JP4503186B2 - 通信装置及び通信方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の通信プロトコルに従って処理動作を行う送信側と受信側(sender and receiver)の間のデータ・ユニット式通信(data unit oriented communication)を実施する通信装置及び通信方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
データ・ユニット式通信はよく知られている。データ・ユニット式通信においては、データの量(an amount of data)が1つ又は2つ以上のデータ・ユニットに分割される。この場合、それらのデータ・ユニットの構造は、通信を行っている送信側と受信側が遵守する通信プロトコルによって定義される。そのプロトコルは、具体的情報(specific information)をどのように符号化すべきかということと、送信側及び/又は受信側が具体的情報に対してどのように反応(react(対応))し得るかということも定義するものである。また、データ・ユニット式通信は、パケット交換通信(packet exchange communication)としても知られている。具体的なプロトコルとの関係において用いられるデータ・ユニットは、例えば、パケット、フレーム(frames)、セグメント(segments)等のような異なる呼び名を有する点には注意されたい。本説明(the present description)においては、便宜上、“データ・ユニット”の用語がデータ・ユニット式通信で用いられるすべてのタイプのユニットを総称的に指すものとする。
【0003】
信頼性(reliability)を高めるために多くの通信プロトコルが利用している機能(feature(特徴))としては、受信したデータについて受信確認(acknowledging)を行う機能がある。より具体的には、既定プロトコル(the given protocol)の送信側ないし送信側ピア(sending peer)がデータ・ユニットを送出すると共に、既定プロトコルの受信側ないし受信側ピア(receiving peer)が適切な受信確認データ・ユニット(acknowledgment data units)の返送によって正しい受信がなされた旨の受信確認をする(正しい受信がなされたことを通知する)。このようにして、その送信側ピアは、送信したデータ・ユニットが正しく受信もされたということを知らされ、これによって送るべき(送信すべき)さらなるデータ・ユニットのフロー制御(flow control)を調整できることになる。受信確認データ・ユニットを利用するプロトコルの一例としては、一連のTCP/IPプロトコル(the TCP/IP protocol suite)の一部である、いわゆる伝送制御プロトコル(TCP(transmission control protocol))が挙げられる。
【0004】
伝送制御プロトコル及び一連のTCP/IPプロトコルについては、例えば、“TCP/IP Illustrated, Volume 1 - The Protocols”by W. Richard Stevens, Addison-Wesley, 1994 においてよく説明されている。
【0005】
データ・ユニットないし受信確認データ・ユニットが消失することもあり得るという事実に対処するため、多くのプロトコルではタイムアウト機能(time-out feature)を備えている。そのタイムアウト機能とは、データが送られる時にタイムアウト期間(time-out period)を設定すると共に、そのタイムアウト期間が終了する時刻までにその具体的データ(the specific data)が受信確認をされなかった場合、タイムアウト応答の手順(time-out response procedure)を開始することを予定したものである。TCPにおいて、タイムアウト応答とは、受信確認されなかったデータを再送信すること(retransmitting)と、1つ又は2つ以上のフロー制御パラメータをリセットすることとにある(受信確認されなかったデータを再送信することと、1つ又は2つ以上のフロー制御パラメータをリセットすることとによってなされる)。
【0006】
一例として、TCPでは、窓単位(window-based)のフロー制御を利用している。TCPは、送るべき与えられた数のバイトをいわゆるセグメントに分割するバイト式プロトコル(byte oriented protocol)であり、その送られたデータの記録(record)をバイトとの関係で保持する、すなわち、どのバイトまでデータが送信されたかという観点で送られたデータの記録を保持し、かつ、受信されたデータの記録もバイトとの関係で保持する、すなわち、どのバイトまでデータが受信されたかという観点で受信されたデータの記録を保持する。受信確認メッセージとの関連においてセグメントのフローを制御する最も簡単なやり方としては、セグメントを送信し、そして最後に送信したセグメントが受信確認されるまで次のセグメントを送信しないようにすることが挙げられよう。しかし、そのようなフロー制御の方法はあまり効率的でない。既に述べたように、TCPは、窓単位のフロー制御を利用するものであり、その窓単位のフロー制御は、スライド窓によるフロー制御(flow control according to sliding windows)とも呼ばれている。上述の W. Richard Stevens による著書においては、この概念についてもよく説明されている。
【0007】
図2は、そのスライド窓の概念を例示的に図解したものである。図から分かるように、この例では、総量8192バイトの送信が行われているところであり、そのバイト総量が8つのセグメントに分割されている。セグメントの送信は送信窓(send window)に従って制御され、この場合において、送信窓の左端(left end)は、それらのセグメント中の送信されかつ既に受信確認がなされたデータによって定義される。図2の例では、これが2048バイトまでのデータ、すなわち、セグメント1及び2となっている。送信窓の長さ(length)の調整とそれによる窓の右端(right end)の調整は制御手順の問題であり、ここでは詳細に説明をする必要はない。
【0008】
送信窓は、その対応する受信確認未済分(acknowledgment outstanding)を有し得るデータの量を定義する。図2の例において、4096バイトまでのデータ、すなわち、セグメント3及び4は、送信はされたが受信確認は未だされておらず、そして、かかる送信はされたが受信確認はされていないセグメントと送信窓の右端との間の差(difference)は、使用可能窓(usable window)、すなわち、如何なる受信確認をもさらに受信することなくなお送信してもよいこととされるデータを定義する。その結果として、図2の例においては、セグメント5及び6についてはこの時点でさらに送信することとしてもよいが、セグメント7及び8については窓が右に移動したときに送信できるのみとなる。窓が右に移動するということが起こるのは、さらなるセグメントの受信確認がなされて左端が右へ移動するようになった場合、及び/又は、送信窓の長さが増大した場合である。
【0009】
さらに、留意すべき点として、TCPは累積的受信確認(cumulative acknowledgment)を提供する、すなわち、一つの受信確認メッセージが複数のセグメントをカバーし得る(may cover(複数セグメントについての受信確認メッセージとなり得る))ので、セグメントとセグメントに対する受信確認との間に一対一の対応往復通信(one-to-one correspondence)がない。一例としては、図2中に示したデータ量についての受信側ピアは、4.096までのバイトの一受信確認を送信し、その受信確認メッセージがセグメント3及び4の双方をカバーするものとなるようにすることができる。
【0010】
送信側ピアで使用する送信窓は、いわゆる申告窓ないし通告窓(offered or advertised window)によって定められることになるのが通例である。その申告窓ないし通告窓とは、受信側ピアによって送信側ピアに対して与えられるデータの長さ(data length)である。これにより、受信側ピアは、送信側ピアが一度にいくつのセグメントを送信するかを支配する(influence(左右する))ことができ、通常は受信側ピアの受信バッファを基準として通告窓が計算されることになる。また、通告窓は、受信側ピアが送信する受信確認毎に、それらの受信確認によって変更し得る動的パラメータ(dynamic parameter)である。
【0011】
通告窓以外には、いわゆる輻湊窓(congestion window)を定義することも知られている。その輻湊窓とは、低速スタート(slow start)、輻湊回避(congestion avoidance)、高速再送信及び高速復帰(fast recovery)等のようないくつかの輻湊制御ルーチンとの関連において使用されるものである(例えば、上述の W. Richard Stevens による著書を再度参照されたい。)。輻湊窓は、送信側ピアが保持する記録であり、かつ、送信側ピアと受信側ピアの間の接続伝いの輻湊を考慮することを意図したものである。通常の制御メカニズムでは、送信窓が通告窓及び輻湊窓のうちのより小さいものに定義されることになる。
【0012】
通告窓は、受信側ピアによって課される(imposed)フロー制御であるのに対し、輻湊窓は、輻湊を考慮に入れるためのメカニズムとして、送信側ピアによって課されるフロー制御である。
【0013】
広い意味で言えば、輻湊窓は、適応フロー制御パラメータ(adaptive flow control parameter)の一例である。TCPにおいて、上述したタイムアウト応答は、輻湊窓を一つのセグメントにリセットすることと、次にその結果として一つのセグメントを送るだけとする、すなわち、受信確認がされずにそれによってタイムアウトを生じさせたセグメントを再送信する、ということとによってなされる。その後、送信側ピアは、再送信した当該セグメントの受信確認を待つ。
【0014】
適応フロー制御パラメータの別の例としては、例えばTCPではRTO(Retransmission Time Out)と呼ばれている、タイムアウト期間それ自体が挙げられる。RTOは、タイムアウトに応じるものとして倍になる。
【0015】
既に述べたように、タイムアウト機能は、データ消失検出のメカニズム(data loss detection mechanism)である。データ消失検出のメカニズムは他にもある。別の例としては、複製受信確認(duplicate acknowledgments)の受信に応じた(応答した)TCPにおけるデータ・ユニットの再送信が挙げられる。このメカニズムについて以下に簡潔に説明する。
【0016】
既に述べたように(例えば図2参照)、送られるデータ量はシーケンス(sequence)に分割される。従来におけるTCPの実現手段(implementations)は、受信側ピアが既定バイト(a given byte)までの一定のデータ量(一定数の連続するセグメント)について受信と受信確認とをした場合に、その受信側ピアがそのシーケンスにおける次のデータを期待する(予期して待ち受ける)ように、予め構成されている(arranged)。例えば、セグメント4までのセグメントが受信された場合には、セグメント4についての受信確認がなされると共に受信側ピアがセグメント5の受信を期待する。その後、受信側ピアがセグメント5とは異なるさらなるデータ・ユニット(例えばセグメント6、7及び8)を受信すると、受信側ピアは、それが受信するそれぞれのデータ・ユニットに対してセグメント4の受信確認をし続ける。その結果として、送信側ピアは、複製受信確認を受信する。一般的に、TCPは、次のような方法で実現される。すなわち、送信側ピアが複製受信確認の数をカウントし、そして、一定の閾値(例えば3)に達した場合には、複製受信確認が受信されたデータ・ユニットの、シーケンスにおける次のデータ・ユニットを再送信する。
【0017】
本発明の目的は、送られたデータの受信確認を規定すると共にタイムアウト機能ないし複製受信確認の応答機能(duplicate acknowledgment response function)等のようなデータ消失検出機能を規定する通信プロトコルを利用したシステムにおける通信を改良することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項1に記載したような方法及び請求項18に記載したような装置によって達成される。
【0019】
本発明によれば、通信中の送信側は、データ消失検出のメカニズムを始動させる(triggers(トリガーする))イベント(event)に応答して応答手順を実施し、前記応答手順が、フロー制御において使用される適応パラメータを適応化する(adapting(適応させる))ための、少なくとも2つの異なるモードを含むものとなっている。これにより、本発明の方法及び装置は、それらの始動イベントの管理(management of triggering events(トリガーとなるイベントの管理))において非常に柔軟なもの(柔軟性の高いもの)となっており、そして特に、始動イベントの様々な発生の可能性がある原因(potential causes)に応じて前記応答手順を選択し得るような形態で実現し、与えられる状況に対して正しい応答の対策(correct responsive measures)を発動し得るようにすることができ、かつ、それによって、データ消失検出のメカニズムを始動した後で生じ得る状況を実際には悪化させる(aggravate)可能性のある対策を回避することができる。
【0020】
前記データ消失検出のメカニズムは、データ消失を検出することが可能なメカニズムである。例としては、タイムアウトのメカニズムや複製受信確認のメカニズムが挙げられる。勿論、本発明は、あらゆる適切なデータ消失検出のメカニズムに対しても適用することとしてよい。
【0021】
本発明によれば、応答手順は、フロー制御において使用される適応パラメータを適応化するための、少なくとも2つの異なるモードを含む。好ましい実施形態を構成する一つの例としては、それぞれタイムアウト又は所定数(predetermined number(予め定めた数))の複製受信確認(例えば上述したように3つの複製受信確認)という異なる原因と関連付けられた、2つのモードがある。より具体的には、第1のモードがデータ・ユニットの消失と関連付けられたものとなっており、かつ、第2のモードが接続伝いの過度の遅延(excessive delay along the connection)と関連付けられたものとなっている。2つの異なるモードを利用することにより、タイムアウト又は複製受信確認という原因に対して適切となるようにパラメータを適応化することが可能である。それ故に、そのフロー制御手順は、1つ又は2つ以上の評価及び判定の過程(evaluation and judgment steps)を含むことになり、その評価及び判定の過程においては、始動イベントが認定され(qualified)、例えば、イベントを生じさせたものに関してカテゴリー化(categorization)が実施される。その後、この特徴付け(characterization)の結果に応じて、適切な応答手順を作動することとしてもよい。上記例の場面においては、タイムアウト又は複製受信確認がデータ・ユニットの消失によって発生したと判断される(determined)場合には、データ・ユニットの消失に対する公知の応答手順を実行することとしてもよく、例えば、あらゆるタイムアウトないしいくつかの複製受信確認の受信がデータ・ユニットの消失によって発生するものとみなす、在来のTCPから知られている手順を実行するようにしてもよい。しかし、この実施形態によれば、第2のモードがあり、タイムアウト又は複製受信確認が接続伝いの過度の遅延によって発生したと判断される場合には、過度遅延応答手順(excessive delay response procedure)を実行することとし、その過度遅延応答手順は、通常ではデータ・ユニットの消失に対する応答手順とは異なるものとなる。
【0022】
より具体的には、後のより詳細な説明においても述べるように、データ・ユニットが消失したとの判定に対しては、伝送速度(transmission rate)を減少させることによって応えることとし、それによってさらなる輻湊を回避する。他方、接続伝いに過度の遅延がある場合には、仮定したデータ・ユニットの消失に応じて取られる対策が有効なものとはならず、それどころか逆に、それらがその過度の遅延を発生させている問題を実際には悪化させる可能性もある。したがって、過度の遅延に対する応答手順は、通常は異なるものとし、例えば、伝送速度を以前のレベルに維持することを含めるが、その一方でタイムアウト期間を増やすことを含めることとして、さらなる余計な(不要な)再送信を回避するようにする。
【0023】
勿論、本発明は、様々な始動イベントの原因に対する任意の数のモードないし応答手順を備えるものとして実現してもよい。モードの数と各モードにおいて取る具体的な対策は、勿論具体的な状況に応じて定める。すなわち、モードの数と各モードにおいて取る具体的な対策は、選択したプロトコル、与えられた通信の状況等に応じて定める。
【0024】
本発明の一つの重要な特徴(aspect)は、データ消失検出のメカニズムがデータ消失を検出することが可能であるが、データ消失検出のメカニズムの始動に対する反応(対応)では、必ずしもデータ消失が生じたとはみなさず、それとは極めて対照的に、様々な始動イベントの原因を考慮し得る柔軟な応答が可能である、という点である。
【0025】
本発明のさらなる特徴と有利な効果(advantages)は、図面を参照した以下の詳細な説明からさらによく理解できるであろう。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下の説明においては、データの受信確認を利用すると共にタイムアウト機能も備えた任意の通信プロトコルを対象として広く説明を行うこととするが、一連のTCP/IPプロトコルにより知られている伝送制御プロトコルTCPに関係する例を度々挙げることにする。このプロトコルへの本発明の適用は、一つの好ましい実施形態である。余計な重複説明をすべて回避するため、その適用の導入においての開示は本発明の開示の中に取り入れることにする。
【0027】
図1は、本発明の好ましい実施形態の部分的な流れ図を示したものである。図から分かるように、ステップS1は、応答手順に入ることを示している。図1がこの時点にまで導くフロー制御手順を示していないのは、それが本発明にとっては何等の重要性もないことだからである。例えば、それは、図2との関係で説明した窓単位のフロー制御手順であってもよく、TCP等によってよく知られているものであってもよい。本発明にとって重要なことは、データ受信確認及びデータ消失検出機能があり、起こり得る(possible)データ消失ないし発生の可能性があるデータ消失を検出する能力(capability)をプロトコルの送信側ピアが有し、かつ、対応する応答手順をその送信側ピアが実施し得るようにすることだけである。既に述べたように、そのデータ消失検出機能は、例えば、タイムアウト機能や複製受信確認の検出機能等であってもよい。
【0028】
図1の例では、応答手順に入った後に、ステップS2において、選択したフロー制御のために使用される適応パラメータを記憶し、かつ、それから所定の値(predetermined values(予め定めた値))にそれらの選択した適応パラメータをリセットする。例としては、タイムアウト期間及び/又は上述の輻湊窓がかかる適応フロー制御パラメータに当たる。在来のTCPにおいては、通常では、輻湊窓を一つのセグメントの値にリセットし、かつ、同時にRTOを倍にする。フロー制御手順において使用されるすべての適応パラメータを実際に変更する必要はなく、それとは全く別で選択したもの(a selected number)だけを実際に変更する必要があるだけである、という点に注意されたい。
【0029】
また、本発明が当然窓単位のフロー制御及び関連する適応パラメータに制限されるものではなく、それどころか逆に、本発明があらゆるフロー制御の原理(principle)及び関連する適応パラメータに対して適用できるということは、明らかである。
【0030】
図1に戻ると、ステップS3においては、イベントを始動させたデータ・ユニット(例えば、タイムアウトを発生させたデータ・ユニット)を再送信する。すなわち、タイムアウトの例を使い続ける場合にあっては、そのタイムアウト期間の間に何等の受信確認も受信されなかったデータ・ユニットが再送信される。その後、より後の時点において、再送信したデータ・ユニットに係る受信確認が受信されたかどうかをステップS4で判断する。これは、累積的受信確認であってもよく、あるいはまた、単独の受信確認(a single acknowledgment)であってもよい。注記し得る点として、図1中の点線は、他のステップを介在させる(interposed(間に他のステップを入れる))ことにしてもよいことを示しているが、それらは本発明にとって何等重要なことではない。その後、図1の好ましい例によれば、ステップS5において、再送信したデータ・ユニットに係る受信確認が実際にはそのデータ・ユニットのもとの送信(the original transmission)に対して受信確認するものであるか、あるいは、再送信に対して受信確認するものであるかを判断する。ここで注意すべき点として、その“もとの送信”が既に再送信となっていてもよく、“再送信”が再送信の再送信等々であるようになっていてもよい。ステップS5を実現することが可能な手段(possibilities)は、続くさらなる説明で述べるように様々なものがある。
【0031】
受信確認メッセージが実際にデータ・ユニットの再送信に対して受信確認しているものとステップS5で判断される場合には、手順がステップS7へと進む。この場合のステップS7においては、データ・ユニットのもとの送信が消失したことを判断ステップS5の否定的結論(negative outcome)が指示している(indicates(示し表している))ので、データ・ユニット消失の応答手順を実行する。TCPの例では、データ・ユニット消失に備えての在来の対策によってステップS7がなされることになる。
【0032】
これに対して、判断ステップS5で肯定的(affirmative)な応えがなされる場合には、手順がステップS6へと進む。この場合のステップS6においては、過度の遅延に応える(answers)応答手順を実行する。すなわち、ステップS5は、データ・ユニットのもとの送信が実際には消失したのではなく、過度に遅延しただけであることを指示しているので、対応する対策を取らなければならない。例えば、プロトコルの例としてTCPを採用しているときは、これ(対応する対策)は、輻湊窓をステップS2で記憶した値に戻すことと、その一方でタイムアウト期間を遅延に適応させることとによって行うものとしてもよい。すなわち、タイムアウト期間を適応化するための基準としては、もとの送信及びもとの送信の受信確認に係る往復伝送時間RTT(round trip time)を利用することができる。これにより、過度の遅延に起因するさらなる余計な再送信及びタイムアウト又は複製受信確認を回避することができる。
【0033】
好ましくは、輻湊窓は、単純に以前の値にリセットするのではなく、むしろ、応答手順が行われなかったと仮定した場合の値、すなわち、データ消失検出のメカニズムが始動されなかったと仮定した場合の値に設定する方がはるかによい。
【0034】
上述のことから分かるように、図1の例は、ステップS2、S3、S4、S5及びS7で構成されている第1のモードを示しており、これに加えてステップS2、S3、S4、S5及びS6で構成されている第2のモードも示している。
【0035】
本発明について一層詳細に説明するために、従来のTCPに関して行われるフロー制御手順の礼を示した図3を参照する。グラフは、時間の経過とともに伝送されるデータの量をバイト単位で示したものである。図に示されているように、最初の2つのセグメントは、時刻t=4sに送信される。次に、受信確認データユニットと適応パラメータの調整との相互作用にしたがって、セグメントが送られる。
【0036】
説明のために、ダイヤモンド上の記号はセグメントを表し、正方形の記号は受信確認データユニットを表すことに留意する必要がある。ダイヤモンド上の記号は、セグメントの最初のバイトを、正方形は受信確認されなかった最も階のバイトをあらわす。所定のセグメントのレベルで示された受信確認データユニットは常に当該セグメントのレベルまでの送信されたセグメントを表す。換言すれば、6400バイト(t=12s)セグメントレベルまでの受信確認は、6400バイトより下のセグメントの受信確認を意味するが、6400バイトそのものを含まない。反対に、図に明瞭に示したように、6400バイト(t=10s)のセグメントは、時間切れを生じさせるデータユニット又はパケットである。したがって、6400バイトレベルで前記データの再送信が行われる。
【0037】
図3に示した時間切れが長すぎる遅延のために生じたものであり、図に示した第1のパケットが消失したために生じたものではないと仮定するなら、再送信は以下に記載するような不利益を伴なう。
【0038】
第1に、同じデータが同一の接続又は接続パスを2回通らなくてはならず、さもなければ有益なデータのために使用することができたバンド幅を浪費することになるためにスループット性能を低下させる。この不利益は、時間切れに対して誤ってデータユニットの再送信で答えるすべてのプロトコルで生じるものである。
【0039】
図3に示すように、TCPプロトコルが使用されているなら、データユニットの喪失で生じたものではない時間切れに対する送信側のこの応答は特に不都合である:送信側は滞留中のすべてのパケットを再送信して、さらに送信レートを低下させてしまう。このことを具体的に図3に示した。
【0040】
上述のデータユニットの喪失ではなく生じた時間切れは、擬似時間切れとも称することに注意されたい。
【0041】
図3に示されているように、従来のTCPでは、送信側は再送信したデータユニットに対するすべての受信確認を、元も送信の受信確認が送れて受信されたものであっても、再送信を受信確認するものと誤って解釈する。
【0042】
図3には示されていないが、送信側のピアから送信される2度目のデータユニットによって受信側からの二重の受信確認を引き起こし、従来のTCP送信においては通信レートはさらに低下し、輻湊による窓は所期の値の半分になる。
【0043】
TCP時間切れ時間が考慮する範囲を超えた過大な遅延は特に、少なくとも一部分が無線リンクで実行される無線ネットワークやそのためのプロトコル接続において発生する。本発明の発明者は、その種のネットワークでは擬似時間切れが頻繁に発生して、重大な性能の低下をきたすことを発見した。その例を簡単に説明する。
【0044】
図4は、2つのホストコンピュータがTCPのピアとして動作する状態を示すものである(図の底部と頂部でホストとホストを結ぶ長い矢印で表す)。低層のプロトコルレイヤは、インターネットへの無線アクセスネットワークを含む。右側のインターネットとホストの接続は図示していない。無線リンクのプロトコルの例は、いわゆる無線リンク制御プロトコルRLCである。図4に示したように、搬送レイヤプロトコル(たとえば、TCP)と、リンクレイヤプロトコル(例えば、RLC)は共に、ARQ(自動再送信要求)機能を具備している。これは、このプロトコルはいずれも時間切れと再送信機能を具備することを意味する。図4に示した状態では、リンクレイヤでARQが使用されているために、リンクレイヤと搬送レイヤとの間にレース状態が生じている:リンクレイヤがデータを再送信する間に、搬送再送信タイマが時間切れになって、擬似時間切れになる可能性が有る。リンクレイヤでの再送信は、例えば、ハンドオーバに起因する送信エラーやデータ消失の可能性がある。
【0045】
無線ネットワークにおける送信の遅延は、通信レイヤプロトコルの送信側と受信側ピアの間の両端間遅延の一部であることに注意する必要がある。この場合、無線ネットワークの搬送レイヤ接続のために使用可能なバンド幅が短時間に顕著に低下すれば、搬送レイヤの送信側と受信側の両端の間の遅延が増大して擬似時間切れを生じさせることになる。バンド幅低下の例は、移動ホストが、前のセルよりも提供できるバンド幅が少ないセルへのハンドオーバを実行する場合が含まれる。
【0046】
前述のように、本発明を適用する際は、図3に示した問題を回避することができる。より具体的に述べれば、図3に示した問題に対して図1に示した方法を適用することによって、送信側のピアは、本のデータユニットに対する受信確認データユニットと、再送信したデータユニットに対する受信確認データユニットを区別することができる。この情報に基づいて、送信側は、擬似時間切れが発生したのか、データユニットが本当に消失したのかを決定することができる。送信側は、これに従って対処を行うことができる。
【0047】
より具体的には、図3に示した例では、本発明を使用している送信側は、図示した第1のパケットを送信した後に受信した受信確認データユニットを本の送信(t=10s)に対する受信確認であって、再送信(t=15s)したものに対する受信確認ではないことを認識することができる。これに基づいて、送信側は過剰な遅延に対して適切な応答処理を実行して、つまり、第1の再送信データユニット以降についてはデータユニットを再送信するのではなく、送信レートの提言を行うこともせず、本のデータユニットの送信から当該もとのデータユニットに対する受信確認データユニットの受信までの遅延に基づいてフロー制御において採用する打ち切り時間を増大させる。この方法で、余計な再送信と打ち切りの発生を回避することができる。
【0048】
すでに理解されるように、本発明は、データの受信確認と時間打ち切り機能又は二重受信確認検出機能を有するプロトコルを採用した際に、より柔軟な通信システムをもたらすことができる。上述の例では、契機となるイベントを種類によって分類することができる、つまり、少なくとも2つの異なる原因を区別して、それぞれに適切な対処を実行することができる。上述の例において、適応的なパラメータを適用する方法は、一方ではデータユニットの消失と他方では過大な遅延とに対応しているが、本発明がこれらに限定されるわけではないことは当然である。反対に、適応的なパラメータを適応する態様は、時間切れイベント又は重複受信確認イベントを生じる原因となるものであればどのようなものに対しても適用することができる。
【0049】
図1に示した実施例では、ステップS5で、所定のデータユニットの受信確認に対応するデータユニットが、本の送信を受信確認するものであるか再送信を受信確認するものであるかを決定する。当該ステップを実現する第1の好ましい実施態様によれば、送信側は送信側と受信側のピアの間の接続に関する往復時間RTTの記録を保持しており、特に、対象となる時刻までの最も短いRTT時間の記録を保持している。再送信されたデータユニットに対する受信確認データユニットが当該最も短いRTTの予め設定した一部よりも短い時間で受信された場合には、送信側は、この受信確認は本の送信に対するものであって再送信に対するものではないと判断する。この一部の値は固定された値であっても良いし、適応的なパラメータであっても良い。当該比較値を掛けるべき値が測定された最短RTT値である必要は無く、送信側は平均RTT値を保持していることもできる。この意味において、当該一部の値は、一般的には、接続の途中において(当該セッションにおいて)測定された1つ以上のRTT値の関数である。
【0050】
データユニットにこのようにマーキングすることはどのような方法で行っても良い。例えば、データユニットの内の1つのビットを、値が0であればもとの送信であって、値が1であれば再送信であるように、あるいはその逆に割り当てることも理論上は可能である。一般的には、さらに別の情報を搬送するビットストリングを選択することができる。しかし、そのような選択肢を提供するプロトコルについては、タイムスタンプオプションを使用するのが望ましい。当該オプションは、例えば、周知のTCPについては
、前出のW. R. Stevensによる書籍を参照されたい。換言すれば、送信されるデータユニットに、データユニットの送信時刻を示す時刻スタンプを含めることが望ましい。受信側は受信確認データユニットにこの時刻スタンプを含めて、送信側ではその受信確認がどの送信データに対するものかを識別することができるようにすることができる。
【0051】
本発明の好ましい実施例について記載したが、実施例は本発明の範囲を制限するものではなく、本発明の理解を助けることのみを意図したものである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって決定しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に基づく制御手順の好ましい実施形態を示した図である。
【図2】 窓単位のフロー制御の概念を説明するための解説図である。
【図3】 本発明の有利な効果を説明するためのグラフである。
【図4】 2つのホスト・コンピュータ間の接続において過度の遅延が発生し得る状況を例示するための解説図である。
Claims (30)
- 所定の通信プロトコルに従って動作する、送信側と受信側の間のデータ・ユニット式通信を制御する方法であって、
前記送信側は、送るデータの量を、前記プロトコルによって定められる構造を有する、1つ又はそれ以上のデータ・ユニットに分割し、
前記受信側は、前記送信側に対して受信確認データ・ユニットを返すことにより、データ・ユニットが正しく受信されたことの受信確認を行い、
前記データ・ユニットは、1つ又はそれ以上の適応パラメータ及び前記受信確認データ・ユニットに基づいて実施されるフロー制御手順に従って、前記送信側が送り、
前記フロー制御手順は、前記通信におけるデータ消失の検出が可能なデータ消失検出のメカニズムを含み、1つ又はそれ以上の所定のイベントにより前記データ消失検出のメカニズムを始動して、発生の可能性があるデータの消失を指示し、この場合において、前記データ消失検出のメカニズムの始動に応じて、対応する応答手順を実施し、前記応答手順が、所定のデータ・ユニットの再送を含み、当該応答手順は、
前記1つ又はそれ以上の適応パラメータに適応する、少なくとも第1及び第2のモード及び、当該第1、第2モードのいずれかを選択する決定からなり、当該決定は、前記所定のデータ・ユニットを再送した後に、前記送信側が受信した1つあるいはそれ以上の受信確認データユニットに基づいてなされることを特徴とする方法。 - 前記データの消失検出メカニズムが、送信側は所定のデータユニットを送信してから時間切れを観測し、時間切れになる前に当該所定のデータユニットに対する受信確認データユニットを受信しなければ、時間切れメカニズムを起動する時間切れメカニズムである請求項1に記載の方法。
- 前記データの消失検出メカニズムは、前記送信側は受信した受信確認を観測して、データユニットが所定回数だけ確認されれば、重複受信確認検出メカニズムを起動する重複受信確認検出メカニズムである請求項1に記載の方法。
- 前記時間切れ時間が前記適応性パラメータの内の1つである請求項2に記載の方法。
- 前記フロー制御手順が、窓に基づいており、1つ以上のフロー制御窓が前記適応性パラメータに含まれる請求項1ないし4の内のいずれかに記載の方法。
- 前記少なくとも2つのモードは第1と第2のモードからなり、当該第1のモードは、原因となったイベントは所定のデータユニットの消失であり、第2のモードは、原因となったイベントは所定のデータユニット又は受信確認データユニットの遅延が課題であったことに対応する請求項1ないし5の内のいずれかに記載の方法。
- 前記送信側は、送信するデータユニットを、もとの送信と再送信とを区別することができるようにマーキングを行い、受信側は、受信確認データユニットを、もとのデータユニットの受信確認が、再送信されたデータユニットの受信確認データユニットから区別されるようにマーキングを行う請求項6に記載の方法。
- 前記送信側は、それぞれの送信されたデータユニットにタイムスタンプを含めることによってマーキングを行い、受信側は、受信したデータユニットに含まれていたタイムスタンプを、当該受信データユニットに対する受信確認データユニットに含めることによってマーキングを行う請求項7に記載の方法。
- 送信側は、送信するデータユニットのそれぞれにビットストリングを含め、当該ビットストリングは、もとの送信と再送信とを区別するために少なくとも2つの異なる値を有し、受信側は、受信したデータユニットに含まれていたビットストリングを、当該データユニットの受信確認データユニットに含める請求項7に記載の方法。
- 前記ビットストリングは単一のビットである請求項9に記載の方法。
- 前記ビットストリングが、異なる再送信を識別できるように、複数のビットからなるものである請求項9に記載の方法。
- 所定のデータユニットを再送信した後に受信した第1の受信確認データユニットが、所定のデータユニットの再送信を受信確認するものであれば前記第1のモードを選択し、所定のデータユニットを再送信した後に受信した第1の受信確認データユニットが、所定のデータユニットのもとの送信を受信確認するものであれば前記第2のモードを選択する請求項9ないし11のいずれかに記載の方法。
- 送信側は前記所定量のデータの送信について往復時間を測定し、
前記所定のデータの再送信から当該データの受信確認データユニットの受信までの値を決定して、前記1つ以上の往復時間測定から求めた時間と比較し、
当該比較結果に基づいて前記第1又は第2のモードを選択する請求項6に記載の方法。 - 前記往復時間の測定値から求められる値は、接続の最短の往復時間であり、所定のデータユニットの再送信から当該データユニットの最初の受信確認を受信するまでの時間が、当該最短往復時間の予め定めた一部よりも短い時は、第2のモードを選択する請求項13に記載の方法。
- 前記第2のモードは、所定のデータユニットのもとの送信から、当該データユニットに対する最初の受信確認データユニットの受信までの時間に基づいて、時間切れのための時間を適応させることを含む請求項6ないし14の内のいずれかに記載の方法。
- 前記フロー制御手順は、窓に基づいており、輻湊窓を使用して、原因となったイベントが発生した時点の輻湊窓の値を、原因となったイベントの発生後に記憶し、次に輻湊窓の値を所定の値にリセットし、所定のデータユニットの最初の受信確認データユニットを受信した後に前記第2のモードが選択されたら、輻湊窓の値を、応答処理が無ければとるであろう値に設定する請求項6ないし15の内のいずれかに記載の方法。
- 所定の通信プロトコルに従った、データ・ユニット式通信のための通信装置であって、前記通信プロトコルは、通信装置の送信側が、送るデータの量を、前記プロトコルによって定められる構造を有する1つ又はそれ以上のデータ・ユニットに分割し、かつ、前記通信における受信側が、前記送信側に対して受信確認データ・ユニットを返すことにより、データ・ユニットが正しく受信されたことの受信確認を行うことを、規定し、前記通信装置は、
送信側として動作するときに、1つ又はそれ以上の適応パラメータ及び前記受信確認データ・ユニットに基づいて実施されるフロー制御手順に従って、データ・ユニットを送る手段から構成され、
前記フロー制御手順は、前記通信におけるデータ消失の検出が可能な、データ消失検出のメカニズムからなり、1つ又はそれ以上の所定のイベントにより、前記データ消失検出のメカニズムを始動して、発生の可能性があるデータの消失を指示し、この場合において、前記データ消失検出のメカニズムの始動に応じて、対応する応答手順を実施し、前記応答手順が、所定のデータ・ユニットの再送を含み、前記通信装置の当該応答手順は、
前記1つ又はそれ以上の適応パラメータを適応する、少なくとも第1及び第2のモード及び、当該第1、第2モードのいずれかを選択する決定からなり、
当該決定は、前記所定のデータ・ユニットを再送した後に、前記送信側が受信した1つあるいはそれ以上の受信確認データ・ユニットに基づいてなされることを特徴とする通信装置。 - 前記データの消失検出メカニズムが、前記送信側は所定のデータユニットを送信してから時間切れを観測し、時間切れになる前に、当該所定のデータユニットに対する受信確認データユニットを受信しなければ、時間切れメカニズムを起動する、時間切れメカニズムである請求項17に記載の通信装置。
- 前記データの消失検出メカニズムは、前記送信側は受信した受信確認を観測して、データユニットが所定回数だけ確認されれば、重複受信確認検出メカニズムを起動する重複受信確認検出メカニズムである請求項17に記載の装置。
- 前記時間切れ時間が前記適応性パラメータの内の1つである請求項18に記載の装置。
- 前記フロー制御手順が、窓に基づいており、1つ以上のフロー制御窓が前記適応性パラメータに含まれる請求項17ないし20の内のいずれかに記載の装置。
- 前記少なくとも2つのモードは第1と第2のモードからなり、当該第1のモードは、原因となったイベントは所定のデータユニットの消失であり、第2のモードは、原因となったイベントは所定のデータユニット又は受信確認データユニットの遅延が課題であったことに対応する請求項17ないし21の内のいずれかに記載の装置。
- 前記送信側は、送信するデータユニットを、もとの送信と再送信とを区別することができるようにマーキングを行い、受信側は、受信確認データユニットを、もとのデータユニットの受信確認が、再送信されたデータユニットの受信確認データユニットから区別されるようにマーキングを行う請求項22に記載の装置。
- 前記送信側は、それぞれの送信されたデータユニットにタイムスタンプを含めることによってマーキングを行い、前記受信側は、受信したデータユニットに含まれていたタイムスタンプを、当該受信データユニットに対する受信確認データユニットに含めることによってマーキングを行う請求項23に記載の装置。
- 前記送信側として動作する前記通信装置は、送信するデータユニットのそれぞれにビットストリングを含めることにより、データ・ユニットのマーキングを行い、当該ビットストリングは、もとの送信と再送信とを区別するために少なくとも2つの異なる値を有し、前記受信側として動作する前記通信装置は、受信したデータユニットに含まれていたビットストリングを当該データユニットの受信確認データユニットに含めることにより、受信したデータ・ユニットに対する受信確認データ・ユニットのマーキングを行う請求項23に記載の装置。
- 所定のデータユニットを再送信した後に、受信した第1の受信確認データユニットが、所定のデータユニットの再送信を受信確認するものであれば、前記第1のモードを選択し、所定のデータユニットを再送信した後に、受信した第1の受信確認データユニットが、所定のデータユニットのもとの送信を受信確認するものであれば、前記第2のモードを選択する請求項24または25のいずれかに記載の装置。
- 前記送信側として動作する通信装置は、前記所定量のデータの送信について往復時間を測定し、
前記所定のデータの再送信から当該データの最初の受信確認データユニットの受信までの時間を決定し、
前記1つ又はそれ以上の往復時間の測定から求められた値と比較し、
当該比較結果に基づいて、前記第1又は第2のモードを選択する、請求項22に記載の装置。 - 前記往復時間の測定値から求められる値は、接続の最短の往復時間であり、所定のデータユニットの再送信から当該データユニットの最初の受信確認を受信するまでの時間が、当該最短往復時間の予め定めた一部よりも短い時は、第2のモードを選択する請求項27に記載の装置。
- 前記第2のモードは、所定のデータユニットのもとの送信から当該データユニットに対する最初の受信確認データユニットの受信までの時間に基づいて、時間切れのための時間を適応させることを含む請求項22ないし28の内のいずれかに記載の装置。
- 前記フロー制御手順は、窓に基づいており、輻湊窓を使用して、原因となったイベントが発生した時点の輻湊窓の値を原因となったイベントの発生後に記憶し、次に輻湊窓の値を所定の値にリセットし、所定のデータユニットの最初の受信確認データユニットを受信した後に、前記第2のモードが選択されたら、輻湊窓の値を、応答処理が無ければとるであろう値に設定する請求項22ないし29に記載の装置。
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