JP3947424B2 - パケット送信制御装置、移動ノード、制御ノード、パケット通信方法、及びパケット通信システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット送信制御装置、移動ノード、制御ノード、パケット通信方法、及びパケット通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、送信元のノードから送信先のノードに向けて、複数のルータを経由してパケットを送信するパケット通信システムが実用化されている。ノード間の経路上に存在する複数のルータの中には、送信先ノード宛のパケットをルーチング（転送）すべきルータのＭＡＣアドレスが未解決のルータが存在することがある。
【０００３】
ＭＡＣアドレスが未解決であるルータとは、パケットを送信先ノードまで送信する際に経由されるルータの内、当該パケットの次のルーチング先となるルータのＭＡＣアドレスを保持していない状態のルータである。
【０００４】
次のルーチング先のＭＡＣアドレスが未解決であるルータ（仮に「ルータＡ」と記す。）は、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）を用いて、該当する次のルーチング先であるルータ（仮に「ルータＢ」と記す。）のＭＡＣアドレスを認識する必要がある。その際に、ルータＡは、ルータＢのＩＰアドレスを有するＡＲＰ要求パケットを、ルータＢが接続しているリンク宛にブロードキャストする。ブロードキャストされたＡＲＰ要求パケットは、当該リンク上の全てのノードによって受信され、その内容が解析される。該リンク上のノードの内、ルータＢは、ＡＲＰ要求の対象が自ら（ルータＢ）であることを確認し、ルータＢのＭＡＣアドレスを有するＡＲＰ応答パケットをルータＡ宛に送信する。ルータＡは、このＡＲＰ応答を受信することにより、ルータＢのＭＡＣアドレスを取得する。
【０００５】
上述の様なルータＡの動作を「ＭＡＣアドレス解決」と称する。また、「ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間」とは、ルータＡによるＡＲＰ要求パケットの送信時から、ルータＡがＡＲＰ応答パケットを受信及び解析しルータＢのＭＡＣアドレスを取得するまでの時間である。
【０００６】
ＭＡＣアドレスが未解決であるルータに、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間（通常数ｍｓ）以下の間隔で、送信先が同一である複数のパケットが到達した場合に、以下の様な問題点が懸念される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、送信先ホスト宛のパケットを受信したルータがＭＡＣアドレスを解決するまでに複数のパケットが当該ルータに高頻度に到達した場合は、バッファリング領域に制限があるため、各パケットは後続するパケットにリプレース（置換）される。その結果、当該ルータに最後に到達したパケット以外のパケットは破棄される場合がある。この様なパケットの破棄は、送信先ホストによるパケットの受信漏れ（パケットロス）が発生する要因となる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、複数のパケットを送信先に確実に到達させるパケット送信制御装置、移動ノード、制御ノード、パケット通信方法、及びパケット通信システムを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、本発明に係るパケット送信制御装置は、送信先ノード（各種ルータを含む）を宛先とした複数のパケットを第１の時間以下の間隔で順次送信するパケット送信制御装置において、前記複数のパケットをバッファリング（一時的な保持）するパケット蓄積手段と、前記パケット蓄積手段にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを前記送信先ノード宛に送信し、前記先頭のパケットが送信された時点から第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケット（先頭のパケット以外のパケット）を前記送信先ノード宛に送信するパケット送信制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明に係るパケット通信方法は、パケット送信制御装置が、送信先ノードを宛先とした複数のパケットを第１の時間以下の間隔で順次送信するパケット通信方法において、前記パケット送信制御装置が、パケット蓄積手段にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを前記送信先ノード宛に送信する先頭パケット送信工程と、前記パケット送信制御装置が、前記先頭パケット送信工程にて前記先頭のパケットが送信された時点から第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケットを前記送信先ノード宛に送信する後続パケット送信工程とを含むことを特徴としている。
【００１１】
これらの発明によれば、送信先ノードを宛先とした複数のパケットを第１の時間以下の間隔で順次送信することを想定した際に、バッファリングされた複数のパケットに含まれる先頭のパケットが前記送信先ノード宛に先ず送信され、その時点から第２の時間経過した後に、残りのパケットが前記送信先ノード宛に送信される。
【００１２】
これにより、送信先ノード宛の先頭パケットを受信したノードがＭＡＣアドレスを解決するまでに、複数のパケットが当該ノードに高頻度にバッファリングされることを抑止できる。換言すれば、先頭パケットに基づくＭＡＣアドレスの解決処理が完了した後に、残りのパケットが当該ノードによって受信される。したがって、各パケットが後続するパケットにリプレース（置換）され破棄されることがない。その結果、パケットロスが低減され、パケット送信制御装置は複数のパケットを送信先に確実に到達させることが可能となる。
【００１３】
本発明に係るパケット送信制御装置において好ましくは、前記第１の時間は、当該パケット送信制御装置が送信したパケットを中継するノードが、パケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００１４】
本発明に係るパケット通信方法において好ましくは、前記第１の時間は、前記パケット送信制御装置が送信したパケットを中継するノードが、パケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００１５】
前記第１の時間は、当該パケット送信制御装置が送信したパケットを中継するノードが、パケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間（以下、「アドレス解決時間」と記す。）である。例えば、第１の時間は、当該パケット送信制御装置の次のノードとして直接的に接続された装置が、パケットの転送先である更に次のノードのＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である。
【００１６】
本発明の課題であるパケットの確実な送信を妨げる要因として、パケットと後続パケットとのリプレースがあるが、当該リプレースは、先行するパケットの転送先のＭＡＣアドレスが未解決の状態で、後続するパケットが当該パケットに追い付くことに起因して発生する。ここで、後続パケットが先行パケットに追い付くのは、各パケットの送信間隔が上記アドレス解決時間よりも短い場合である。そこで、本発明に係るパケット送信制御技術をこの様な場合にのみ適用することで、後続パケットの送信待機に伴う無駄な経過時間を節減した効率的なパケット送信が可能となる。
【００１７】
本発明に係るパケット送信制御装置において、より好ましくは、前記第２の時間は、当該パケット送信制御装置から送信される前記複数のパケットが前記送信先ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００１８】
本発明に係るパケット通信方法において、より好ましくは、前記第２の時間は、前記パケット送信制御装置から送信される前記複数のパケットが前記送信先ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００１９】
これらの発明によれば、前記第２の時間は、当該パケット送信制御装置から送信される前記複数のパケットが前記送信先ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である。これにより、パケット送信制御装置から残りのパケットが送信される時点で、残りのパケットが送信先ノードに到達するまでに経由するＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードが、ＭＡＣアドレスの解決処理を完了していることになる。先頭のパケットと残りのパケットとは同一の経路を辿って目的のノードに達するが、この際に残りのパケットが先頭のパケットに追い付くことはない。したがって、複数のパケットを所望の送信先に送信することの確実性が向上する。
【００２０】
上述したパケット送信制御装置と、当該パケット送信制御装置から送信される複数のパケットを受信する送信先ノードとを備えるパケット通信システムとして構築及び運用してもよい。
【００２１】
本発明に係る移動ノード（例えば、携帯電話等の移動局）は、接続するアクセスルータを切り替えるリンク層と、アクセスルータを経由して送信先ノードに複数のパケットを第１の時間以下の間隔で順次送信する制御を行うＩＰ層とを有する移動ノードにおいて、前記ＩＰ層は、移動ノードが接続するアクセスルータを切り替えるリンク瞬断時間に前記複数のパケットがバッファリングされるバッファ領域を有する。また、前記ＩＰ層は、前記バッファ領域にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを切替え先のアクセスルータに送信すると共に、前記先頭のパケットが送信された時点から第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケットを前記切替え先のアクセスルータに送信する制御を行うことを特徴としている。
【００２２】
リンク層、及びＩＰ層は、異ノード間の通信を実現するためのネットワーク構造の設計方針（例えば、ＯＳＩ：Open Systems Interconnection）に基づいて、各ノードのもつべき通信機能を階層構造に分割し、各階層ごとに標準的な機能モジュールを定義したものである。
【００２３】
本発明に係るパケット通信方法は、移動ノードが、接続するアクセスルータを切り替えると共に、アクセスルータを経由して送信先ノードに複数のパケットを第１の時間以下の間隔で順次送信するパケット通信方法において、移動ノードが接続するアクセスルータを切り替えるリンク瞬断時間にパケット蓄積手段にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを、切替え先のアクセスルータに送信する先頭パケット送信工程と、前記移動ノードが、前記先頭パケット送信工程にて前記先頭のパケットが送信された時点から第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケットを前記切替え先のアクセスルータに送信する後続パケット送信工程とを含むことを特徴としている。
【００２４】
移動ノードは、接続するアクセスルータを切り替えるハンドオーバ中のリンク瞬断時間に、アクセスルータに送信されるパケットをバッファ領域にバッファリングする。これらの発明は、移動ノードが、送信先ノードを宛先とした複数のパケットを、アクセスルータを経由して第１の時間以下の間隔で順次送信することを想定したものである。これらの発明によれば、移動ノードにバッファリングされた複数のパケットに含まれる先頭のパケットが切替え先のアクセスルータに先ず送信される。その時点から第２の時間経過した後に、残りのパケットが前記切替え先のアクセスルータに送信される。
【００２５】
これにより、送信先ノード宛の先頭パケットを受信した切替え先のアクセスルータがＭＡＣアドレスを解決する処理能力を超えて、複数のパケットが当該アクセスルータに高頻度にバッファリングされることを抑止できる。換言すれば、先頭パケットに基づくＭＡＣアドレスの解決処理が完了した後に、残りのパケットがアクセスルータによって受信される。したがって、各パケットが後続するパケットにリプレース（置換）され破棄されることがない。その結果、パケットロスが低減され、移動ノードは複数のパケットを送信先に確実に到達させることが可能となる。
【００２６】
本発明に係る移動ノードにおいて好ましくは、前記第１の時間は、前記切替え先のアクセスルータ、若しくは当該移動ノードが送信したパケットを中継するノードが、パケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００２７】
本発明に係るパケット通信方法において好ましくは、前記第１の時間は、前記切替え先のアクセスルータ、若しくは前記移動ノードが送信したパケットを中継するノードが、パケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００２８】
前記第１の時間は、切替え先のアクセスルータによるパケットの転送先のアドレス解決時間である。例えば、第１の時間は、当該移動ノードの次のノードとして直接的に接続された切替え先のアクセスルータ、若しくは当該移動ノードが送信したパケットを中継するノードが、パケットの転送先である更に次のノードのＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である。
【００２９】
本発明の課題であるパケットの確実な送信を妨げる要因として、パケットと後続パケットとのリプレースが挙げられるが、当該リプレースは、先行するパケットの転送先のＭＡＣアドレスが未解決の状態で、後続するパケットが当該パケットに追い付くことに起因して発生する。ここで、後続パケットが先行パケットに追い付くのは、各パケットの送信間隔が上記アドレス解決時間よりも短い場合である。そこで、本発明に係るパケット送信制御技術をこの様な場合にのみ適用することで、後続パケットの送信待機に伴う無駄な経過時間を節減した効率的なパケット送信が可能となる。
【００３０】
本発明に係る移動ノードにおいて、より好ましくは、前記第２の時間は、当該移動ノードから送信される前記複数のパケットが前記送信先ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００３１】
本発明に係るパケット通信方法において、より好ましくは、前記第２の時間は、前記移動ノードから送信される前記複数のパケットが前記送信先ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００３２】
これらの発明によれば、前記第２の時間は、当該移動ノードから送信される前記複数のパケットが前記送信先ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノード（切替え先のアクセスルータを含む）において、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である。これにより、移動ノードから残りのパケットが送信される時点で、残りのパケットが送信先ノードに到達するまでに経由するＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードが、ＭＡＣアドレスの解決処理を完了していることになる。先頭のパケットと残りのパケットとは同一の経路を辿って目的のノードに達するが、この際に残りのパケットが先頭のパケットに追い付くことはない。したがって、移動ノードは、所望の送信先に対して、複数のパケットをより確実に到達させることができる。
【００３３】
上述した移動ノードと、当該移動ノードから送信される複数のパケットをアクセスルータを経由して受信する送信先ノードとを備えるパケット通信システムとして構築及び運用してもよい。
【００３４】
本発明に係る制御ノードは、移動ノードに対してルータを経由して複数のパケットを第１の時間以下の間隔で順次送信する制御を行うＩＰ層を有する制御ノードにおいて、前記ＩＰ層は、前記移動ノードからのバッファリング命令に応じて前記複数のパケットがバッファリングされるバッファ領域を有する。前記ＩＰ層は、前記移動ノードからのバッファリング解除命令に応じて、前記バッファ領域にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを前記移動ノード宛に送信すると共に、前記先頭のパケットが送信された時点から第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケットを前記移動ノード宛に送信する制御を行うことを特徴としている。
【００３５】
本発明に係るパケット通信方法は、制御ノードが、接続するアクセスルータを切り替える移動ノードに対して、ルータを経由して複数のパケットを第１の時間以下の間隔で順次送信するパケット通信方法において、前記制御ノードが、前記移動ノードからのバッファリング命令に応じてパケット蓄積手段にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを、前記移動ノードからのバッファリング解除命令に応じて、前記移動ノード宛に送信する先頭パケット送信工程と、前記制御ノードが、前記先頭パケット送信工程にて前記先頭のパケットが送信された時点から第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケットを前記移動ノード宛に送信する後続パケット送信工程とを含むことを特徴としている。
【００３６】
制御ノード（例えば、配下に複数のルータが接続されたモビリティ制御ノード）は、移動ノードが接続するアクセスルータを切り替えるハンドオーバに伴って送信するバッファリング命令に応じて、移動ノード宛に送信されるパケットをバッファ領域にバッファリングする。これらの発明は、制御ノードが、移動ノードを宛先とした複数のパケットを、ルータを経由して第１の時間以下の間隔で順次送信することを想定したものである。これらの発明によれば、制御ノードにバッファリングされた複数のパケットに含まれる先頭のパケットが移動ノード宛に先ず送信される。その時点から第２の時間経過した後に、残りのパケットが前記移動ノード宛に送信される。
【００３７】
これにより、移動ノード宛の先頭パケットを受信したルータがＭＡＣアドレスを解決する処理能力を超えて、複数のパケットが当該ルータに高頻度にバッファリングされることを抑止できる。換言すれば、先頭パケットに基づくＭＡＣアドレスの解決処理が完了した後に、残りのパケットがルータによって受信される。したがって、各パケットが後続するパケットにリプレース（置換）され破棄されることがない。その結果、パケットロスが低減され、制御ノードは複数のパケットを送信先に確実に到達させることが可能となる。
【００３８】
本発明に係る制御ノードにおいて好ましくは、前記第１の時間は、当該制御ノードが送信したパケットを中継するノード（ルータを含む）が、パケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００３９】
本発明に係るパケット通信方法において好ましくは、前記第１の時間は、前記制御ノードが送信したパケットを中継するノードが、パケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００４０】
前記第１の時間は、ルータによるパケットの転送先のアドレス解決時間である。例えば、第１の時間は、当該制御ノードの次のノードとして直接的に接続されたルータが、パケットの転送先である更に次のノードのＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である。
【００４１】
本発明の課題であるパケットの確実な送信を妨げる要因として、パケットと後続パケットとのリプレースが挙げられるが、当該リプレースは、先行するパケットの転送先のＭＡＣアドレスが未解決の状態で、後続するパケットが当該パケットに追い付くことに起因して発生する。ここで、後続パケットが先行パケットに追い付くのは、各パケットの送信間隔が上記アドレス解決時間よりも短い場合である。そこで、本発明に係るパケット送信制御技術をこの様な場合にのみ適用することで、後続パケットの送信待機に伴う無駄な経過時間を節減した効率的なパケット送信が可能となる。
【００４２】
本発明に係る制御ノードにおいて、より好ましくは、前記第２の時間は、当該制御ノードから送信される前記複数のパケットが前記移動ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００４３】
本発明に係る制御ノードにおいて、より好ましくは、前記第２の時間は、当該制御ノードから送信される前記複数のパケットが前記移動ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノード（切替え先のアクセスルータを含む）において、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間であることを特徴としている。
【００４４】
これらの発明によれば、前記第２の時間は、当該制御ノードから送信される前記複数のパケットが前記移動ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノード（中継ルータ、アクセスルータを含む）において、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である。これにより、制御ノードから残りのパケットが送信される時点で、残りのパケットが移動ノードに到達するまでに経由するＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードが、ＭＡＣアドレスの解決処理を完了していることになる。先頭のパケットと残りのパケットとは同一の経路を辿って目的のノードに達するが、この際に残りのパケットが先頭のパケットに追い付くことはない。したがって、移動ノードが複数のパケットを所望の送信先に送信することの確実性が向上する。
【００４５】
上述した制御ノードと、当該制御ノードから送信される複数のパケットをルータを経由して受信する移動ノードとを備えるパケット通信システムとして構築及び運用してもよい。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
説明の前提として、本実施形態は、本発明に係るパケット送信制御技術を移動ノードに適用した場合を想定したものである。図１は、本発明の第１の実施形態におけるパケット通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すパケット通信システム１は、携帯電話等の移動ノード（ＭＮ：Mobile Node）１００と地域移動網Ｎ２と周知の基幹網Ｎ１と複数の通信相手ノード（ＣＮ：Correspondent Node）５１，５２，５３とを備えて構成される。
【００４７】
なお、このパケット通信システムは、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）において提案されているRegiona1 Registrations, Hierarchical Mobile
IPなどの手法に従って構築されたものである。
【００４８】
地域移動網Ｎ２は、複数の基地局２１，２２，２３にそれぞれ設けられたアクセスルータ（ＡＲ：Access Router）３１，３２，３３と、これらアクセスルータ３１〜３３に直接的又は間接的に接続された中継ルータ４１〜４６とが有線接続されて構成されている。また、地域移動網Ｎ２は、基幹網Ｎ１を介して通信相手ノード５１〜５３と有線接続されている。
【００４９】
移動ノード１００（パケット送信制御装置に対応）は、その位置に応じて、アクセスルータ３１〜３３の内、何れか一のアクセスルータと無線接続され、複数の通信相手ノード５１，５２，５３宛にパケットを送信しながらアクセスルータ間をハンドオーバする。アクセスルータ３１〜３３及び中継ルータ４１〜４６（以下、纏めて「ルータ」と記す。）は、パケットの次のルーチング先となるルータを特定すべく、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスの解決処理を実行する。なお、パケットの送信から受信までに経由される中継ルータ、アクセスルータの各ルータが、パケットの次のルーチング先となるノードのＭＡＣアドレスの解決に要する時間は、好適には５ｍｓ程度（第１の時間に対応）である。
【００５０】
移動ノード１００から、通信相手ノード５１〜５３の何れか一の通信相手ノード宛に送信されたパケットは、当該パケットの送信時に接続されている一のアクセスルータ及び二の中継ルータを経由して基幹網Ｎ１にルーチングされる。このとき、基幹網Ｎ１以降には、ＭＡＣアドレスが未解決のルータが存在しないとすると、当該パケットは、所望の送信先ノードに到達するまでに、アドレスが未解決であるルータを最大三つ経由してルーチングされることになる。したがって、好適には、５ｍｓ×３＝１５ｍｓが送信待機時間（第２の時間に対応）として移動ノード１００にプリセット（事前に設定）される。
【００５１】
図２は、移動ノードの機能的構成及び動作を説明するための概念図である。
図２に示す様に、移動ノード１００はアプリケーション層１１ａのアプリケーション１１と、トランスポート層１２ａのＴＣＰ（Transmission Control Protocol）／ＵＤＰ（User Datagram Protocol）１２と、ＩＰ（Internet Protocol）層１３ａのバッファ領域１３１（パケット蓄積手段に対応）を有するＩＰ（パケット送信制御手段に対応）１３と、リンク層１４ａのリンク１４及びインタフェース１５とにより構成される。
【００５２】
アプリケーション１１から他のノードに向けて送信されたデータは、ＴＣＰ／ＵＤＰ１２とＩＰ１３とリンク１４とインタフェース１５とを順次経由して送信される。一方、他のノードからアプリケーション１１に向けて送信されたデータは、インタフェース１５とリンク１４とＩＰ１３とＴＣＰ／ＵＤＰ１２とを順次経由して受信される。
【００５３】
接続点がアクセスルータ３２からアクセスルータ３３に切り替えられる時に、インタフェース１５からＩＰ１３に対してバッファリング命令が出力される。バッファリング命令がＩＰ１３に入力されると、バッファ領域１３１にパケットがバッファリングされる。詳細には、パケットの送信先アドレス毎に用意されたデータ保持領域であるキュー１３１ａ〜１３１ｄにパケットがバッファリングされる。
【００５４】
ＩＰ１３は、アクセスルータ３３から受信されたＲＡ（Router Advertisement）によりDefault Routerが変更された時点で、バッファを解除する。このバッファ解除時に、ＩＰ１３は、まず各キュー毎にバッファリングされているパケットの内、先頭の１パケット（例えば、キュー１３１ａ内のパケットＡ１）のみをリンク層１４ａに渡す。そして、１５ｍｓ経過した後に、各キューに保持されている残りのパケットをリンク層１４ａに渡す。
【００５５】
図３は、図１に示した移動ノード１００のハンドオーバ時における状態遷移を示す図である。移動ノード１００のハンドオーバに伴う状態遷移は、図３に示す四つの状態（状態Ｉ〜IV）に分類される。また、図４は、これら各状態におけるリンク層１４ａの接続点とDefault Routerとの対応関係を示す図である。
【００５６】
状態Ｉは、移動ノード１００のリンク層１４ａがアクセスルータ３３に接続されており、Default Routerがアクセスルータ３２である状態である。状態IIは、移動ノード１００のリンク層１４ａがアクセスルータ３２からアクセスルータ３３に接続点を切替え中（リンク層瞬断時間）であり、Default Routerは依然アクセスルータ３２である状態である。
【００５７】
状態IIIは、移動ノード１００のリンク層１４ａがアクセスルータ３３に接続されており、Default Routerは依然アクセスルータ３２の状態である。状態IIIは、移動ノード１００がアクセスルータ３３のＲＡを受信し、Default Routerをアクセスルータ３２からアクセスルータ３３に変更するまで継続される。状態IVは、移動ノード１００がアクセスルータ３３のＲＡを受信し、Default Routerをアクセスルータ３２からアクセスルータ３３に変更した後の状態である。このとき、リンク層１４ａの接続点及びDefault Routerは、共にアクセスルータ３３である。
【００５８】
リンク層１４ａの接続点とDefault Routerとが一致する場合（状態Ｉ及び状態IV）には、移動ノード１００が送信先の通信相手ノード５１宛に送信するパケットは、対応するアクセスルータ（すなわち、状態Ｉではアクセスルータ３２、状態IVではアクセスルータ３３）によって受信される。その後、受信されたパケットは、通信相手ノード５１にルーチングされる。
【００５９】
これに対して、リンク層１４ａの接続点とDefault Routerとが一致しない場合（状態II及び状態III）には、移動ノード１００が送信先の通信相手ノード５１に向けて送信するパケットは、キュー１３１ａにバッファリングされ、状態IVに遷移した後（Default Routerの変更後）に送信先ノードに送信される。
【００６０】
以上説明した様に、第１の実施の形態におけるパケット通信システム１によれば、移動ノード１００は、送信先である通信相手ノード５１，５２，５３のアドレス毎に個別に生成されたキュー１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃにそれぞれパケットのバッファリングを行う。バッファリングの解除に伴い、移動ノード１００は、各キューにバッファリングされていたパケットの内、まず先頭の１パケットのみ所望の通信相手ノード宛に送信する。そして、所定時間（例えば１５ms）経過した後に、残りのパケットを連続的に送信する。
【００６１】
これにより、先頭の１パケットは、送信経路上に存在するＭＡＣアドレスが未解決のルータに対して、いわばＭＡＣアドレスの解決を促しながら送信先の通信相手ノードに到達する。所定時間経過した後に送信された残りのパケットは、上記先頭の１パケットと同一の経路をルーチングされるが、その経路上にはもはやＭＡＣアドレスが未解決のルータは存在しない。したがって、残りのパケットは、後続するパケットにリプレース（置換）され破棄されることがない。その結果、パケットロスが低減され、複数のパケットが送信先に確実に到達する。更には、パケットの再送率が低下し、ネットワーク資源をより有効に活用できる。
【００６２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
説明の前提として、本実施形態は、本発明に係るパケット送信制御技術をモビリティ制御ノード（ＭＡ：Mobility Agent）に適用した場合を想定したものである。
【００６３】
図５は、本実施形態におけるパケット通信システムの全体構成を示すブロック図である。図５に示すパケット通信システム２は、携帯電話等の移動ノード（ＭＮ：Mobile Node）２００と地域移動網Ｎ２と周知の基幹網Ｎ１と一の通信相手ノード（ＣＮ：Correspondent Node）５４とを備えて構成される。
【００６４】
地域移動網Ｎ２は、複数の基地局２４，２５，２６にそれぞれ設けられたアクセスルータ（ＡＲ：Access Router）３４，３５，３６と、これらアクセスルータ３４〜３６にそれぞれ直接的に接続された中継ルータ４７〜４９と、一のモビリティ制御ノード６０とが有線接続されて構成されている。また、地域移動網Ｎ２は、基幹網Ｎ１を介して通信相手ノード５４と有線接続されている。
【００６５】
移動ノード２００は、その位置に応じて、アクセスルータ３４〜３６の内の何れか一のアクセスルータと無線接続され、通信相手ノード５４からパケットを受信しながらアクセスルータ３５，３６間をハンドオーバする。
【００６６】
アクセスルータ３４〜３６及び中継ルータ４７〜４９（以下、纏めて「ルータ」と記す。）は、パケットの次のルーチング先となるルータを特定すべく、ＭＡＣアドレスの解決処理を実行する。
【００６７】
モビリティ制御ノード６０は、通信相手ノード５４から移動ノード２００宛に送信されたパケットを受信し、当該パケットを、移動ノード２００と現在接続しているアクセスルータ宛に送信するノードである。なお、パケットの送信から受信までに経由される中継ルータ、アクセスルータの各ルータが、パケットの次のルーチング先となるノードのＭＡＣアドレスの解決に要する時間は、好適には５ｍｓ程度（第１の時間に対応）である。
【００６８】
基幹網Ｎ１以降の装置（例えば、通信相手ノード５４）から、アクセスルータ３５に現在接続中の移動ノード２００宛に送信されたパケットは、モビリティ制御ノード６０、中継ルータ４８又は４９、及びアクセスルータ３５又は３６を経由して移動ノード２００に到達する。
【００６９】
このとき、基幹網Ｎ１以降には、ＭＡＣアドレスが未解決のルータが存在しないとすると、当該パケットは、移動ノード２００に到達するまでに、アドレスが未解決であるルータ（モビリティ制御ノード６０を含む）を最大三つ経由してルーチングされることになる。したがって、好適には、モビリティ制御ノード６０には、５ｍｓ×３＝１５ｍｓが送信待機時間（第２の時間に対応）としてプリセットされる。
【００７０】
図６は、モビリティ制御ノードの機能的構成及び動作を説明するための概念図である。図６に示す様に、モビリティ制御ノード６０は、ＩＰ層６３ａのバッファ領域６３１（パケット蓄積手段に対応）を有するＩＰ６３（パケット送信制御手段に対応）と、リンク層６４１ａのリンク６４１〜６４４及びインタフェース６５１〜６５４とにより構成される。基幹網Ｎ１に接続されたリンク６４４を有するリンク層６４４ａ経由でＩＰ６３によって受信されたパケットは、ＩＰ６３の有するルーチングテーブル（図示せず）により、適切なリンク（リンク６４１〜６４３の何れか）へ振り分けられて送信される。
【００７１】
ＩＰ６３は、移動ノード２００から送信されたバッファリング命令をリンク６４１〜６４３の何れかを経由して受信した場合、移動ノード２００宛のパケットをバッファ領域内の対応するキュー（この場合はキュー６３１ａ）にバッファリングする。このバッファリングは、リンク６４１〜６４３の何れか一のリンクを経由して移動ノード２００から送信されるバッファリング解除命令をＩＰ６３が受信するまで継続される。
【００７２】
ＩＰ６３は、バッファリング解除命令の受信に伴い、キュー６３１ａに保持されている先頭の１パケット（パケットＢ２）のみを上記ルーチングテーブルに従って適切なリンク層６４３ａへ渡す。そして、ＩＰ６３は、１５ｍｓ待機した後に、キュー６３１ａに保持されている残りのパケット（先頭以外のパケットＢ３〜Ｂ５）を適切なリンク層６４３ａへ渡す。
【００７３】
図７は、図５に示した移動ノード２００のハンドオーバ時における状態遷移を示す図である。移動ノード２００からのバッファリング命令の送信に先立って、パケットＢ１が、通信相手ノード５４からモビリティ制御ノード６０を介して移動ノード２００に送信されている。このとき、移動ノード２００からモビリティ制御ノード６０に向けてバッファリング命令が送信される（Ｓ１）。
【００７４】
このバッファリング命令は、接続されるアクセスルータの切替えに先立って送信される。移動ノード２００によってバッファリング命令が受信されると、移動ノード２００宛のパケットＢ２〜Ｂ５の、キュー６３１ａへのバッファリングが開始される（Ｓ２）。
【００７５】
移動ノード２００によって、接続するアクセスルータが切り替えられる（Ｓ３）と、切替え先のアクセスルータ３６からＲＡ（Router Advertisement）が受信される。ＲＡの受信に伴い、移動ノード２００が接続するアクセスルータのアドレス（気付アドレス）が変更される（Ｓ４）。
【００７６】
接続するアクセスルータの切替えが完了すると、移動ノード２００からモビリティ制御ノード６０に向けてバッファリング解除命令が送信される（Ｓ５）。モビリティ制御ノード６０によってバッファリング解除命令が受信されると、バッファリングが解除されるが、現時点でキュー６３１ａにバッファリングされている全てのパケットＢ２〜Ｂ５が等間隔で連続的に移動ノード２００に送信されるわけではない。
【００７７】
すなわち、バッファリング解除命令の受信が検知されると、キュー６３１ａにバッファリングされている４つのパケットＢ２〜Ｂ５の内、先頭のパケットＢ２が先ず移動ノード２００宛に送信される（Ｓ６）。その後１５ｍｓ経過後に、モビリティ制御ノード６０によって残りのパケットＢ３〜Ｂ５が移動ノード２００に向けて連続的に送信される（Ｓ７）。
【００７８】
なお、本実施形態では、キュー６３１ａに保持される移動ノード２００宛のパケットの送信制御に関して代表的に説明したが、キュー６３１ａ以外のキュー６３１ｂ〜６３１ｄに保持される別の移動ノード（図示せず）宛のパケットに関しても、各キュー及び移動ノード毎に同様の処理が行われる。
【００７９】
以上説明した様に、第２の実施の形態におけるパケット通信システムは、本発明に係るパケット送信制御装置としてモビリティ制御ノード６０を適用した例である。モビリティ制御ノード６０は、送信先である移動ノードのアドレス毎に個別に生成されたキューにパケットのバッファリングを行う。バッファリングの解除に伴い、モビリティ制御ノード６０は、各キューにバッファリングされていたパケットの内、まず先頭の１パケットのみ所望の移動ノード２００宛に送信し、所定時間（例えば１５ms）経過した後に、残りのパケットを連続的に送信する。
【００８０】
これにより、先頭の１パケットは、送信経路上に存在するＭＡＣアドレスが未解決のルータに対して、いわばＭＡＣアドレスの解決を促しながら送信先の通信相手ノードに到達する。所定時間経過した後に送信された残りのパケットは、上記先頭の１パケットと同一の経路をルーチングされるが、その経路上にはもはやＭＡＣアドレスが未解決のルータは存在しない。したがって、残りのパケットは、後続するパケットにリプレースされ破棄されることがない。その結果、パケットロスが低減され、複数のパケットが送信先に確実に到達する。更には、パケットの再送率が低下し、ネットワーク資源をより有効に活用できる。
【００８１】
なお、上記各実施形態に記載の態様は、本発明に係るパケット通信システムの好適な一例であり、これらの態様に限定されるものではない。
例えば、上記各実施形態では、本発明に係るパケット送信の制御技術を移動ノード及びモビリティ制御ノードに適用した例を示したが、これらのノードに限らず所望の送信先ノード宛に複数のパケットを送信するルータ等の通信装置にも上記制御技術を適用できる。
【００８２】
また、上記各実施形態では、バッファリングの解除時におけるパケット送信の制御技術について説明したが、アプリケーションにより送信間隔の短いパケット送信が必要となる場合にも上記制御技術を適用できる。
更に、上記各実施形態では、移動ノードを携帯電話として説明したが、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の様に無線通信機能を備えた情報機器であればよい。
【００８３】
最後に、本発明に係るパケット送信制御技術を実現するためのプログラム、及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体（以下、単に「記録媒体」と記す。）について説明する。記録媒体とは、汎用コンピュータ等のハードウェア資源に備えられている読取り装置に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こし、それに対応する信号の形式で、読取り装置にプログラムの記述内容を伝達できるものである。かかる記録媒体としては、例えば、ＵＩＭ等のＩＣカード、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクの様にコンピュータ（携帯端末を含む）に着脱可能に装着されるものの他に、コンピュータに固定的に内蔵されるＨＤ（Hard Disk）や一体に固着されたファームウェア等の不揮発性半導体メモリなどが該当する。
【００８４】
また、上記プログラムは、その一部若しくは全部を他の機器から通信回線等の伝送媒体を介して、本発明に係る無線制御装置が備える通信手段により受信され、記録される構成にしてもよい。反対に、上記プログラムは、本発明に係る無線制御装置から伝送媒体を介して他の機器に伝送され、インストールされる構成としてもよい。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば、送信先ノードを宛先とした複数のパケットを第１の時間以下の間隔で順次送信することを想定した際に、バッファリングされた複数のパケットに含まれる先頭のパケットが前記送信先ノード宛に先ず送信され、その時点から第２の時間経過した後に、残りのパケットが前記送信先ノード宛に送信される。
【００８６】
これにより、送信先ノード宛のパケットを受信したノードがＭＡＣアドレスを解決するまでに、複数のパケットが当該ノードに高頻度にバッファリングされることを抑止できる。したがって、各パケットが後続するパケットにリプレースされ破棄されることがない。その結果、パケットロスが低減され、複数のパケットを送信先に確実に到達させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態におけるパケット通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における移動ノードの機能的構成及び動作を説明するための概念図である。
【図３】第１の実施形態における移動ノードのハンドオーバ時における状態遷移を示す図である。
【図４】各状態におけるリンク層の接続点とDefault Routerとの対応関係を示す図である。
【図５】第２の実施形態におけるパケット通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態におけるモビリティ制御ノードの機能的構成及び動作を説明するための概念図である。
【図７】第２の実施形態において移動ノードがハンドオーバする際の状態遷移を示す図である。
【符号の説明】
１，２…パケット通信システム、１００，２００…移動ノード、２１〜２６…基地局、３１〜３６…アクセスルータ、４１〜４９…中継ルータ、５１〜５４…通信相手ノード、６０…モビリティ制御ノード、

Claims (9)

1. 送信先ノードを宛先とした複数のパケットを、送信されたパケットを中継するノードがパケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第１の時間以下の間隔で順次送信するパケット送信制御装置において、
   前記複数のパケットをバッファリングするパケット蓄積手段と、
   前記パケット蓄積手段にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを前記送信先ノード宛に送信し、前記先頭のパケットが送信された時点から、前記パケット送信制御装置から送信される前記複数のパケットが前記送信先ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケットを前記送信先ノード宛に送信するパケット送信制御手段とを備えることを特徴とするパケット送信制御装置。
2. 接続するアクセスルータを切り替えるリンク層と、アクセスルータを経由して送信先ノードに複数のパケットを、切替え先のアクセスルータ若しくは送信されたパケットを中継するノードがパケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第１の時間以下の間隔で順次送信する制御を行うＩＰ層とを有する移動ノードにおいて、
   前記ＩＰ層は、移動ノードが接続するアクセスルータを切り替えるリンク瞬断時間に前記複数のパケットがバッファリングされるバッファ領域を有し、
   前記ＩＰ層は、前記バッファ領域にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを切替え先のアクセスルータに送信すると共に、前記先頭のパケットが送信された時点から、前記移動ノードから送信される前記複数のパケットが前記送信先ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケットを前記切替え先のアクセスルータに送信する制御を行うことを特徴とする移動ノード。
3. 移動ノードに対してルータを経由して複数のパケットを、送信されたパケットを中継するノードが、パケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第１の時間以下の間隔で順次送信する制御を行うＩＰ層を有する制御ノードにおいて、
   前記ＩＰ層は、前記移動ノードからのバッファリング命令に応じて前記複数のパケットがバッファリングされるバッファ領域を有し、
   前記ＩＰ層は、前記移動ノードからのバッファリング解除命令に応じて、前記バッファ領域にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを前記移動ノード宛に送信すると共に、前記先頭のパケットが送信された時点から、前記制御ノードから送信される前記複数のパケットが前記移動ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケットを前記移動ノード宛に送信する制御を行うことを特徴とする制御ノード。
4. パケット送信制御装置が、送信先ノードを宛先とした複数のパケットを、送信されたパケットを中継するノードがパケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第１の時間以下の間隔で順次送信するパケット通信方法において、
   前記パケット送信制御装置が、パケット蓄積手段にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを前記送信先ノード宛に送信する先頭パケット送信工程と、
   前記パケット送信制御装置が、前記先頭パケット送信工程にて前記先頭のパケットが送信された時点から、前記パケット送信制御装置から送信される前記複数のパケットが前記送信先ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全ての ノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケットを前記送信先ノード宛に送信する後続パケット送信工程と
   を含むことを特徴とするパケット通信方法。
5. 移動ノードが、接続するアクセスルータを切り替えると共に、アクセスルータを経由して送信先ノードに複数のパケットを、前記切替え先のアクセスルータ、若しくは前記移動ノードが送信したパケットを中継するノードが、パケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第１の時間以下の間隔で順次送信するパケット通信方法において、
   移動ノードが接続するアクセスルータを切り替えるリンク瞬断時間にパケット蓄積手段にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを、切替え先のアクセスルータに送信する先頭パケット送信工程と、
   前記移動ノードが、前記先頭パケット送信工程にて前記先頭のパケットが送信された時点から、前記移動ノードから送信される前記複数のパケットが前記送信先ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケットを前記切替え先のアクセスルータに送信する後続パケット送信工程と
   を含むことを特徴とするパケット通信方法。
6. 制御ノードが、接続するアクセスルータを切り替える移動ノーに対して、ルータを経由して複数のパケットを、送信されたパケットを中継するノードがパケットの転送先のＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第１の時間以下の間隔で順次送信するパケット通信方法において、
   前記制御ノードが、前記移動ノードからのバッファリング命令に応じてパケット蓄積手段にバッファリングされた前記複数のパケットに含まれる先頭のパケットを、前記移動ノードからのバッファリング解除命令に応じて、前記移動ノード宛に送信する先頭パケット送信工程と、
   前記制御ノードが、前記先頭パケット送信工程にて前記先頭のパケットが送信された時点から、当該制御ノードから送信される前記複数のパケットが前記移動ノードに到達するまでに経由するノードの内、ＭＡＣアドレスを解決すべき全てのノードにおいて、ＭＡＣアドレスを解決するのに要する時間である第２の時間経過した後に、前記複数のパケットに含まれる残りのパケットを前記移動ノード宛に送信する後続パケット送信工程と
   を含むことを特徴とするパケット通信方法。
7. 請求項１の何れか一項に記載のパケット送信制御装置と、当該パケット送信制御装置から送信される複数のパケットを受信する送信先ノードとを備えることを特徴とするパケット通信システム。
8. 請求項２の何れか一項に記載の移動ノードと、当該移動ノードから送信される複数のパケットをアクセスルータを経由して受信する送信先ノードとを備えることを特徴とするパケット通信システム。
9. 請求項３の何れか一項に記載の制御ノードと、当該制御ノードから送信される複数のパケットをルータを経由して受信する移動ノードとを備えることを特徴とするパケット通信システム。

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