JP4281649B2 - データパケット伝送方法及びシステム - Google Patents
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Description
スループット(データ/秒)=ウィンドウサイズ/往復遅延時間 (式1)
と理論的に求められる。従って、ネットワークの往復遅延時間RTT(Round Trip Time)が大きくなると、必然的にスループットは低下する。
V.Jacobson, R, Braden and D. Borman,"TCP Extensions for High Performance," RFC1323, May 1992, http://www.ietf.org/rfc/rfc1323,txt
データパケット送信装置では、
データパケット伝送に用いるTCPコネクション数Nと、TCPコネクションへのデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量Sと、
1回のデータ書き込み処理終了から次のデータ書き込み処理開始までの書き込み待機時間Tを任意の値に設定する設定過程(ステップ1)と、
データパケット受信装置との間にN個のTCPコネクションを確立する第1のコネクション確立過程(ステップ2)と、
1番目のTCPコネクションからN番目のTCPコネクションまで、送信データの先頭からデータ量Sずつ、1回の書き込み処理終了から次のデータ書き込み処理開始までの時間Tだけ待機しながら、送信データバッファ内のデータを複数のTCPコネクションに対し、順次データ書き込み処理を行うデータ書き込み過程(ステップ3)と、
送信データバッファ内の送信データの末尾までデータ書き込み処理を繰り返す第1の繰り返し過程(ステップ4)と、
データパケット装置へのデータ送信完了後、N個のTCPコネクションを切断する第1のコネクション切断過程(ステップ5)と、
を有し、
データパケット受信装置では、
データパケット送信装置との間にN個のTCPコネクションを確立する第2のコネクション確立過程(ステップ6)と、
1番目のTCPコネクションからN番目のTCPコネクションまで、Sずつ順次データ読み込み処理を行うデータ読み込み過程(ステップ7)と、
全てのデータをデータパケット送信装置から受信するまでデータ読み込み処理を繰り返す第2の繰り返し過程(ステップ8)と、
データ受信完了後、N個のTCPコネクションを切断する第2のコネクション切断過程と、を有し、
データパケット送信装置において、データの伝送経路の往復遅延時間、回線速度、データ伝送路上の中継装置の数からなるネットワーク情報を収集し、
書き込み待機時間Tを一定とし、TCPコネクション数Nを第1の設定値N1としたときの最大スループットを与えるデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量S1と、TCPコネクション数Nを第2の設定値N2としたときの最大スループットを与えるデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量S2とからNとSとの1次式を求め、該1次式においてNを変化させた時の最大スループットを与えるSを求めることによって、
ネットワーク情報とデータ伝送のスループットを目標値に到達させるための最適なTCPコネクション数、書き込みデータ量、書き込み待機時間の値とが対応付けられた参照テーブルにエントリ追加し、
エントリ追加された参照テーブルを参照することにより、N及びSを最適な値にそれぞれ設定する。
データ書き込み処理中にネットワーク情報及びスループットの目標値が変化した際に、N、S、及びTの再設定を行う。
データパケット送信装置100は、
データパケット伝送に用いるTCPコネクション数を制御する第1のTCPコネクション数制御手段120と、
TCPコネクション数に基づいてデータパケット受信装置200とのTCPコネクションを確立及び切断する第1のTCPコネクション確立・切断手段150と、
データ蓄積メディア400に蓄積されている、もしくは、外部システム600から入力された送信データをバッファリングする送信データバッファ110と、
TCPコネクションへのデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量を制御する書き込みデータ量制御手段130と、
1回のデータ書き込み処理終了から次のデータ書き込み処理開始までの書き込み待機時間を制御する書き込み待機時間制御手段140と、
送信データバッファ110内のデータを複数のTCPコネクションに対し、順次データ書き込み処理と書き込み待機処理を行うデータ書き込み及び書き込み待機時間制御手段160と、
1つまたは複数のTCPコネクションを通してデータパケットをIPネットワークに送信するネットワーク出力手段170と、を有し、
データパケット受信装置200は、
データパケット伝送に用いるTCPコネクション数を制御する第2のTCPコネクション数制御手段220と、
第2のTCPコネクション数制御手段220により制御されたTCPコネクション数に基づいてデータパケット送信装置とのTCPコネクションを確立及び切断する第2のTCPコネクション確立・切断手段240と、
TCPコネクションを通してデータパケットをIPネットワーク300から受信するネットワーク入力手段260と、
TCPコネクションからデータ読み込み処理1回あたりの読み込みデータ量を制御する読み込みデータ量制御手段230と、
読み込みデータ量に基づいてデータを1つまたは複数のTCPコネクションから順次読み込みを行うデータ読み込み処理手段250と、
を有し、
データパケット送信装置100は、
データ伝送経路の往復遅延時間、回線速度、データ伝送経路上の中継装置の数からなるネットワーク情報を収集するネットワーク情報収集手段と、
書き込み待機時間Tを一定とし、TCPコネクション数Nを第1の設定値N1としたときの最大スループットを与えるデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量S1と、TCPコネクション数Nを第2の設定値N2としたときの最大スループットを与えるデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量S2とからNとSとの1次式を求め、該1次式においてNを変化させた時の最大スループットを与えるSを求める手段と、
ネットワーク情報とデータ伝送のスループットを目標値に到達させるための最適なTCPコネクション数、書き込みデータ量、書き込み待機時間の値とが対応付けられた参照テーブルにエントリ追加する手段と、
を更に有し、
第1のTCPコネクション数制御手段120は、エントリ追加された参照テーブルからTCPコネクション数を取得し、
書き込みデータ量制御手段130は、エントリ追加された参照テーブルから書き込みデータ量を取得し、
書き込み待機時間制御手段140は、エントリ追加された参照テーブルから書き込み待機時間を取得する。
データ伝送経路の往復遅延時間、回線速度、データ伝送経路上の中継装置の数からなるネットワーク情報を収集するネットワーク情報収集手段と、
ネットワーク情報とデータ伝送のスループットを目標値に到達させるための最適なTCPコネクション数、書き込みデータ量、書き込み待機時間の値とが対応付けられた参照テーブルと、を更に有し、
第1のTCPコネクション数制御手段120は、参照テーブルからTCPコネクション数を取得し、
書き込みデータ量制御手段130は、参照テーブルから書き込みデータ量を取得し、
書き込み待機時間制御手段140は、参照テーブルから書き込み待機時間を取得する。
図3は、本発明の第1の実施の形態におけるシステム構成図である。
図6は、本発明の第2の実施の形態におけるシステム構成を示す。同図において、図3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
(1)まず、TCPコネクション数Nと書き込み待機時間Tを一定の値N1,T1に設定し、書き込みデータ量Sを段階的に増加させながら計測していく。Sの増加に伴いスループットが増加していくが、ある時点で輻輳の発生等によるスループットの低下が起こる。ここで、N1,T1においてスループットが最大となった書き込みデータ量をS1として得る。
S=αN+β (式2)
という式で表せる関係にあり、N1,S1及びN2,S2の値によりαとβの値を求める。
また、N3,S3より小さいN,Sに対するスループットの計測結果は、ネットワーク情報における各スループットの目標値に対する最適パラメータとして最適パラメータ参照テーブル180にエントリを追加できる。
第5の過程は、第1の実施の形態におけるデータパケット受信装置200の第4の過程と同様である(ステップ410)。
110 送信データバッファ
120 TCPコネクション数制御手段、TCPコネクション数制御部
130 書き込みデータ量制御手段、書き込みデータ量制御部
140 書き込み待機時間制御手段、書き込み待機時間制御部
150 TCPコネクション確立・切断手段、TCPコネクション確率・切断部
160 データ書き込み及び書き込み待機処理手段、データ書き込み及び書き込み待機処理部
161 ソケットバッファ
162 ソケット書き込みシステムコール
170 ネットワーク出力手段、ネットワーク出力IF(インタフェース)
180 最適パラメータ参照テーブル
185 エントリ追加処理部
190 ネットワーク情報収集部
200 データパケット受信装置
210 受信データ格納手段、受信データ格納部
220 TCPコネクション数制御手段、TCPコネクション数制御部
230 読み込みデータ量制御手段、読み込みデータ量制御部
240 TCPコネクション確立・切断手段、TCPコネクション確率・切断部
250 データ読み込み処理手段、データ読み込み処理部
260 ネットワーク入力手段、ネットワーク入力IF(インタフェース)
300 IPネットワーク
400 データ蓄積メディア
500 ネットワーク入力IF(インタフェース)
600 外部システム
700 ネットワーク出力IF(インタフェース)
Claims (3)
- データをTCP(Transport Control Protocol)によりIPネットワークを通じてデータ伝送するデータパケット伝送方法において、
データパケット送信装置では、
データパケット伝送に用いるTCPコネクション数Nと、TCPコネクションへのデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量Sと、
1回のデータ書き込み処理終了から次のデータ書き込み処理開始までの書き込み待機時間Tを任意の値に設定する設定過程と、
データパケット受信装置との間にN個のTCPコネクションを確立する第1のコネクション確立過程と、
1番目のTCPコネクションからN番目のTCPコネクションまで、送信データの先頭から前記データ量Sずつ、1回の書き込み処理終了から次のデータ書き込み処理開始までの時間Tだけ待機しながら、送信データバッファ内のデータを複数のTCPコネクションに対し、順次データ書き込み処理を行うデータ書き込み過程と、
前記送信データバッファ内の送信データの末尾まで前記データ書き込み処理を繰り返す第1の繰り返し過程と、
前記データパケット装置へのデータ送信完了後、N個のTCPコネクションを切断する第1のコネクション切断過程と、
を有し、
前記データパケット受信装置では、
前記データパケット送信装置との間にN個のTCPコネクションを確立する第2のコネクション確立過程と、
1番目のTCPコネクションからN番目のTCPコネクションまで、Sずつ順次データ読み込み処理を行うデータ読み込み過程と、
全てのデータを前記データパケット送信装置から受信するまで前記データ読み込み処理を繰り返す第2の繰り返し過程と、
データ受信完了後、N個のTCPコネクションを切断する第2のコネクション切断過程と、を有し、
前記データパケット送信装置において、データの伝送経路の往復遅延時間、回線速度、データ伝送路上の中継装置の数からなるネットワーク情報を収集し、
前記書き込み待機時間Tを一定とし、前記TCPコネクション数Nを第1の設定値N1としたときの最大スループットを与えるデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量S1と、前記TCPコネクション数Nを第2の設定値N2としたときの最大スループットを与えるデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量S2とから前記Nと前記Sとの1次式を求め、該1次式において前記Nを変化させた時の最大スループットを与えるSを求めることによって、
前記ネットワーク情報とデータ伝送のスループットを目標値に到達させるための最適なTCPコネクション数、書き込みデータ量、書き込み待機時間の値とが対応付けられた参照テーブルにエントリ追加し、
前記エントリ追加された参照テーブルを参照することにより、前記N及び前記Sを最適な値にそれぞれ設定することを特徴とするデータパケット伝送方法。 - 前記データパケット送信装置において、データ書き込み処理中に前記ネットワーク情報及びスループットの目標値が変化した際に、前記N、前記S、及び前記Tの再設定を行う請求項1記載のデータパケット伝送方法。
- データをTCPによりIPネットワークを通じてデータパケット送信装置とデータパケット受信装置の間で伝送するデータパケット伝送システムであって、
データパケット送信装置は、
データパケット伝送に用いるTCPコネクション数を制御する第1のTCPコネクション数制御手段と、
前記TCPコネクション数に基づいて前記データパケット受信装置とのTCPコネクションを確立及び切断する第1のTCPコネクション確立・切断手段と、
データ蓄積メディアに蓄積されている、もしくは、外部システムから入力された送信データをバッファリングする送信データバッファと、
TCPコネクションへのデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量を制御する書き込みデータ量制御手段と、
1回のデータ書き込み処理終了から次のデータ書き込み処理開始までの書き込み待機時間を制御する書き込み待機時間制御手段と、
前記送信データバッファ内のデータを複数のTCPコネクションに対し、順次データ書き込み処理と書き込み待機処理を行うデータ書き込み及び書き込み待機時間制御手段と、
1つまたは複数のTCPコネクションを通してデータパケットをIPネットワークに送信するネットワーク出力手段と、
を有し、
前記データパケット受信装置は、
データパケット伝送に用いるTCPコネクション数を制御する第2のTCPコネクション数制御手段と、
前記第2のTCPコネクション数制御手段により制御された前記TCPコネクション数に基づいて前記データパケット送信装置とのTCPコネクションを確立及び切断する第2のTCPコネクション確立・切断手段と、
前記TCPコネクションを通してデータパケットをIPネットワークから受信するネットワーク入力手段と、
TCPコネクションからデータ読み込み処理1回あたりの読み込みデータ量を制御する読み込みデータ量制御手段と、
前記読み込みデータ量に基づいてデータを1つまたは複数のTCPコネクションから順次読み込みを行うデータ読み込み処理手段と、
を有し、
前記データパケット送信装置は、
データ伝送経路の往復遅延時間、回線速度、データ伝送経路上の中継装置の数からなるネットワーク情報を収集するネットワーク情報収集手段と、
前記書き込み待機時間Tを一定とし、前記TCPコネクション数Nを第1の設定値N1としたときの最大スループットを与えるデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量S1と、前記TCPコネクション数Nを第2の設定値N2としたときの最大スループットを与えるデータ書き込み処理1回あたりの書き込みデータ量S2とから前記Nと前記Sとの1次式を求め、該1次式において前記Nを変化させた時の最大スループットを与えるSを求める手段と、
前記ネットワーク情報とデータ伝送のスループットを目標値に到達させるための最適なTCPコネクション数、書き込みデータ量、書き込み待機時間の値とが対応付けられた参照テーブルにエントリ追加する手段と、
を更に有し、
前記第1のTCPコネクション数制御手段は、前記エントリ追加された参照テーブルから前記TCPコネクション数を取得し、
前記書き込みデータ量制御手段は、前記エントリ追加された参照テーブルから前記書き込みデータ量を取得し、
前記書き込み待機時間制御手段は、前記エントリ追加された参照テーブルから前記書き込み待機時間を取得することを特徴とするデータパケット伝送システム。
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