JP4002509B2 - パケット通信システム、パケット通信方法及びプロトコル制御エージェント装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中継ノードが、ＳＮＭＰを用い輻輳などの無線リンク異常を検出して、異常が検出された無線リンクを介してＴＣＰ／ＩＰ通信を行っている終端端末間に、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御方法に変換して知らせ、障害を未然に防止し、拡大を阻止するパケット通信システム、パケット通信方法及びプロトコル変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、通信プロトコルの一種であるＴＣＰ／ＩＰでは、ルータ等の中継ノードからエンド・ノードに、ネットワークの輻輳状態を明示的に通知する輻輳情報通知機能（ＥＣＮ：Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）により、ルータからエンド・ノードにネットワークの輻輳状態を明示的に通知し、ネットワークの通信負荷が増大するのを抑制する仕組みを提供している。
【０００３】
また、喪失情報通知機能（ＥＬＮ：Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｌｏｓｓ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）として、無線リンクの特性により、受信側の通信環境によって通信中に生じる一瞬のパケットロス時などの、輻輳以外の理由によってロスが発生したことを送信ノードに通知して、ウィンドウサイズの減少を抑制する仕組みも提供している。
【０００４】
上記２つのプロトコル制御方法は、いずれも中継ノードが、個別にノード状況（転送待ちのパケット数等）に応じた判断を行い、通過パケットに対するプロトコル制御処理を行うものである。
【０００５】
ネットワーク監視にあっては、ＳＮＭＰを実装した装置間において、定義されたメッセージフォーマットによりネットワーク管理情報が参照可能である。移動通信網におけるモバイルＩＰに対応するネットワーク管理情報の取得も可能となり、移動通信網における無線リンクの情報を移動端末毎に監視可能である。
【０００６】
【非特許文献１】
K.Ramakrishnan,S.Floyd.A Proposal to add Explicit Congestion Notification(ECN)to IP.The Internet Society,January 1999.RFC2481.
【０００７】
【非特許文献２】
K.Ramakrishnan,S.Floyd,D.Black.The Addition of Explicit Congestion Notification(ECN)to IP.The Internet Society,September 2001.RFC3168.
【０００８】
【非特許文献３】
Hari Balakrishnan and Randy H.Katz.Explicit Loss Notification and Wireless Web Performance.Computer Science Division,Department of EECS, University of California at Berkeley,November 1998.
【０００９】
【非特許文献４】
Hari Balakrishnan,Venkata N.Padmanabhan,Srinivasan Seshan and Randy H.Katz.A Comparison of Mechanisms for Improving TCP Performance over Wireless Links.Computer Science Division,University of California at Berkeley,August 1996.
【００１０】
【非特許文献５】
Mark A.Miller「SNMPインターネットワーク管理」トップスタジオ訳(東京、翔泳社、1998年)、543頁。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の方式によれば、ＴＣＰ／ＩＰの輻輳状態通知機能、ＥＬＮ機能のプロトコル制御機能は、無線中継ノード装置に実装しなくては、効果的な制御がされないという問題がある。一方、制御方法が増加や拡張する度に、その制御機能を無線中継ノード装置に負担させることは、無線中継ノード装置の負荷が増大する可能性がある。
【００１２】
また、従来の方式では、無線中継ノードの処理能力に応じて、各無線中継ノード毎にネットワーク状況を判断してしまうため、判断基準が統一されず、安定した運用が困難となる可能性もある。また、ネットワーク監視に際して、ＳＮＭＰにより、移動通信網外へ直接ネットワーク管理情報を提供することは、無線中継ノード装置の有益情報の漏洩を招き、セキュリティ上困難である。
【００１３】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、無線中継ノードにおける処理負荷を増大させることなく、また、移動通信網内の有益情報が外部に漏洩することなく、パケットの輻輳等によるネットワーク通信負荷を軽減させることのできるパケット通信システム、パケット通信方法及びプロトコル変換装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、無線端末装置からのパケットをネットワーク上において順次転送する際、無線端末装置に対して送受信されるパケットの状態を監視し、この監視報告に基づいて、ネットワーク上の通信状態を管理し、この管理に従って、ネットワーク上を送受信されるパケットに対してプロトコルの制御を行う。
【００１５】
このような本発明によれば、無線端末装置へのリンクを監視し、無線端末装置の受信状態に応じて、ネットワーク上で送受信されるパケットのプロトコルを制御するため、ネットワーク上の輻輳を適切に回避することができる。また、ネットワーク監視を、移動通信網内において行うことができるため、無線中継ノード装置の有益情報が外部のネットワークに漏洩するのを防止することができる。
【００１６】
特に、このネットワークの監視や、プロトコル制御を行う装置を、無線中継ノード以外の装置、例えば、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置やプロトコル制御エージェント装置等に設けた場合には、無線中継ノードの処理能力によらず、統一された判断基準により、ネットワークの監視を行うことが可能となり、安定したネットワークの運用が実現される。
【００１７】
なお、上記発明においては、無線リンクにおけるパケット損失を検出するとともに無線リンクパケット損失情報を、不定期に発せられるトラップメッセージによって報告することができる。また、複数の報告を収集し、蓄積してなるネットワーク管理情報を生成し、このネットワーク管理情報に基づいて、ネットワークの通信状況を判断し、無線リンク異常を検出するとともに、検出個所の経路上を通過するパケットに対するプロトコル制御の指示を行うことができる。
【００１８】
この場合には、ネットワークの通信負荷の増大が、輻輳によるものなのか、無線リンクの特性に基づく受信側の通信環境によって生じた一瞬のパケットロスなどによるものなのか、など発生の原因に応じた、プロトコル処理が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
（システムの構成）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るパケット通信システムの構成、及びこのパケット通信システムが適用されるネットワーク構成を示す概略構成図である。
【００２０】
本実施形態に係るパケット通信システムは、図１（ａ）に示すように、無線端末装置等の移動ノードＭＮからのパケットをネットワーク（移動通信網）上において順次転送するシステムであり、移動ノードＭＮに対して送受信される通過パケットの状態を監視する監視情報取得部と、この監視情報取得部からの報告に基づいて、ネットワーク上の通信状態を管理するネットワーク情報管理部と、ネットワーク上を送受信されるＴＣＰ／ＩＰパケットに対してプロトコルの制御を行うプロトコル制御部と、ネットワーク情報管理部に従って、プロトコル制御部におけるプロトコル制御を管理するプロトコル制御管理部とを有する。
【００２１】
そして、図１（ｂ）に示すように、移動通信網上には、移動ノードＭＮと、無線中継ノード装置を備えた基地局ＢＳ１〜４と、プロトコル制御エージェント装置を備えたNode２及び３と、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置とを備えたNode１が階層構造をなしており、上位のＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置を通じて、インターネットに接続され、このインターネットを介して送信端末に接続されている。本実施形態において、上記監視情報取得部は、無線中継ノード装置上に設けられ、上記ネットワーク情報管理部及びプロトコル制御管理部は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置上に設けられ、上記プロトコル制御部は、プロトコル制御エージェント装置上に設けられる。
【００２２】
これら各装置の機能を表１に示す。
【００２３】
【表１】
表１に示すように、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置は、ＳＮＭＰを実装し、これによるデータ送受信が可能となっており、ＳＮＭＰ無線中継ノード装置からＭＩＢ情報を取得する機能と、無線リンクの異常を検出する機能と、プロトコル制御メッセージをプロトコル制御エージェント装置に送信する機能とを備えている。
【００２４】
また、プロトコル制御エージェント装置は、プロトコル制御メッセージを受信する機能と、該当パケットに対するプロトコル制御を行う機能とを備えている。
【００２５】
各無線中継ノード装置は、ＳＮＭＰを実装しており、これによるデータ送受信が可能となっており、ＳＮＭＰを実装して、ＭＩＢ情報に必要な情報を蓄積する機能と、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置に対してＭＩＢ情報を応答する機能を備えている。
【００２６】
このような種々の機能を備えた各装置の具体的な構成について以下に説明する。図２は、第１実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１、プロトコル制御エージェント装置４１、及び無線中継ノード装置５１の内部構成及び相互関係を示すブロック図である。
【００２７】
図２に示すように、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１は、前述した無線中継ノード装置５１からＭＩＢ情報を取得し、無線リンクの異常を検出する機能としてネットワーク情報管理部３１１を有するとともに、プロトコル制御メッセージをプロトコル制御エージェント装置に送信する機能としてのプロトコル制御管理部３１３とを有している。
【００２８】
（１）ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置の構成
図３は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１の内部構成をより詳細に示すブロック図である。この図３においては、上述したプロトコル制御管理部３１３とネットワーク情報管理部３１１の他に、パケットの送受信を行う通信モジュールとしてのパケット送信処理部３１４及びパケット受信処理部３１５とが示されている。
【００２９】
ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１は、ネットワーク情報管理部３１１において、無線中継ノード装置から集められたＭＩＢ情報やトラップメッセージを一元管理し、プロトコル制御管理部３１３において、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御に必要な情報にするための変換式、変換パラメータをもってプロトコル変換を行う。
【００３０】
ネットワーク情報管理部３１１は、無線基地局ノード装置のネットワーク管理情報３１２を備え、このネットワーク管理情報３１２に基づいて、自局の監視範囲を監視し、輻輳等の無線リンクの異常を検出するモジュールである。このネットワーク情報管理部３１１によるネットワークの監視は、各ＳＮＭＰエージェントにＭＩＢ情報を要求して、ＳＮＭＰエージェントが応答する形で行われる通常形式と、無線中継ノード装置における無線リンク異常発生時に、ＳＮＭＰエージェントが、自発的にトラップイベントを起動して、ＳＮＭＰのトラップメッセージをＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１に通知するトラップイベント形式を併用してネットワーク管理を行う。
【００３１】
ネットワーク管理情報３１２は、プロトコル制御エージェント装置４１を特定するための情報であり、無線中継ノード装置とプロトコル制御エージェントとを関連付ける情報が格納されている。このネットワーク管理情報３１２は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャにおいて、無線中継ノード装置から集められたＭＩＢ情報やトラップメッセージを、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御に必要な情報にするための変換式、変換パラメータを用いて加工することにより生成される。
【００３２】
プロトコル制御管理部３１３は、ネットワーク情報管理部３１１において、輻輳のような無線リンク異常が検出された際、該当する無線中継ノード装置までの経路上にあるプロトコル制御エージェント装置４１を特定して、プロトコル制御指示パケットを通知するモジュールである。このプロトコル制御指示パケットは、制御指示内容、ネットワーク状態、対象となるデータパケットを特定するためにコネクション情報などから構成される。
【００３３】
（２）プロトコル制御エージェント装置
図４は、プロトコル制御エージェント装置の内部構成を示すブロック図である。プロトコル制御エージェント装置４１は、プロトコル制御情報の管理手段としてのプロトコル制御情報管理部４１１と、通信プロトコルパケットを捕捉して、プロトコル制御を行うプロトコル制御手段としてのプロトコル制御部４１３を有する。
【００３４】
このプロトコル制御情報管理部４１１は、プロトコル制御指示パケットを受信すると、制御情報データベース４１２内のプロトコル制御対象リストに登録する。プロトコル制御対象リストには、プロトコル制御対象のパケットを特定するための宛先ＩＰや、制御指示、有効時間などが格納されている。なお、このプロトコル制御対象リストの登録内容は、一定時間保管された後、消去するか、制御中止の指示パケットを受信した場合に、該当情報をプロトコル制御対象リストから消去する。有効時間は、同一内容のプロトコル制御メッセージを受信する度に延長する。
【００３５】
このプロトコル制御部４１３では、他局宛てのパケットを受信した際に、そのパケットがプロトコル制御対象リストに該当するパケットかを判定し、該当する場合は、そのパケットに対して該当制御機能によりプロトコル制御を行う。プロトコル制御されたパケットも、制御されないパケットと同様に、プロトコル制御部４１３から送信される。
【００３６】
（３）無線中継ノード装置
図５は、ＳＮＭＰエージェント機能を実装する無線中継ノード装置の内部構成を示すブロック図である。
【００３７】
各無線中継ノード装置５１は、前述した、ＭＩＢ情報に必要な情報を取得、蓄積する機能として監視情報取得部５１３及びＭＩＢ情報データベース５１２を有し、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置に対してＭＩＢ情報を応答する機能としてＭＩＢ応答処理部５１１を有している。
【００３８】
ＭＩＢ応答処理部５１１は、ＭＩＢ情報を提供すべきＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置に関する情報としてＭＩＢ情報データベース５１２を持ち、要求に対して応答する際には、このＭＩＢ情報データベース５１２を参照し、ＭＩＢ情報データベース５１２に登録されていない他の装置からのＭＩＢ情報の要求に対して応答しない機能を備える。
【００３９】
ＭＩＢ応答処理部５１１は、通常時に、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１からのＭＩＢ情報要求に対して、ＳＮＭＰを通じて応答するモジュールである。Ｔｒａｐ監視部５１４は、監視情報取得部５１３により無線中継ノード装置における無線リンクの異常発生を監視し、異常発生時には、自発的にトラップイベントを起動して、ＳＮＭＰのトラップメッセージをＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１に通知するモジュールである。
【００４０】
（システムの動作）
以上説明した構成の本システムによれば、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１と各無線中継ノード装置５１間におけるＳＮＭＰにより、ＳＮＭＰ−プロトコルマネージャ装置４１のネットワーク情報管理部３１１においてＭＩＢ情報を収集・管理し、収集されたＭＩＢ情報に基づいて、プロトコル制御管理部３１３において、ネットワーク上の異常を検出し、プロトコル制御装置４１に対して、ＭＮ１宛のパケットに輻輳時の制御指示パケットを通知する。
【００４１】
制御指示の通知を受けたプロトコル制御装置４１は、ＭＮ１宛のパケットがＴＣＰ／ＩＰパケットの場合には、このＴＣＰ／ＩＰパケットのデータ変更を行い、プロトコルの制御を行う。
【００４２】
［第２実施形態］
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係るネットワーク構成及び処理の流れを示す概略構成図である。
【００４３】
（システムの構成）
本実施形態では、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置は、Ｎｏｄｅ１に設置され、プロトコル制御装置は、Ｎｏｄｅ２、Ｎｏｄｅ３に設置されている。ＳＮＭＰエージェントを実装する無線中継ノード装置は、各ＢＳ基地局に設置されている。
【００４４】
同図に示すように、本実施形態では、Ｎｏｄｅ１のＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置と各無線中継ノード装置間におけるＳＮＭＰにより、ＳＮＭＰ−プロトコルマネージャ装置にＭＩＢ情報を収集し（図６中▲１▼）、収集されたＭＩＢ情報をＴＣＰ／ＩＰの輻輳制御用に変換し、加工する（図６中▲２▼）。
【００４５】
ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャは、ＢＳ１の輻輳状態を検出した際、Ｎｏｄｅ２のプロトコル制御装置に対して、ＭＮ１宛のパケットに輻輳時の制御指示を通知する（図６中▲３▼）。
【００４６】
制御指示の通知を受けたＮｏｄｅ２のプロトコル制御装置は、ＭＮ１宛のパケットがＴＣＰ／ＩＰパケットの場合には、このＴＣＰ／ＩＰパケットのデータ変更を行う（図６中▲４▼）。
【００４７】
（１）ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置の構成
図７は、本実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコルマネージャ装置７の構成例を示している。本実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置は、ネットワーク情報管理部７１とプロトコル制御管理部７３とを備えている。
【００４８】
ネットワーク情報管理部７１は、監視対象リスト７１４と監視条件７１５をスタティックに管理して、これらの情報を参照して、ＭＩＢリクエストを作成送信するＭＩＢリクエスト機能７１１と、ＭＩＢリクエストに対するレスポンスを受信するＭＩＢリザルト機能７１２と、受信レスポンスをＭＩＢ情報データベース７１６のネットワーク管理情報へ変換、加工するＭＩＢ情報加工機能７１３とを備えている。
【００４９】
ＭＩＢリクエスト機能７１１は、ＭＩＢリクエスト送信先を監視対象リスト７１４から取得し、監視条件７１５からは、監視間隔と要求ＭＩＢのオブジェクトＩＤを取得して、ＭＩＢリクエストを作成して無線中継ノード装置に送信する。
【００５０】
ＭＩＢリザルト機能７１２は、無線中継ノード装置からＭＩＢレスポンスを受信してＭＩＢ情報データベース７１６に登録するとともに、ＭＩＢ情報加工機能７１３に、ＭＩＢ情報をネットワーク管理情報への変換を実行させる。
【００５１】
ＭＩＢ情報加工機能７１３は、ＭＩＢ情報データベース７１６に蓄積された過去のＭＩＢ情報を検索し、検索された過去のＭＩＢ情報と、ＭＩＢリザルト機能７１２から取得した新規のＭＩＢ情報とからインターフェース情報テーブル７２１とコネクション情報テーブル７２２を作成する。
【００５２】
このインターフェース情報テーブルは、表２に示すように、基地局の名称に対して、ダウンリンクを通過したパケット数やキューサイズ等の情報を関連付けたテーブルデータである。
【００５３】
【表２】
コネクション情報テーブルは、表３に示すように、移動端末ＩＰアドレスを登録するテーブルデータである。
【００５４】
【表３】
また、ＭＩＢリザルト機能７１２から受け取ったＭＩＢ情報がトラップイベントによるものの場合は、Ｔｒａｐ情報テーブル７２３を作成する。このＴｒａｐ情報テーブルは、表４に示すように、基地局や移動端末ＩＰアドレス、ポート番号、通信相手端末のＩＰアドレスやポート番号を登録するテーブルデータである。
【００５５】
【表４】
監視対象リスト７１４は、表５に示すように、監視対象である基地局の名称や、ＩＰアドレス、これら基地局を管轄するプロトコル制御装置の名称、プロトコル制御装置のＩＰアドレスが関連付けられて格納されている。
【００５６】
【表５】
監視条件７１５は、表６に示すように、取得された情報の種類と、その種類に応じた間隔（例えばパケットの通過量やパケット数）とが対応付けられて格納されている。
【００５７】
【表６】
ＭＩＢ情報データベース７１６は、表７に示すように、取得された情報の種類（基地局の名称、パケット量、キューサイズ）と、ＭＩＢ情報の名称とが関連付けられて格納されている。
【００５８】
【表７】
図８は、ネットワーク情報管理部７１によって作成されるネットワーク管理情報７２のデータ構成を示している。ネットワーク管理情報７２は、インターフェース情報テーブル７２１と、このインターフェース情報テーブル７２１内のそれぞれのデータに関連付けられたコネクション情報テーブル７２２及びＴｒａｐ情報テーブル７２３により構成される。
【００５９】
プロトコル制御管理部７３は、ネットワーク情報管理部７１と連携を取り、プロトコル制御管理部７３の動作を制御するプロトコル制御機能７３１と、ネットワーク管理情報を参照して、無線リンク異常を検出する無線リンク異常検出処理７３２と、無線リンク異常を検出したことをプロトコル制御メッセージとしてプロトコル制御装置に通知するプロトコル制御指示機能７３３とから構成される。
【００６０】
無線リンク異常検出処理７３２は、検出処理をしている無線ノード装置のインターフェース情報にトラップイベント発生を示すＴｒａｐ発生情報が存在するかをチェックし、Ｔｒａｐ情報が存在する場合には、発生Ｔｒａｐに応じたプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する。Ｔｒａｐ情報が存在しない場合は、ネットワーク輻輳検出を行い、その結果輻輳が検出された場合は、ネットワーク輻輳のプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する。
【００６１】
プロトコル制御指示機能７３３は、通知されたプロトコル制御指示に従い、ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージと無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージを作成する。作成したメッセージの宛先を監視対象リスト７１４から無線中継ノード装置とプロトコル制御装置との関連付けを取得して、無線リンク異常が検出された無線中継ノード装置の経路上にあるプロトコル制御装置を特定する。
【００６２】
ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージは、図９に示すように、ＩＰヘッダの後方に、UDPヘッダ及びプロトコル制御メッセージとからなるUDPデータグラムが連結されている。このプロトコル制御メッセージは、共通部と情報部とから構成されており、共通部には、表８に示すように、輻輳制御指示ビットと無線ロス発生制御指示ビットを含むStateデータと、予約を指示するReservedデータ、情報数を示すInformation Numデータが含まれている。情報部には、輻輳制御の対象となる移動端末のＩＰアドレス等が含まれている。
【００６３】
【表８】
また、無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージは、図１０に示すように、ＩＰヘッダの後方に、UDPヘッダ及びプロトコル制御メッセージとからなるUDPデータグラムが連結されている。このプロトコル制御メッセージは、共通部と情報部とから構成されており、共通部には、表９に示すように、輻輳制御指示ビットと無線ロス発生制御指示ビットを含むStateデータと、予約を指示するReservedデータ、情報数を示すInformation Numデータが含まれている。情報部には、無線ロス制御対象送信元や対象宛先のＩＰアドレスやポート番号等が含まれている。
【００６４】
【表９】
（２）プロトコル制御エージェント装置の構成
図１１は、本実施形態に係るプロトコル制御エージェント装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、プロトコル制御エージェント装置１５は、プロトコル制御情報管理部１５１と、プロトコル制御部１５２と、パケット受信部１５３と、パケット送信部１５４とから構成されている。
【００６５】
プロトコル制御情報管理部１５１は、ＳＮＭＰ−プロトコル制御マネージャ装置７からのプロトコル制御メッセージを受信するとプロトコル制御メッセージ受信機能内１５１１において、プロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理を行い、プロトコル制御ＩＰアドレスリスト１５１２を作成、更新する。
【００６６】
プロトコル制御ＩＰアドレスリスト１５１２は、制御内容により輻輳制御対象ＩＰリストと無線リンクロス制御対象コネクションリストがある。それぞれのリストは、表１０、表１１に示すように、IPアドレスと有効時間、リンクロス制御が必要な制御対象のＩＰアドレスやポート番号等が記述されている。
【００６７】
【表１０】
【表１１】
プロトコル制御部１５２は、パケット受信部１５３が受信した、他端末宛てパケットを、内部のプロトコル制御振り分け機能１５２１において、プロトコル制御ＩＰアドレスリスト１５１２を参照しながら、それぞれの制御内容により処理を振り分けるモジュールである。ＴＣＰ輻輳制御機能１５２２は、輻輳制御の例として、ＩＰヘッダのＴＯＳフィールド中の輻輳が発生していることを示すＣＥ（Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）ビットをＯＮにして宛先ＩＰアドレス向けにする。すなわち、図２２に示すように、ＴＣＰ輻輳制御該当パケットを受信した場合（Ｓ９０１）、ＥＣＴビットをＯＮにするとともに、ＣＥビットをＯＮにする。
【００６８】
図１２にＩＰヘッダのフォーマットとともに輻輳制御例のイメージを示す。ＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能１５２３は、無線リンクロス制御対象リストに登録された時点において、図１３に示すように、ＥＬＮ待機中から準備中状態へと遷移して、重複Ａｃｋパケットを検出して、ＥＬＮ実行中に遷移して、パケットのReservedデータを変更する制御を行う。
【００６９】
（３）無線中継ノード装置の構成
図１５は、本実施形態に係る無線中継ノード装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、無線中継ノード装置２３は、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ処理部２３１と、ＭＩＢ応答処理部２３２と、監視情報取得部２３３と、Ｔｒａｐ監視部２３４と、パケット送信処理部２３５と、パケット受信処理部２３６とから構成されている。
【００７０】
Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ処理部２３１は、移動端末からのモバイルＩＰ登録要求を受信すると、ＭＩＢ情報２３７に該当する移動端末の情報を登録、更新するモジュールである。ＭＩＢ応答処理部２３２は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置７からのＭＩＢ要求メッセージを受信し、自ノード内に蓄えられたＭＩＢ情報を参照して、ＭＩＢ応答を送信するモジュールである。監視情報取得部２３３は、パケット送信処理部２３５の監視ポイントのパケット通過を監視して、定期的にＭＩＢ情報に登録、更新をするモジュールである。
【００７１】
Ｔｒａｐ監視部２３４は、ＭＡＣ処理からの無線リンクの回線異常イベント通知を受け、無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージを送信するモジュールである。
【００７２】
（システムの動作）
以上説明した構成を有する本実施形態に係るプロトコル制御システムは以下のように動作する。
【００７３】
（１）ＭＩＢリクエスト処理
先ず、図１６に示すように、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置７が起動されると（Ｓ１０１）、監視対象基地局や、監視間隔等の設定情報を取得する（Ｓ１０２）。具体的には、ＭＩＢリクエスト機能７１１が、ＭＩＢリクエスト送信先を監視対象リスト７１４から取得して、監視条件７１５からは、監視間隔と要求ＭＩＢのオブジェクトＩＤを取得する。
【００７４】
次いで、設定情報の取得が成功したか否かについて判断を行い（Ｓ１０３）、成功していれば、ＭＩＢリクエスト機能を呼び出して、タイマーを監視間隔後に起動するように設定する（Ｓ１０４）。成功しなかったと判断した場合は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置を停止する。
【００７５】
一方、ステップＳ１０４において起動されたＭＩＢリクエスト機能は、収集ＭＩＢオブジェクトを設定したGetRequestメッセージを監視対象基地局数分作成し送信する（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）。その後、ＭＩＢリクエスト機能呼び出しタイマーを監視間隔後に起動するように設定し、終了する（Ｓ２０４及びＳ２０５）。
【００７６】
（２）ＭＩＢリザルト処理
上記（１）で送信されたGetRequestメッセージを受信した監視対象基地局の無線中継ノードでは、レスポンスメッセージを返信する。この返信されたメッセージは、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置において、図１７に示すように、ＭＩＢリザルト機能７１２で受信され（Ｓ３０１）、受信されたメッセージが通常形式（GetResponse）又はイベント形式（Trap）であるかを判断する（Ｓ３０２）。受信したメッセージがこれら通常形式及びイベント形式のいずれでもない場合は、メッセージ種別エラーを通知するメッセージを出力し（Ｓ３０４）、パケットを廃棄し（Ｓ３１０）、次のメッセージの受信待ち状態とする（Ｓ３１５）。
【００７７】
一方、ステップＳ３０２において、受信したメッセージが通常形式又はイベント形式である場合は、基地局の種別を解析し（Ｓ３０３）、ヘッダ若しくはフッダーに所定のパラメータが含まれているか否かについて判断する（Ｓ３０５）。所定のパラメータが含まれていないと判断した場合には、ステップＳ３１１へ進み、含まれていると判断した場合には、ＭＩＢリクエスト機能に基地局種別を通知し（Ｓ３０６）、ＭＩＢリクエスト機能から基地局名を取得し（Ｓ３０７）、基地局名が存在するか否かについて判断を行う（Ｓ３０８）。
【００７８】
ステップＳ３０８において、基地局がないと判断した場合には、未登録からのリクエストであるとして処理し（Ｓ３０９）、パケットを廃棄し（Ｓ３１０）、次のメッセージ受信待ちとなる（Ｓ３１５）。
【００７９】
ステップＳ３０８において、基地局名が存在すると判断した場合には、ＭＩＢ情報の抽出を行い（Ｓ３１１）、基地局名を付加してＭＩＢ情報加工機能へ出力し（Ｓ３１２）、所定のテーブルを作成・更新を実行させ、その完了が受信された際（Ｓ３１３）、プロトコル制御機能を呼び出し（Ｓ３１４）、次のメッセージ受信待ちとする（Ｓ３１５）。
【００８０】
（３）ＭＩＢ情報加工処理
ＭＩＢ情報加工機能７１３は、ＭＩＢリザルト機能７１２から受け取ったＭＩＢ情報に該当する過去のＭＩＢ情報をＭＩＢ情報データベース７１６から取得し、これらの情報に基づいて、インターフェース情報テーブル７２１とコネクション情報テーブル７２２を作成する。また、ＭＩＢリザルト機能７１２から受け取ったＭＩＢ情報がトラップイベントによるものの場合は、Ｔｒａｐ情報テーブル７２３を作成する。
【００８１】
具体的には、図１８に示すように、ＭＩＢリザルト機能からＭＩＢ情報を受信すると（Ｓ４１０）、基地局名でインターフェース情報テーブルを検索し（Ｓ４０２）、基地局名があるか否かについて判断する（Ｓ４０３）。
【００８２】
ステップＳ４０３において、基地局名があると判断した場合には、ステップＳ４０６に進み、基地局名がないと判断した場合には、インターフェース情報テーブルに分配し（Ｓ４０４）、続いて、コネクション情報テーブルを分配し（Ｓ４０５）、インターフェース情報テーブルに値を格納する（Ｓ４０６）。
【００８３】
次いで、ＩＰアドレス情報が一つか否かについて判断を行う（Ｓ４０７）。一つである場合には、インターフェース情報テーブルにＩＰアドレス情報を格納する（Ｓ４１０）。ステップＳ４０７において、ＩＰアドレス情報が一つではないと判断した場合には、インターフェース情報テーブルにNULLデータを格納するとともに（Ｓ４０８）、コネクション情報テーブルにＩＰアドレス情報を格納する（Ｓ４０９）。
【００８４】
次いで、不足する情報があるか否かについて判断する（Ｓ４１１）。不測情報があると判断した場合には、取得情報不正ワーニング処理を行う（Ｓ４１２）。その後、ＭＩＢリザルト機能へ返信する（Ｓ４１３）。
【００８５】
（４）無線リンク異常検出処理
ＭＩＢリザルト機能７１２からネットワーク管理情報の更新の通知を受信した（Ｓ５０１）無線リンク異常検出処理７３２は、図１９に示すように、検出処理をしている無線ノード装置のインターフェース情報にトラップイベント発生を示すＴｒａｐ発生情報が存在するかチェックする（Ｓ５０２）。
【００８６】
このステップＳ５０２において、Ｔｒａｐ情報が存在すると判断した場合には、発生Ｔｒａｐに応じたプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する（Ｓ５０３）。具体的には、無線リンクパケットロス発生イベントの検出指示をプロトコル制御指示機能に、Statusフラグの無線ロス発生ビットをＯＮにする。
【００８７】
一方、ステップＳ５０２において、Ｔｒａｐ情報が存在しないと判断した場合は、ネットワーク輻輳の検出を行い（Ｓ５０４）、その結果輻輳が検出された場合は、ネットワーク輻輳のプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する（Ｓ５０５）。具体的には、ネットワーク輻輳の検出指示をプロトコル制御指示に通知するために、Statusフラグの輻輳発生ビットをＯＮにする。
【００８８】
プロトコル制御指示機能７３３は、通知されたプロトコル制御指示に従い、ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージと無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージを作成する。作成したメッセージの宛先を監視対象リスト７１４から無線中継ノード装置とプロトコル制御装置との関連付けを取得して、無線リンク異常が検出された無線中継ノード装置の経路上にあるプロトコル制御装置を特定する。
【００８９】
（５）プロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理
ＳＮＭＰ−プロトコル制御マネージャ装置からのプロトコル制御メッセージ（図９，図１０）を受信すると、プロトコル制御エージェント装置１５のプロトコル制御情報管理部１５１は、プロトコル制御メッセージ受信機能内１５１１において、図２０に示すように、プロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理を行う。
【００９０】
先ず、プロトコル制御メッセージを受信すると（Ｓ６０１）、プロトコル制御情報管理部１５１は、受信したメッセージが、ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージか、無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージかについて、メッセージ種別を行う（Ｓ６０２）。
【００９１】
受信したメッセージがネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージである場合には、ネットワーク輻輳制御ＩＰリストに登録済みの場合は有効時間を延長し、未登録の場合は追加する。これを、制御対象数分だけ繰り返す（Ｓ６０４〜Ｓ６０５）。
【００９２】
一方、受信したメッセージが、無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージである場合は、無線リンクロス制御コネクションリストに登録済みのときは、無線ロスパケット数のカウントアップと有効時間を延長する。未登録であるときは、追加する（Ｓ６０６）。
【００９３】
（６）パケット振り分け処理
プロトコル制御部１５２は、パケット受信部１５３が受信した他端末宛てパケットを、内部のプロトコル制御振り分け機能１５２１において、図２１のようにプロトコル制御ＩＰアドレスリスト１５１２を参照しながら、それぞれの制御内容により処理を振り分ける。
【００９４】
すなわち、他端末宛のパケットを受信すると（Ｓ７０１）、宛先ＩＰアドレスが輻輳制御対象ＩＰアドレスに一致するか否か判断する（Ｓ７０２）。一致する場合には、パケットの種別を判断し、ＴＣＰであれば、ＴＣＰ輻輳制御機能を呼び出す（Ｓ７０４）。一方ステップＳ７０３で、ＴＣＰ以外のパケットであると判断した場合には、そのまま終了する。
【００９５】
他方、ステップＳ７０２で、宛先ＩＰアドレスが、輻輳制御対象ＩＰアドレスに一致したと判断した場合には、当該パケットは、無線リンクロス制御対象リストに一致するか否かについて判断を行い（Ｓ８０１）、一致しなければ、そのまま終了する。ステップＳ８０１において、一致すると判断した場合には、パケットの種別を判断し、種別がＴＣＰであれば、ＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能を呼び出す（Ｓ８０２）。一方ステップＳ８０２で、ＴＣＰ以外のパケットであると判断した場合には、そのまま終了する。
【００９６】
（７）重複Ａｃｋパケット受信時の処理
ＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能１５２３は、無線リンクロス制御対象リストに登録された時点において、図１３に示すようにＥＬＮ待機中から準備中と遷移して、図２３に示すフローのように重複Ａｃｋパケットを検出して、ＥＬＮ実行中に遷移して、図１４に示すような制御を行う。
【００９７】
具体的には、図２３に示すように、無線ロス制御Ａｃｋパケットを受信すると（Ｓ１００１）、重複Ａｃｋであるか否かについて判断し（Ｓ１００２）、重複Ａｃｋであると判断した場合には、状態がＥＬＮ実行中であるか否かについて判断し、実行中であれば、ＥＬＮビットをＯＮにし、状態がＥＬＮ準備中であると判断した場合には、ＥＬＮ実行中とし（Ｓ１０１０）、ＥＬＮビットをＯＮとする（Ｓ１０１１）。
【００９８】
一方、ステップＳ１００２で、重複Ａｃｋではないと判断した場合には、状態がＥＬＮ準備中であるか否かについて判断し、準備中であると判断した場合には、ステップＳ１００７に進み、実行中であると判断した場合には、無線ロス数のカウントダウンを行い（Ｓ１００４）、ＥＬＮ準備中にする（Ｓ１００５）。次いで、最終通過シーケンス番号を当パケットシーケンス番号にする（Ｓ１００６）。
【００９９】
次いで、Ｓ１００７において、無線ロス数が１以上であるか否かについて判断し、１以上であるときには、そのまま終了し、１未満であるときには、ＥＬＮ待ちの状態（対象コネクションをリストより消去）とし、終了する（Ｓ１００８）。
【０１００】
（作用効果）
以上説明したように、実施形態に係るシステム及び方法によれば、無線中継ノード装置とＳＮＭＰマネージャ装置間において検出された輻輳などの無線リンク異常の事象を、プロトコル制御指示メッセージを用いてプロトコル制御装置に通知し、プロトコル制御装置が、終端の送受信端末向けにＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御方法に則りパケット操作することによる分散環境化におけるＴＣＰ／ＩＰの輻輳制御へのネットワーク管理情報の反映を実現可能とすることができる。
【０１０１】
また、無線中継ノード装置のＭＩＢ情報を、終端端末から直接参照することについては許可しないため、無線中継ノード装置の重要情報の漏洩を防ぐことができる。
【０１０２】
なお、プロトコル制御機能を、無線中継ノードに直接実装することも考えられるが、この場合に、無線中継ノード装置に負荷が集中することと、無線中継ノード装置の能力に差異がある場合に、無線リンク異常の検出にも差異が生じてしまう問題があったが、ネットワーク情報を一元管理して、機器固有の差異による無線リンク異常検出の統一化を可能にすることと、機器分散するため、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコルの拡張にともなう制御方法の追加などが生じた場合にも、無線中継ノード装置の負荷増大を防ぐことが可能となる。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明のパケット通信システム、パケット通信方法及びプロトコル変換装置によれば、無線中継ノードにおける処理負荷を増大させることなく、また、移動通信網内の有益情報が外部に漏洩することなく、パケットの輻輳等によるネットワーク通信負荷を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るネットワーク構成を示す説明図である。
【図２】第１実施形態に係る各装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係るプロトコル制御エージェント装置の内部構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態に係るＳＮＭＰエージェント機能を実装する無線中継ノード装置の内部構成を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態に係るネットワーク構成を示す説明図である。
【図７】第２実施形態に係るＳＮＭＰプロトコル変換マネージャ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態に係るネットワーク管理情報のデータ構成を説明する図である。
【図９】第２実施形態に係るネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージを説明するフォーマット図である。
【図１０】第２実施形態に係る無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージのを説明するフォーマット図である。
【図１１】第２実施形態に係るプロトコル制御エージェント装置の構成例を説明するブロック図である。
【図１２】第２実施形態に係るＴＣＰ輻輳制御を説明する図である。
【図１３】第２実施形態に係るＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能処理の動作例を説明する状態遷移図である。
【図１４】第２実施形態に係るＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ制御例を説明する図である。
【図１５】第２実施の形態に係る無線中継ノード装置構成例を説明するブロック図である。
【図１６】第２実施形態に係るＭＩＢリクエスト機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図１７】第２実施の形態に係るＭＩＢリザルト機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図１８】第２実施形態に係るＭＩＢ情報加工機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図１９】第２実施形態に係る無線リンク異常検出処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図２０】本実施の形態に係るプロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図２１】第２実施形態に係るプロトコル制御振り分け処理の動作例を説明するフローチャート図である。
【図２２】第２実施形態に係るＴＣＰ輻輳制御機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図２３】第２実施の形態に係るＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能処理の動作例を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
ＭＮ…移動ノード
７…ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置
１５…プロトコル制御エージェント装置
２３…無線中継ノード装置
３１…ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置
４１…プロトコル制御エージェント装置
５１…無線中継ノード装置
７１…ネットワーク情報管理部
７２…ネットワーク管理情報
７３…プロトコル制御管理部
１５１…プロトコル制御情報管理部
１５２…プロトコル制御部
１５３…パケット受信部
１５４…パケット送信部
２３１…ＩＰ処理部
２３２…ＭＩＢ応答処理部
２３３…監視情報取得部
２３４…Ｔｒａｐ監視部
２３５…パケット送信処理部
２３６…パケット受信処理部
２３７…ＭＩＢ情報
３１１…ネットワーク情報管理部
３１２…ネットワーク管理情報
３１３…プロトコル制御管理部
３１４…パケット送信処理部
３１５…パケット受信処理部
４１１…プロトコル制御情報管理部
４１２…制御情報データベース
４１３…プロトコル制御部
５１１…ＭＩＢ応答処理部
５１２…ＭＩＢ情報データベース
５１３…監視情報取得部
５１４…Ｔｒａｐ監視部
【発明の属する技術分野】
本発明は、中継ノードが、ＳＮＭＰを用い輻輳などの無線リンク異常を検出して、異常が検出された無線リンクを介してＴＣＰ／ＩＰ通信を行っている終端端末間に、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御方法に変換して知らせ、障害を未然に防止し、拡大を阻止するパケット通信システム、パケット通信方法及びプロトコル変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、通信プロトコルの一種であるＴＣＰ／ＩＰでは、ルータ等の中継ノードからエンド・ノードに、ネットワークの輻輳状態を明示的に通知する輻輳情報通知機能（ＥＣＮ：Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）により、ルータからエンド・ノードにネットワークの輻輳状態を明示的に通知し、ネットワークの通信負荷が増大するのを抑制する仕組みを提供している。
【０００３】
また、喪失情報通知機能（ＥＬＮ：Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｌｏｓｓ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）として、無線リンクの特性により、受信側の通信環境によって通信中に生じる一瞬のパケットロス時などの、輻輳以外の理由によってロスが発生したことを送信ノードに通知して、ウィンドウサイズの減少を抑制する仕組みも提供している。
【０００４】
上記２つのプロトコル制御方法は、いずれも中継ノードが、個別にノード状況（転送待ちのパケット数等）に応じた判断を行い、通過パケットに対するプロトコル制御処理を行うものである。
【０００５】
ネットワーク監視にあっては、ＳＮＭＰを実装した装置間において、定義されたメッセージフォーマットによりネットワーク管理情報が参照可能である。移動通信網におけるモバイルＩＰに対応するネットワーク管理情報の取得も可能となり、移動通信網における無線リンクの情報を移動端末毎に監視可能である。
【０００６】
【非特許文献１】
K.Ramakrishnan,S.Floyd.A Proposal to add Explicit Congestion Notification(ECN)to IP.The Internet Society,January 1999.RFC2481.
【０００７】
【非特許文献２】
K.Ramakrishnan,S.Floyd,D.Black.The Addition of Explicit Congestion Notification(ECN)to IP.The Internet Society,September 2001.RFC3168.
【０００８】
【非特許文献３】
Hari Balakrishnan and Randy H.Katz.Explicit Loss Notification and Wireless Web Performance.Computer Science Division,Department of EECS, University of California at Berkeley,November 1998.
【０００９】
【非特許文献４】
Hari Balakrishnan,Venkata N.Padmanabhan,Srinivasan Seshan and Randy H.Katz.A Comparison of Mechanisms for Improving TCP Performance over Wireless Links.Computer Science Division,University of California at Berkeley,August 1996.
【００１０】
【非特許文献５】
Mark A.Miller「SNMPインターネットワーク管理」トップスタジオ訳(東京、翔泳社、1998年)、543頁。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の方式によれば、ＴＣＰ／ＩＰの輻輳状態通知機能、ＥＬＮ機能のプロトコル制御機能は、無線中継ノード装置に実装しなくては、効果的な制御がされないという問題がある。一方、制御方法が増加や拡張する度に、その制御機能を無線中継ノード装置に負担させることは、無線中継ノード装置の負荷が増大する可能性がある。
【００１２】
また、従来の方式では、無線中継ノードの処理能力に応じて、各無線中継ノード毎にネットワーク状況を判断してしまうため、判断基準が統一されず、安定した運用が困難となる可能性もある。また、ネットワーク監視に際して、ＳＮＭＰにより、移動通信網外へ直接ネットワーク管理情報を提供することは、無線中継ノード装置の有益情報の漏洩を招き、セキュリティ上困難である。
【００１３】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、無線中継ノードにおける処理負荷を増大させることなく、また、移動通信網内の有益情報が外部に漏洩することなく、パケットの輻輳等によるネットワーク通信負荷を軽減させることのできるパケット通信システム、パケット通信方法及びプロトコル変換装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、無線端末装置からのパケットをネットワーク上において順次転送する際、無線端末装置に対して送受信されるパケットの状態を監視し、この監視報告に基づいて、ネットワーク上の通信状態を管理し、この管理に従って、ネットワーク上を送受信されるパケットに対してプロトコルの制御を行う。
【００１５】
このような本発明によれば、無線端末装置へのリンクを監視し、無線端末装置の受信状態に応じて、ネットワーク上で送受信されるパケットのプロトコルを制御するため、ネットワーク上の輻輳を適切に回避することができる。また、ネットワーク監視を、移動通信網内において行うことができるため、無線中継ノード装置の有益情報が外部のネットワークに漏洩するのを防止することができる。
【００１６】
特に、このネットワークの監視や、プロトコル制御を行う装置を、無線中継ノード以外の装置、例えば、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置やプロトコル制御エージェント装置等に設けた場合には、無線中継ノードの処理能力によらず、統一された判断基準により、ネットワークの監視を行うことが可能となり、安定したネットワークの運用が実現される。
【００１７】
なお、上記発明においては、無線リンクにおけるパケット損失を検出するとともに無線リンクパケット損失情報を、不定期に発せられるトラップメッセージによって報告することができる。また、複数の報告を収集し、蓄積してなるネットワーク管理情報を生成し、このネットワーク管理情報に基づいて、ネットワークの通信状況を判断し、無線リンク異常を検出するとともに、検出個所の経路上を通過するパケットに対するプロトコル制御の指示を行うことができる。
【００１８】
この場合には、ネットワークの通信負荷の増大が、輻輳によるものなのか、無線リンクの特性に基づく受信側の通信環境によって生じた一瞬のパケットロスなどによるものなのか、など発生の原因に応じた、プロトコル処理が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
（システムの構成）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るパケット通信システムの構成、及びこのパケット通信システムが適用されるネットワーク構成を示す概略構成図である。
【００２０】
本実施形態に係るパケット通信システムは、図１（ａ）に示すように、無線端末装置等の移動ノードＭＮからのパケットをネットワーク（移動通信網）上において順次転送するシステムであり、移動ノードＭＮに対して送受信される通過パケットの状態を監視する監視情報取得部と、この監視情報取得部からの報告に基づいて、ネットワーク上の通信状態を管理するネットワーク情報管理部と、ネットワーク上を送受信されるＴＣＰ／ＩＰパケットに対してプロトコルの制御を行うプロトコル制御部と、ネットワーク情報管理部に従って、プロトコル制御部におけるプロトコル制御を管理するプロトコル制御管理部とを有する。
【００２１】
そして、図１（ｂ）に示すように、移動通信網上には、移動ノードＭＮと、無線中継ノード装置を備えた基地局ＢＳ１〜４と、プロトコル制御エージェント装置を備えたNode２及び３と、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置とを備えたNode１が階層構造をなしており、上位のＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置を通じて、インターネットに接続され、このインターネットを介して送信端末に接続されている。本実施形態において、上記監視情報取得部は、無線中継ノード装置上に設けられ、上記ネットワーク情報管理部及びプロトコル制御管理部は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置上に設けられ、上記プロトコル制御部は、プロトコル制御エージェント装置上に設けられる。
【００２２】
これら各装置の機能を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
また、プロトコル制御エージェント装置は、プロトコル制御メッセージを受信する機能と、該当パケットに対するプロトコル制御を行う機能とを備えている。
【００２５】
各無線中継ノード装置は、ＳＮＭＰを実装しており、これによるデータ送受信が可能となっており、ＳＮＭＰを実装して、ＭＩＢ情報に必要な情報を蓄積する機能と、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置に対してＭＩＢ情報を応答する機能を備えている。
【００２６】
このような種々の機能を備えた各装置の具体的な構成について以下に説明する。図２は、第１実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１、プロトコル制御エージェント装置４１、及び無線中継ノード装置５１の内部構成及び相互関係を示すブロック図である。
【００２７】
図２に示すように、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１は、前述した無線中継ノード装置５１からＭＩＢ情報を取得し、無線リンクの異常を検出する機能としてネットワーク情報管理部３１１を有するとともに、プロトコル制御メッセージをプロトコル制御エージェント装置に送信する機能としてのプロトコル制御管理部３１３とを有している。
【００２８】
（１）ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置の構成
図３は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１の内部構成をより詳細に示すブロック図である。この図３においては、上述したプロトコル制御管理部３１３とネットワーク情報管理部３１１の他に、パケットの送受信を行う通信モジュールとしてのパケット送信処理部３１４及びパケット受信処理部３１５とが示されている。
【００２９】
ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１は、ネットワーク情報管理部３１１において、無線中継ノード装置から集められたＭＩＢ情報やトラップメッセージを一元管理し、プロトコル制御管理部３１３において、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御に必要な情報にするための変換式、変換パラメータをもってプロトコル変換を行う。
【００３０】
ネットワーク情報管理部３１１は、無線基地局ノード装置のネットワーク管理情報３１２を備え、このネットワーク管理情報３１２に基づいて、自局の監視範囲を監視し、輻輳等の無線リンクの異常を検出するモジュールである。このネットワーク情報管理部３１１によるネットワークの監視は、各ＳＮＭＰエージェントにＭＩＢ情報を要求して、ＳＮＭＰエージェントが応答する形で行われる通常形式と、無線中継ノード装置における無線リンク異常発生時に、ＳＮＭＰエージェントが、自発的にトラップイベントを起動して、ＳＮＭＰのトラップメッセージをＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１に通知するトラップイベント形式を併用してネットワーク管理を行う。
【００３１】
ネットワーク管理情報３１２は、プロトコル制御エージェント装置４１を特定するための情報であり、無線中継ノード装置とプロトコル制御エージェントとを関連付ける情報が格納されている。このネットワーク管理情報３１２は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャにおいて、無線中継ノード装置から集められたＭＩＢ情報やトラップメッセージを、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御に必要な情報にするための変換式、変換パラメータを用いて加工することにより生成される。
【００３２】
プロトコル制御管理部３１３は、ネットワーク情報管理部３１１において、輻輳のような無線リンク異常が検出された際、該当する無線中継ノード装置までの経路上にあるプロトコル制御エージェント装置４１を特定して、プロトコル制御指示パケットを通知するモジュールである。このプロトコル制御指示パケットは、制御指示内容、ネットワーク状態、対象となるデータパケットを特定するためにコネクション情報などから構成される。
【００３３】
（２）プロトコル制御エージェント装置
図４は、プロトコル制御エージェント装置の内部構成を示すブロック図である。プロトコル制御エージェント装置４１は、プロトコル制御情報の管理手段としてのプロトコル制御情報管理部４１１と、通信プロトコルパケットを捕捉して、プロトコル制御を行うプロトコル制御手段としてのプロトコル制御部４１３を有する。
【００３４】
このプロトコル制御情報管理部４１１は、プロトコル制御指示パケットを受信すると、制御情報データベース４１２内のプロトコル制御対象リストに登録する。プロトコル制御対象リストには、プロトコル制御対象のパケットを特定するための宛先ＩＰや、制御指示、有効時間などが格納されている。なお、このプロトコル制御対象リストの登録内容は、一定時間保管された後、消去するか、制御中止の指示パケットを受信した場合に、該当情報をプロトコル制御対象リストから消去する。有効時間は、同一内容のプロトコル制御メッセージを受信する度に延長する。
【００３５】
このプロトコル制御部４１３では、他局宛てのパケットを受信した際に、そのパケットがプロトコル制御対象リストに該当するパケットかを判定し、該当する場合は、そのパケットに対して該当制御機能によりプロトコル制御を行う。プロトコル制御されたパケットも、制御されないパケットと同様に、プロトコル制御部４１３から送信される。
【００３６】
（３）無線中継ノード装置
図５は、ＳＮＭＰエージェント機能を実装する無線中継ノード装置の内部構成を示すブロック図である。
【００３７】
各無線中継ノード装置５１は、前述した、ＭＩＢ情報に必要な情報を取得、蓄積する機能として監視情報取得部５１３及びＭＩＢ情報データベース５１２を有し、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置に対してＭＩＢ情報を応答する機能としてＭＩＢ応答処理部５１１を有している。
【００３８】
ＭＩＢ応答処理部５１１は、ＭＩＢ情報を提供すべきＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置に関する情報としてＭＩＢ情報データベース５１２を持ち、要求に対して応答する際には、このＭＩＢ情報データベース５１２を参照し、ＭＩＢ情報データベース５１２に登録されていない他の装置からのＭＩＢ情報の要求に対して応答しない機能を備える。
【００３９】
ＭＩＢ応答処理部５１１は、通常時に、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１からのＭＩＢ情報要求に対して、ＳＮＭＰを通じて応答するモジュールである。Ｔｒａｐ監視部５１４は、監視情報取得部５１３により無線中継ノード装置における無線リンクの異常発生を監視し、異常発生時には、自発的にトラップイベントを起動して、ＳＮＭＰのトラップメッセージをＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１に通知するモジュールである。
【００４０】
（システムの動作）
以上説明した構成の本システムによれば、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置３１と各無線中継ノード装置５１間におけるＳＮＭＰにより、ＳＮＭＰ−プロトコルマネージャ装置４１のネットワーク情報管理部３１１においてＭＩＢ情報を収集・管理し、収集されたＭＩＢ情報に基づいて、プロトコル制御管理部３１３において、ネットワーク上の異常を検出し、プロトコル制御装置４１に対して、ＭＮ１宛のパケットに輻輳時の制御指示パケットを通知する。
【００４１】
制御指示の通知を受けたプロトコル制御装置４１は、ＭＮ１宛のパケットがＴＣＰ／ＩＰパケットの場合には、このＴＣＰ／ＩＰパケットのデータ変更を行い、プロトコルの制御を行う。
【００４２】
［第２実施形態］
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係るネットワーク構成及び処理の流れを示す概略構成図である。
【００４３】
（システムの構成）
本実施形態では、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置は、Ｎｏｄｅ１に設置され、プロトコル制御装置は、Ｎｏｄｅ２、Ｎｏｄｅ３に設置されている。ＳＮＭＰエージェントを実装する無線中継ノード装置は、各ＢＳ基地局に設置されている。
【００４４】
同図に示すように、本実施形態では、Ｎｏｄｅ１のＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置と各無線中継ノード装置間におけるＳＮＭＰにより、ＳＮＭＰ−プロトコルマネージャ装置にＭＩＢ情報を収集し（図６中▲１▼）、収集されたＭＩＢ情報をＴＣＰ／ＩＰの輻輳制御用に変換し、加工する（図６中▲２▼）。
【００４５】
ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャは、ＢＳ１の輻輳状態を検出した際、Ｎｏｄｅ２のプロトコル制御装置に対して、ＭＮ１宛のパケットに輻輳時の制御指示を通知する（図６中▲３▼）。
【００４６】
制御指示の通知を受けたＮｏｄｅ２のプロトコル制御装置は、ＭＮ１宛のパケットがＴＣＰ／ＩＰパケットの場合には、このＴＣＰ／ＩＰパケットのデータ変更を行う（図６中▲４▼）。
【００４７】
（１）ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置の構成
図７は、本実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコルマネージャ装置７の構成例を示している。本実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置は、ネットワーク情報管理部７１とプロトコル制御管理部７３とを備えている。
【００４８】
ネットワーク情報管理部７１は、監視対象リスト７１４と監視条件７１５をスタティックに管理して、これらの情報を参照して、ＭＩＢリクエストを作成送信するＭＩＢリクエスト機能７１１と、ＭＩＢリクエストに対するレスポンスを受信するＭＩＢリザルト機能７１２と、受信レスポンスをＭＩＢ情報データベース７１６のネットワーク管理情報へ変換、加工するＭＩＢ情報加工機能７１３とを備えている。
【００４９】
ＭＩＢリクエスト機能７１１は、ＭＩＢリクエスト送信先を監視対象リスト７１４から取得し、監視条件７１５からは、監視間隔と要求ＭＩＢのオブジェクトＩＤを取得して、ＭＩＢリクエストを作成して無線中継ノード装置に送信する。
【００５０】
ＭＩＢリザルト機能７１２は、無線中継ノード装置からＭＩＢレスポンスを受信してＭＩＢ情報データベース７１６に登録するとともに、ＭＩＢ情報加工機能７１３に、ＭＩＢ情報をネットワーク管理情報への変換を実行させる。
【００５１】
ＭＩＢ情報加工機能７１３は、ＭＩＢ情報データベース７１６に蓄積された過去のＭＩＢ情報を検索し、検索された過去のＭＩＢ情報と、ＭＩＢリザルト機能７１２から取得した新規のＭＩＢ情報とからインターフェース情報テーブル７２１とコネクション情報テーブル７２２を作成する。
【００５２】
このインターフェース情報テーブルは、表２に示すように、基地局の名称に対して、ダウンリンクを通過したパケット数やキューサイズ等の情報を関連付けたテーブルデータである。
【００５３】
【表２】
【００５４】
【表３】
【００５５】
【表４】
【００５６】
【表５】
【００５７】
【表６】
【００５８】
【表７】
【００５９】
プロトコル制御管理部７３は、ネットワーク情報管理部７１と連携を取り、プロトコル制御管理部７３の動作を制御するプロトコル制御機能７３１と、ネットワーク管理情報を参照して、無線リンク異常を検出する無線リンク異常検出処理７３２と、無線リンク異常を検出したことをプロトコル制御メッセージとしてプロトコル制御装置に通知するプロトコル制御指示機能７３３とから構成される。
【００６０】
無線リンク異常検出処理７３２は、検出処理をしている無線ノード装置のインターフェース情報にトラップイベント発生を示すＴｒａｐ発生情報が存在するかをチェックし、Ｔｒａｐ情報が存在する場合には、発生Ｔｒａｐに応じたプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する。Ｔｒａｐ情報が存在しない場合は、ネットワーク輻輳検出を行い、その結果輻輳が検出された場合は、ネットワーク輻輳のプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する。
【００６１】
プロトコル制御指示機能７３３は、通知されたプロトコル制御指示に従い、ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージと無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージを作成する。作成したメッセージの宛先を監視対象リスト７１４から無線中継ノード装置とプロトコル制御装置との関連付けを取得して、無線リンク異常が検出された無線中継ノード装置の経路上にあるプロトコル制御装置を特定する。
【００６２】
ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージは、図９に示すように、ＩＰヘッダの後方に、UDPヘッダ及びプロトコル制御メッセージとからなるUDPデータグラムが連結されている。このプロトコル制御メッセージは、共通部と情報部とから構成されており、共通部には、表８に示すように、輻輳制御指示ビットと無線ロス発生制御指示ビットを含むStateデータと、予約を指示するReservedデータ、情報数を示すInformation Numデータが含まれている。情報部には、輻輳制御の対象となる移動端末のＩＰアドレス等が含まれている。
【００６３】
【表８】
【００６４】
【表９】
図１１は、本実施形態に係るプロトコル制御エージェント装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、プロトコル制御エージェント装置１５は、プロトコル制御情報管理部１５１と、プロトコル制御部１５２と、パケット受信部１５３と、パケット送信部１５４とから構成されている。
【００６５】
プロトコル制御情報管理部１５１は、ＳＮＭＰ−プロトコル制御マネージャ装置７からのプロトコル制御メッセージを受信するとプロトコル制御メッセージ受信機能内１５１１において、プロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理を行い、プロトコル制御ＩＰアドレスリスト１５１２を作成、更新する。
【００６６】
プロトコル制御ＩＰアドレスリスト１５１２は、制御内容により輻輳制御対象ＩＰリストと無線リンクロス制御対象コネクションリストがある。それぞれのリストは、表１０、表１１に示すように、IPアドレスと有効時間、リンクロス制御が必要な制御対象のＩＰアドレスやポート番号等が記述されている。
【００６７】
【表１０】
【００６８】
図１２にＩＰヘッダのフォーマットとともに輻輳制御例のイメージを示す。ＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能１５２３は、無線リンクロス制御対象リストに登録された時点において、図１３に示すように、ＥＬＮ待機中から準備中状態へと遷移して、重複Ａｃｋパケットを検出して、ＥＬＮ実行中に遷移して、パケットのReservedデータを変更する制御を行う。
【００６９】
（３）無線中継ノード装置の構成
図１５は、本実施形態に係る無線中継ノード装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、無線中継ノード装置２３は、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ処理部２３１と、ＭＩＢ応答処理部２３２と、監視情報取得部２３３と、Ｔｒａｐ監視部２３４と、パケット送信処理部２３５と、パケット受信処理部２３６とから構成されている。
【００７０】
Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ処理部２３１は、移動端末からのモバイルＩＰ登録要求を受信すると、ＭＩＢ情報２３７に該当する移動端末の情報を登録、更新するモジュールである。ＭＩＢ応答処理部２３２は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置７からのＭＩＢ要求メッセージを受信し、自ノード内に蓄えられたＭＩＢ情報を参照して、ＭＩＢ応答を送信するモジュールである。監視情報取得部２３３は、パケット送信処理部２３５の監視ポイントのパケット通過を監視して、定期的にＭＩＢ情報に登録、更新をするモジュールである。
【００７１】
Ｔｒａｐ監視部２３４は、ＭＡＣ処理からの無線リンクの回線異常イベント通知を受け、無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージを送信するモジュールである。
【００７２】
（システムの動作）
以上説明した構成を有する本実施形態に係るプロトコル制御システムは以下のように動作する。
【００７３】
（１）ＭＩＢリクエスト処理
先ず、図１６に示すように、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置７が起動されると（Ｓ１０１）、監視対象基地局や、監視間隔等の設定情報を取得する（Ｓ１０２）。具体的には、ＭＩＢリクエスト機能７１１が、ＭＩＢリクエスト送信先を監視対象リスト７１４から取得して、監視条件７１５からは、監視間隔と要求ＭＩＢのオブジェクトＩＤを取得する。
【００７４】
次いで、設定情報の取得が成功したか否かについて判断を行い（Ｓ１０３）、成功していれば、ＭＩＢリクエスト機能を呼び出して、タイマーを監視間隔後に起動するように設定する（Ｓ１０４）。成功しなかったと判断した場合は、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置を停止する。
【００７５】
一方、ステップＳ１０４において起動されたＭＩＢリクエスト機能は、収集ＭＩＢオブジェクトを設定したGetRequestメッセージを監視対象基地局数分作成し送信する（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）。その後、ＭＩＢリクエスト機能呼び出しタイマーを監視間隔後に起動するように設定し、終了する（Ｓ２０４及びＳ２０５）。
【００７６】
（２）ＭＩＢリザルト処理
上記（１）で送信されたGetRequestメッセージを受信した監視対象基地局の無線中継ノードでは、レスポンスメッセージを返信する。この返信されたメッセージは、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置において、図１７に示すように、ＭＩＢリザルト機能７１２で受信され（Ｓ３０１）、受信されたメッセージが通常形式（GetResponse）又はイベント形式（Trap）であるかを判断する（Ｓ３０２）。受信したメッセージがこれら通常形式及びイベント形式のいずれでもない場合は、メッセージ種別エラーを通知するメッセージを出力し（Ｓ３０４）、パケットを廃棄し（Ｓ３１０）、次のメッセージの受信待ち状態とする（Ｓ３１５）。
【００７７】
一方、ステップＳ３０２において、受信したメッセージが通常形式又はイベント形式である場合は、基地局の種別を解析し（Ｓ３０３）、ヘッダ若しくはフッダーに所定のパラメータが含まれているか否かについて判断する（Ｓ３０５）。所定のパラメータが含まれていないと判断した場合には、ステップＳ３１１へ進み、含まれていると判断した場合には、ＭＩＢリクエスト機能に基地局種別を通知し（Ｓ３０６）、ＭＩＢリクエスト機能から基地局名を取得し（Ｓ３０７）、基地局名が存在するか否かについて判断を行う（Ｓ３０８）。
【００７８】
ステップＳ３０８において、基地局がないと判断した場合には、未登録からのリクエストであるとして処理し（Ｓ３０９）、パケットを廃棄し（Ｓ３１０）、次のメッセージ受信待ちとなる（Ｓ３１５）。
【００７９】
ステップＳ３０８において、基地局名が存在すると判断した場合には、ＭＩＢ情報の抽出を行い（Ｓ３１１）、基地局名を付加してＭＩＢ情報加工機能へ出力し（Ｓ３１２）、所定のテーブルを作成・更新を実行させ、その完了が受信された際（Ｓ３１３）、プロトコル制御機能を呼び出し（Ｓ３１４）、次のメッセージ受信待ちとする（Ｓ３１５）。
【００８０】
（３）ＭＩＢ情報加工処理
ＭＩＢ情報加工機能７１３は、ＭＩＢリザルト機能７１２から受け取ったＭＩＢ情報に該当する過去のＭＩＢ情報をＭＩＢ情報データベース７１６から取得し、これらの情報に基づいて、インターフェース情報テーブル７２１とコネクション情報テーブル７２２を作成する。また、ＭＩＢリザルト機能７１２から受け取ったＭＩＢ情報がトラップイベントによるものの場合は、Ｔｒａｐ情報テーブル７２３を作成する。
【００８１】
具体的には、図１８に示すように、ＭＩＢリザルト機能からＭＩＢ情報を受信すると（Ｓ４１０）、基地局名でインターフェース情報テーブルを検索し（Ｓ４０２）、基地局名があるか否かについて判断する（Ｓ４０３）。
【００８２】
ステップＳ４０３において、基地局名があると判断した場合には、ステップＳ４０６に進み、基地局名がないと判断した場合には、インターフェース情報テーブルに分配し（Ｓ４０４）、続いて、コネクション情報テーブルを分配し（Ｓ４０５）、インターフェース情報テーブルに値を格納する（Ｓ４０６）。
【００８３】
次いで、ＩＰアドレス情報が一つか否かについて判断を行う（Ｓ４０７）。一つである場合には、インターフェース情報テーブルにＩＰアドレス情報を格納する（Ｓ４１０）。ステップＳ４０７において、ＩＰアドレス情報が一つではないと判断した場合には、インターフェース情報テーブルにNULLデータを格納するとともに（Ｓ４０８）、コネクション情報テーブルにＩＰアドレス情報を格納する（Ｓ４０９）。
【００８４】
次いで、不足する情報があるか否かについて判断する（Ｓ４１１）。不測情報があると判断した場合には、取得情報不正ワーニング処理を行う（Ｓ４１２）。その後、ＭＩＢリザルト機能へ返信する（Ｓ４１３）。
【００８５】
（４）無線リンク異常検出処理
ＭＩＢリザルト機能７１２からネットワーク管理情報の更新の通知を受信した（Ｓ５０１）無線リンク異常検出処理７３２は、図１９に示すように、検出処理をしている無線ノード装置のインターフェース情報にトラップイベント発生を示すＴｒａｐ発生情報が存在するかチェックする（Ｓ５０２）。
【００８６】
このステップＳ５０２において、Ｔｒａｐ情報が存在すると判断した場合には、発生Ｔｒａｐに応じたプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する（Ｓ５０３）。具体的には、無線リンクパケットロス発生イベントの検出指示をプロトコル制御指示機能に、Statusフラグの無線ロス発生ビットをＯＮにする。
【００８７】
一方、ステップＳ５０２において、Ｔｒａｐ情報が存在しないと判断した場合は、ネットワーク輻輳の検出を行い（Ｓ５０４）、その結果輻輳が検出された場合は、ネットワーク輻輳のプロトコル制御指示をプロトコル制御指示機能７３３に通知する（Ｓ５０５）。具体的には、ネットワーク輻輳の検出指示をプロトコル制御指示に通知するために、Statusフラグの輻輳発生ビットをＯＮにする。
【００８８】
プロトコル制御指示機能７３３は、通知されたプロトコル制御指示に従い、ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージと無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージを作成する。作成したメッセージの宛先を監視対象リスト７１４から無線中継ノード装置とプロトコル制御装置との関連付けを取得して、無線リンク異常が検出された無線中継ノード装置の経路上にあるプロトコル制御装置を特定する。
【００８９】
（５）プロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理
ＳＮＭＰ−プロトコル制御マネージャ装置からのプロトコル制御メッセージ（図９，図１０）を受信すると、プロトコル制御エージェント装置１５のプロトコル制御情報管理部１５１は、プロトコル制御メッセージ受信機能内１５１１において、図２０に示すように、プロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理を行う。
【００９０】
先ず、プロトコル制御メッセージを受信すると（Ｓ６０１）、プロトコル制御情報管理部１５１は、受信したメッセージが、ネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージか、無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージかについて、メッセージ種別を行う（Ｓ６０２）。
【００９１】
受信したメッセージがネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージである場合には、ネットワーク輻輳制御ＩＰリストに登録済みの場合は有効時間を延長し、未登録の場合は追加する。これを、制御対象数分だけ繰り返す（Ｓ６０４〜Ｓ６０５）。
【００９２】
一方、受信したメッセージが、無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージである場合は、無線リンクロス制御コネクションリストに登録済みのときは、無線ロスパケット数のカウントアップと有効時間を延長する。未登録であるときは、追加する（Ｓ６０６）。
【００９３】
（６）パケット振り分け処理
プロトコル制御部１５２は、パケット受信部１５３が受信した他端末宛てパケットを、内部のプロトコル制御振り分け機能１５２１において、図２１のようにプロトコル制御ＩＰアドレスリスト１５１２を参照しながら、それぞれの制御内容により処理を振り分ける。
【００９４】
すなわち、他端末宛のパケットを受信すると（Ｓ７０１）、宛先ＩＰアドレスが輻輳制御対象ＩＰアドレスに一致するか否か判断する（Ｓ７０２）。一致する場合には、パケットの種別を判断し、ＴＣＰであれば、ＴＣＰ輻輳制御機能を呼び出す（Ｓ７０４）。一方ステップＳ７０３で、ＴＣＰ以外のパケットであると判断した場合には、そのまま終了する。
【００９５】
他方、ステップＳ７０２で、宛先ＩＰアドレスが、輻輳制御対象ＩＰアドレスに一致したと判断した場合には、当該パケットは、無線リンクロス制御対象リストに一致するか否かについて判断を行い（Ｓ８０１）、一致しなければ、そのまま終了する。ステップＳ８０１において、一致すると判断した場合には、パケットの種別を判断し、種別がＴＣＰであれば、ＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能を呼び出す（Ｓ８０２）。一方ステップＳ８０２で、ＴＣＰ以外のパケットであると判断した場合には、そのまま終了する。
【００９６】
（７）重複Ａｃｋパケット受信時の処理
ＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能１５２３は、無線リンクロス制御対象リストに登録された時点において、図１３に示すようにＥＬＮ待機中から準備中と遷移して、図２３に示すフローのように重複Ａｃｋパケットを検出して、ＥＬＮ実行中に遷移して、図１４に示すような制御を行う。
【００９７】
具体的には、図２３に示すように、無線ロス制御Ａｃｋパケットを受信すると（Ｓ１００１）、重複Ａｃｋであるか否かについて判断し（Ｓ１００２）、重複Ａｃｋであると判断した場合には、状態がＥＬＮ実行中であるか否かについて判断し、実行中であれば、ＥＬＮビットをＯＮにし、状態がＥＬＮ準備中であると判断した場合には、ＥＬＮ実行中とし（Ｓ１０１０）、ＥＬＮビットをＯＮとする（Ｓ１０１１）。
【００９８】
一方、ステップＳ１００２で、重複Ａｃｋではないと判断した場合には、状態がＥＬＮ準備中であるか否かについて判断し、準備中であると判断した場合には、ステップＳ１００７に進み、実行中であると判断した場合には、無線ロス数のカウントダウンを行い（Ｓ１００４）、ＥＬＮ準備中にする（Ｓ１００５）。次いで、最終通過シーケンス番号を当パケットシーケンス番号にする（Ｓ１００６）。
【００９９】
次いで、Ｓ１００７において、無線ロス数が１以上であるか否かについて判断し、１以上であるときには、そのまま終了し、１未満であるときには、ＥＬＮ待ちの状態（対象コネクションをリストより消去）とし、終了する（Ｓ１００８）。
【０１００】
（作用効果）
以上説明したように、実施形態に係るシステム及び方法によれば、無線中継ノード装置とＳＮＭＰマネージャ装置間において検出された輻輳などの無線リンク異常の事象を、プロトコル制御指示メッセージを用いてプロトコル制御装置に通知し、プロトコル制御装置が、終端の送受信端末向けにＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御方法に則りパケット操作することによる分散環境化におけるＴＣＰ／ＩＰの輻輳制御へのネットワーク管理情報の反映を実現可能とすることができる。
【０１０１】
また、無線中継ノード装置のＭＩＢ情報を、終端端末から直接参照することについては許可しないため、無線中継ノード装置の重要情報の漏洩を防ぐことができる。
【０１０２】
なお、プロトコル制御機能を、無線中継ノードに直接実装することも考えられるが、この場合に、無線中継ノード装置に負荷が集中することと、無線中継ノード装置の能力に差異がある場合に、無線リンク異常の検出にも差異が生じてしまう問題があったが、ネットワーク情報を一元管理して、機器固有の差異による無線リンク異常検出の統一化を可能にすることと、機器分散するため、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコルの拡張にともなう制御方法の追加などが生じた場合にも、無線中継ノード装置の負荷増大を防ぐことが可能となる。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明のパケット通信システム、パケット通信方法及びプロトコル変換装置によれば、無線中継ノードにおける処理負荷を増大させることなく、また、移動通信網内の有益情報が外部に漏洩することなく、パケットの輻輳等によるネットワーク通信負荷を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るネットワーク構成を示す説明図である。
【図２】第１実施形態に係る各装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係るＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係るプロトコル制御エージェント装置の内部構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態に係るＳＮＭＰエージェント機能を実装する無線中継ノード装置の内部構成を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態に係るネットワーク構成を示す説明図である。
【図７】第２実施形態に係るＳＮＭＰプロトコル変換マネージャ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態に係るネットワーク管理情報のデータ構成を説明する図である。
【図９】第２実施形態に係るネットワーク輻輳プロトコル制御メッセージを説明するフォーマット図である。
【図１０】第２実施形態に係る無線パケットロス発生プロトコル制御メッセージのを説明するフォーマット図である。
【図１１】第２実施形態に係るプロトコル制御エージェント装置の構成例を説明するブロック図である。
【図１２】第２実施形態に係るＴＣＰ輻輳制御を説明する図である。
【図１３】第２実施形態に係るＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能処理の動作例を説明する状態遷移図である。
【図１４】第２実施形態に係るＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ制御例を説明する図である。
【図１５】第２実施の形態に係る無線中継ノード装置構成例を説明するブロック図である。
【図１６】第２実施形態に係るＭＩＢリクエスト機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図１７】第２実施の形態に係るＭＩＢリザルト機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図１８】第２実施形態に係るＭＩＢ情報加工機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図１９】第２実施形態に係る無線リンク異常検出処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図２０】本実施の形態に係るプロトコル制御ＩＰアドレスリスト更新処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図２１】第２実施形態に係るプロトコル制御振り分け処理の動作例を説明するフローチャート図である。
【図２２】第２実施形態に係るＴＣＰ輻輳制御機能処理の動作を説明するフローチャート図である。
【図２３】第２実施の形態に係るＴＣＰ無線ロス通知ＥＬＮ機能処理の動作例を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
ＭＮ…移動ノード
７…ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置
１５…プロトコル制御エージェント装置
２３…無線中継ノード装置
３１…ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置
４１…プロトコル制御エージェント装置
５１…無線中継ノード装置
７１…ネットワーク情報管理部
７２…ネットワーク管理情報
７３…プロトコル制御管理部
１５１…プロトコル制御情報管理部
１５２…プロトコル制御部
１５３…パケット受信部
１５４…パケット送信部
２３１…ＩＰ処理部
２３２…ＭＩＢ応答処理部
２３３…監視情報取得部
２３４…Ｔｒａｐ監視部
２３５…パケット送信処理部
２３６…パケット受信処理部
２３７…ＭＩＢ情報
３１１…ネットワーク情報管理部
３１２…ネットワーク管理情報
３１３…プロトコル制御管理部
３１４…パケット送信処理部
３１５…パケット受信処理部
４１１…プロトコル制御情報管理部
４１２…制御情報データベース
４１３…プロトコル制御部
５１１…ＭＩＢ応答処理部
５１２…ＭＩＢ情報データベース
５１３…監視情報取得部
５１４…Ｔｒａｐ監視部
Claims (4)
- 無線端末装置に対して送受信されるパケットを順次中継する無線中継ノード装置と、
ＳＮＭＰを実装し、前記無線中継ノード装置から集められたＭＩＢ情報またはトラップメッセージを取得するＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置と、
前記無線中継ノード装置と前記ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置との間の階層に配置され、前記パケットを転送するプロトコル制御エージェント装置と
を備えるパケット通信システムであって、
前記無線中継ノード装置は、前記ＭＩＢ情報に必要な情報を取得する監視情報取得部を有し、
前記ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置は、
前記無線中継ノード装置と前記プロトコル制御エージェント装置とを関連付けるネットワーク管理情報に基づいて自局の監視範囲を監視し、前記ＭＩＢ情報または前記トラップメッセージに基づいて無線リンクの異常を検出するネットワーク情報管理部と、
前記ネットワーク情報管理部によって前記無線リンクの異常が検出された場合、前記異常を検出したことを通知するプロトコル制御メッセージを前記プロトコル制御エージェント装置に送信するプロトコル制御管理部と
を有し、
前記プロトコル制御エージェント装置は、
前記プロトコル制御メッセージを受信するプロトコル制御メッセージ受信部と、
前記プロトコル制御メッセージ受信部が受信した前記プロトコル制御メッセージに基づいて、ネットワーク上を送受信されるパケットのヘッダの内容を変更することによって、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御による輻輳制御を行わせるプロトコル制御部を有することを特徴とするパケット通信システム。 - 前記プロトコル制御部は、前記ネットワーク上を送受信される前記パケットに含まれるＩＰヘッダのＴＯＳフィールド中の輻輳が発生していることを示すＣＥビットをＯＮにすることによって、前記輻輳制御を行わせる請求項１に記載のパケット通信システム。
- 無線端末装置に対して送受信されるパケットを順次中継する無線中継ノード装置と、
ＳＮＭＰを実装し、前記無線中継ノード装置から集められたＭＩＢ情報またはトラップメッセージを取得するＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置と、
前記無線中継ノード装置と前記ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置との間の階層に配置され、前記パケットを転送するプロトコル制御エージェント装置と
を備えるパケット通信システムにおいて用いられるパケット通信方法であって、
前記無線中継ノード装置が、前記ＭＩＢ情報に必要な情報を取得するステップ（１）と、
ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置が、前記無線中継ノード装置と前記プロトコル制御エージェント装置とを関連付けるネットワーク管理情報に基づいて自局の監視範囲を監視し、前記ＭＩＢ情報または前記トラップメッセージに基づいて無線リンクの異常を検出するステップ（２）と、
前記ステップ（２）において前記無線リンクの異常が検出された場合、ＳＮＭＰ−プロトコル変換マネージャ装置が、前記異常を検出したことを通知するプロトコル制御メッセージを前記プロトコル制御エージェント装置に送信するステップ（３）と、
前記プロトコル制御エージェント装置が、前記プロトコル制御メッセージを受信するステップ（４）と、
前記プロトコル制御エージェント装置が、受信した前記プロトコル制御メッセージに基づいて、ネットワーク上を送受信されるパケットのヘッダの内容を変更することによって、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコル制御による輻輳制御を行わせるステップ（５）とを有することを特徴とするパケット通信方法。 - 前記ステップ（５）では、前記ネットワーク上を送受信される前記パケットに含まれるＩＰヘッダのＴＯＳフィールド中の輻輳が発生していることを示すＣＥビットをＯＮにすることによって、前記輻輳制御を行わせる請求項３に記載のパケット通信方法。
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