCP while avoiding the 3-way handshake. Therefore, even when the WEB server 6 does not support T / TCP, the radio resources of the mobile communication network 10 can be used effectively.
[0037]
Next, for example, when the mobile station 1a located in the base station 2 accesses the WEB server 6 on the Internet 5 via the TCP router 4, the WEB server 6 does not support T / TCP and time-out FIG. 5 shows the sequence in the case of the above.
The sequence shown in FIG. 5 is the same as the sequence up to the segment 13 shown in FIG. 4 except that the timer is set in the TCP router 4 that has received the segment 1, and the description thereof will be omitted. In the WEB server 6 that has received the segment 13 composed of the data 1 (data 1) retransmitted from the TCP router 4, the data 1 is sent to the application, and the data 2 requested by the data 1 (data 2) is prepared. However, preparation of the data 2 takes time, and it is assumed that time-out occurs as shown in the figure.
[0038]
In this case, the TCP router 4 creates a segment 2 (SEG2) composed of SYN + ACK (SYN, FIN, data1), adds CC = 11 and CCecho = 1 as CC values to the header, and transmits them to the mobile station 1a. To do. When the mobile device 1a receives the segment 2, since CC.echo = 1 is added, the mobile device 1a confirms that the segment 2 is a SYN, ACK segment for the segment 1. Then, segment 3 (SEG3) consisting of ACK (SYN), which is a response confirmation that the SYN flag has been received, is generated, CC = 1 is added to the header, and WEB server 6 is transmitted as the destination. . Here, assuming that data 2 (data 2) requested by data 1 is prepared, the WEB server 6 creates a segment 14 (SEG 14) composed of data 2 (data 2) and transmits it to the TCP router 4. When the TCP router 4 receives the segment 14, it creates a segment 4 (SEG4) composed of the data 2 (data2) received in the segment 14, adds CC = 1 as a CC value to the header, and transmits it to the mobile device 1a. To do.
[0039]
In this case, the timeout time on the Internet side in the TCP router 4 is shorter than the timeout time on the mobile communication network 10 side. Thereby, as shown in FIG. 5, since ACK is not returned in the mobile station 1a, the mobile station 1a can receive the SYN + ACK segment before retransmitting the segment. For this reason, in the mobile communication network 10, waste of radio resources due to retransmission can be prevented.
[0040]
Next, for example, when the mobile device 1a located in the base station 2 accesses the WEB server 6 on the Internet 5 via the TCP router 4, the sequence in the case where the data to be transmitted extends over a plurality of segments is shown in FIG. Shown in However, the sequence shown in FIG. 6 is a sequence when the WEB server 6 does not support T / TCP.
In the sequence shown in FIG. 6, since the mobile device 1a supports T / TCP and the data to be transmitted exceeds the amount of data that can be transmitted in one segment, the mobile device 1a First, a segment 1 (SEG1) composed of SYN + data 1 (data1) is generated, CC = 1 is added to the header as a CC value, and the WEB server 6 is transmitted as a destination. Next, a segment 2 (SEG2) consisting of the remaining data 2 (data2) + FIN is generated, CC = 1 is added to the header, and the WEB server 6 is transmitted as the destination. These segment 1 and segment 2 are received by the TCP router 4, and the received TCP router 4 performs a TAO test. Here, it is assumed that the TAO test is successful, and the TCP router 4 determines that the segment 1 including the SYN flag is a segment of a new session from the mobile device 1a.
[0041]
Then, the TCP router 4 generates a segment 10 (SEG10) composed of SYN + data 1 (data1) so as to start a session with the WEB server 6 which is the destination, and CC = CC = 10 is added, and the WEB server 6 is transmitted as the destination. The segment 10 including the SYN flag is received by the WEB server 6, but the CC value and data 1 (data1) are discarded because the received WEB server 6 does not support T / TCP. Then, a segment 11 (SEG11) composed of SYN + ACK (SYN) is generated based on the segment 10, and transmitted to the mobile device 1a as a destination.
[0042]
The TCP router 4 that has received this segment 11 generates an ACK (SYN) segment 12 that is a response confirmation to the SYN flag, and transmits it to the WEB server 6. As a result, a TCP connection is established by a three-way handshake, and the TCP router 4 and the WEB server 6 are connected by TCP. Therefore, the TCP router 4 retransmits the queued data 1 (data1) to the WEB server 6 by the segment 13 (SEG13). Subsequently, a segment 14 (SEG 14) including the queued data 2 (data 2) and the FIN flag is generated and transmitted to the WEB server 6. In the WEB server 6 that has received the segment 13 and the segment 14, the data 1 and the data 2 are sent to the application, and the data 3 (data3) and the data 4 (data4) requested by the data 1 and the data 2 are prepared. The Therefore, the WEB server 6 first creates a segment 15 (SEG 15) composed of data 3 (data 3), data 1, data 2, and ACK (data 1, data 2, FIN), which is a response confirmation to the FIN flag, and sends it to the TCP router 4. Send.
[0043]
When the TCP router 4 receives the FIN segment 15, the segment is composed of SYN + ACK (SYN, FIN, data1, data2) + data 3 (data3) based on the segments 11 and 15 and including the data 3 (data3) received in the segment 15. Create Then, CC = 11 and CCecho = 1 are added to the header as CC values and transmitted to the mobile device 1a. Subsequently, the WEB server 6 creates a segment 16 (SEG 16) including data 4 (data 4) and a FIN flag indicating the end, and transmits the segment 16 (SEG 16) to the TCP router 4. The TCP router 4 that has received the segment 16 creates the segment 4 (SEG4) composed of the received data 4 (data4) and the FIN flag, adds CC = 1 as a CC value to the header, and transmits it to the mobile device 1a. To do.
[0044]
When the mobile station 1a receives the segment 3, since CC.echo = 1 is added, it is confirmed that the segment 3 is a SYN, ACK segment for the segment 1. Then, a segment 5 (SEG5) composed of the SYN flag, the FIN flag and the ACK (SYN, data3, data4, FIN) which is the response confirmation of the data 3 and data 4 received in the segment 3 and the segment 4 is generated, and its header Is added with CC = 1 as the CC value, and the WEB server 6 is transmitted as the destination. Note that the mobile device 1a terminates the session because it has received ACK (FIN) and the FIN flag. When the TCP router 4 receives the segment 5, it generates a segment 17 (SEG 17) composed of ACK (data 3, data 4, FIN) based on the segment 5 and transmits it to the WEB server 6. Thereby, the TCP router 4 closes the session with the mobile device 1a and the WEB server 6. Further, the WEB server 6 that has received the segment 17 also closes the session.
[0045]
As described above, even when the data covers a plurality of segments, the T / TCP that avoids the 3-way handshake between the mobile device 1a and the TCP router 4 can exchange data over a plurality of segments with a small number of segments. . Therefore, even when data covers a plurality of segments, the radio resources of the mobile communication network 10 can be used effectively.
[0046]
Next, the buffering window function in the TCP router 4 will be described with reference to FIG.
FIG. 7 shows a buffer configuration when three sessions are simultaneously performed between the mobile device 1 a and the TCP router 4. In this case, in the TCP router 4, buffers 14a, 14b, and 14c are prepared for each session. The sizes of the three buffers 14a, 14b, and 14c are 8 kbytes (8 kByte), respectively. In the exchange 3, the size of the buffer 13a prepared in the mobile station 1a is 8 kbytes (8 kbytes). Furthermore, in the mobile device 1a, buffers 11a, 11b, and 11c are prepared for each session, and the sizes of the three buffers 11a, 11b, and 11c are each 8 kbytes (8 kbytes).
[0047]
As described above, since the buffer for each session is not prepared in the exchange 3, the TCP router 4 sends data of three sessions to the exchange 3 according to the window size of the exchange 3. For example, the data stored in the buffer 14a in the session 1 sends 2 kbytes out of 8 kbytes to the switch 3, and the data stored in the buffer 14b in the session 2 sends 2 kbytes in the 8 kbytes The data stored in the buffer 14 c in the session 3 is buffer-controlled so that 4 k bytes out of 8 k bytes are sent to the exchange 3. In this way, the TCP router 4 controls the amount of buffered data according to the window size of the buffer 13a in the exchange 3, and transmits it. As a result, it is possible to cope with the case where the buffer size of the exchange 3 becomes 16 kbytes or 32 kbytes. The data of the three sessions stored in the buffer 13a in the exchange 3 is sent to the mobile station 1a and stored in the buffers 11a, 11b, and 11c for each session.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, the present invention caches, as a default value, a connection count value that does not satisfy a predetermined initial connection count value in an initial session from the first communication network or the second communication network. Cache means is provided in the router device. As a result, the connection count value notified to the first session from the first communication network or the second communication network exceeds the connection count value cached in the router device. A T / TCP connection can be performed while avoiding a shake. As a result, efficient transaction processing can be performed using T / TCP.
For example, when connecting a mobile device (client) in a mobile communication network, which is a first communication network, and a server in the Internet, which is a second communication network, for example, T / TCP is connected between the mobile devices. And a TCP connection between the server and the server. Even in this case, since the T / TCP connection can be established while avoiding the 3-way handshake with the mobile device, radio resources in the mobile communication network can be used effectively. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a communication system in which a router device according to an embodiment of the present invention is arranged between a mobile communication network as a first communication network and the Internet as a second communication network. .
FIG. 2 is a sequence diagram capable of avoiding a 3-way handshake in the router device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sequence diagram when the TAO test fails in the router device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sequence diagram when the WEB server does not support T / TCP in the router device according to the embodiment of this invention.
FIG. 5 is a sequence diagram when a timeout occurs in the router device according to the embodiment of this invention.
FIG. 6 is a sequence diagram in a case where data to be transmitted extends over a plurality of segments in the router device according to the embodiment of this invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining a buffering window function in the router device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a sequence diagram of TCP.
FIG. 9 is a sequence diagram of T / TCP that can avoid a 3-way handshake.
FIG. 10 is a sequence diagram of T / TCP in the first session.
[Explanation of symbols]
1a, 1b mobile station, 2 base station, 3 switch, 4 TCP router, 4a data transmission / reception unit, 4b data processing unit, 4c data transmission / reception unit, 5 internet, 6 WEB server, 10 mobile communication network, 11a, 11b, 11c buffer , 13a buffer, 14a, 14b, 14c buffer, 100 clients, 100 clients, 200 servers, 300 servers

Claims

A router arranged between the first communication network and the second communication network and supporting a transactional transport control protocol (T / TCP) and a normal transport control protocol (TCP) A device,
Assigning means for dynamically assigning an IP address to a client in the first communication network;
A connection count value less than a predetermined initial connection count value is cached as a default value in an initial session when a new IP address is assigned to the client of the first communication network by the assigning means Caching means,
When the session start segment including the first connection count value is received from the client of the first communication network , the first connection count value and the second connection cached in the cache means Processing means for comparing the count value and determining that the received segment is a segment of a new session when the first connection count value exceeds the second connection count value; Prepared,
The client of the first communication network transmits a segment including the initial connection count value as the first connection count value in the initial session, thereby enabling a transaction type without performing a three-way handshake. A router apparatus characterized in that a connection of a transport control protocol (T / TCP) can be established.

A conversion means for performing protocol conversion between a transactional transport control protocol (T / TCP) and a normal transport control protocol (TCP);
By the conversion means, between the clients that support the first transaction type transport control protocol in the communication network (T / TCP) is connected with a transaction-oriented transport control protocol (T / TCP) it it is, and from the server that supports normal transport control protocol in the second communication network (TCP) can be connected in a conventional transport control protocol (TCP), and the client When communicating with the server, it is possible to establish a connection with the client by a transactional transport control protocol (T / TCP) without performing a three-way handshake. The router device according to claim 1.

A conversion means for performing protocol conversion between a transactional transport control protocol (T / TCP) and a normal transport control protocol (TCP);
The conversion means connects the client supporting the transaction type transport control protocol (T / TCP) in the first communication network with the transaction type transport control protocol (T / TCP). And connecting with a server supporting the transaction type transport control protocol (T / TCP) in the second communication network using the transaction type transport control protocol (T / TCP). When performing communication between the client and the server, a transaction-type transport control protocol (T / TCP) is established between the client and the server without performing a three-way handshake. ) Router device according to claim 1, characterized in that to allow.