JP4903270B2 - 冗長の接続を除去する方法 - Google Patents
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Description
S:ソース装置/ソースデータサーバ
M:移動装置
D:宛先ストレージサーバ/ストレージ装置
N:ネットワークアドレス変換ホスト/ネットワークアドレス変換装置
接続の方向毎にプロトコル状態情報を記録するためにタプル(tuple)が規定される。タプルは2つのフィールドから構成される。
T(snd_max,ack_max)
タプルは、接続の一方向についてネットワークアドレス変換装置により検出された最大シーケンス番号と最大承認番号とを記録する。各タプルは、対応する装置のプロトコル状態の遅延したミラーとして考えられてもよい。しかし、状態の正確性を維持しなければならないエンド装置とは異なり、ネットワークアドレス変換装置は、記録を付けさえすればよい。例えば、エンド装置は、順序が狂ったパケットをバッファに入れなければならないが、ネットワークアドレス変換装置は、通常の動作中にパケットをバッファに入れない。従って、状態は遅延していると考えられる。これは、エンド装置とネットワークアドレス変換装置との間のネットワーク内に依然としてパケットが存在するからである。この手法の利点は、ネットワークアドレス変換装置のプロキシを必要とせずに、プロトコルの複雑性がエンド装置で保持されるという点にある。
Tsm:ソースホストから移動装置への半分の接続のためのタプル
Tms:移動ホストからソース装置への半分の接続のためのタプル
Tmd:移動ホストから宛先装置への半分の接続のためのタプル
Tdm:宛先ホストから移動装置への半分の接続のためのタプル
これらの4つのタプルは、2つの接続(ネットワークアドレス変換装置を介したソース装置と移動装置との間の接続の(Tms,Tsm)、及びネットワークアドレス変換装置を介した移動装置と宛先/ストレージ装置との間の(Tmd,Tdm))に対応する。従って、設定中に、移動装置は、ソース装置(ソースデータサーバ又はデータサーバ)への第1の接続を開始する。次に、移動装置は、ストレージ装置への第2の接続を開始する。これらの2つのステップは交換されてもよい。次に、移動装置は、ソース装置からファイル/データを取得する。最後に、移動装置は、ファイル/データをストレージ装置に転送する。
ネットワークアドレス変換装置で、プロトコル情報は、他の接続とマージされる可能性があるマージ毎に追跡される必要がある。SYNフラグセットを有するパケットのシーケンス番号から始めて、ネットワークアドレス変換装置が検出した最大のシーケンス番号及び承認番号が記録される。しかし、パケット損失又は並び替えのため、反対側で全ての以前のパケットを受信していない可能性がある。エンド装置は、損失したパケットの再送信を処理する。例えば、シーケンス番号Psm.seq及び承認番号Psm.ackでソース装置から移動装置に送信したパケットPsmは、以下のように対応するタプルを更新する。
(Tsm.snd_max<Psm.seq)である場合、Tsm.snd_max=Psm.seq
(Tsm.ack_max<Psm.ack)である場合、Tsm.ack_max=Psm.ack
段階2:第1の接続の“終了”
移動装置が2つの接続のマージを要求する場合、ネットワークアドレス変換装置に通知するメッセージを送信する。ネットワークアドレス変換装置は、移動装置とソース装置との間の第1の接続についての2つのタプルをフリーズする。この時点から、低いシーケンス番号及び承認番号を有するパケットのみがこれらの間で転送され得る。これらのパケットは、ネットワーク内で遅延しているか、エラーのため再送信されている。特定のペイロードのシーケンス番号が対応するタプルの“snd_max”を超える場合、ペイロードは切り捨てられる。移動ホスト/装置及びソースホスト/装置の双方は、ネットワークアドレス変換装置により検出された最大シーケンス番号より大きいシーケンス番号を検出できないため、対応するタプルの“ack_max”より大きい承認番号を有するパケットは破棄される。マージ動作を実行するために要する時間は、TCPのタイムアウト値より小さくなるべきであるため、エンド装置は、破棄されたパケットを損失したものとして検出し、再送信を実行することができるべきである。実装の改善として、ネットワークアドレス変換装置は、ネットワークアドレス変換装置の利用可能なメモリに応じて“snd_max”を超えるペイロードを有するいくつかのパケットをバッファに入れるように選択してもよい。
移動装置は、ソース装置からのバッファのデータを処理し続け、ストレージ装置との接続の終了を示すメッセージをネットワークアドレス変換装置に送信する。このメッセージはアプリケーションにより規定され、ストレージ装置に送信された全てのデータが承認された後に送信される。すなわち、ストレージ装置が移動装置からデータを受信する移動装置とストレージ装置との間の接続の半分が終了する。
これらの2つの接続のシーケンス番号及び承認番号は独立している。パケットは、ソース装置と移動装置との間で単に直接転送できない。移動装置がこれらの2つの接続に関与していなくても、パケットが移動装置からのものであるように見えるように、パケットは変更される必要がある。例えば、ソース装置から生じたパケットでは、シーケンス空間を送信するソース装置は、パケットをストレージ装置に送信するために移動装置により使用される送信シーケンス空間にマッピングされる。承認もまた、ストレージ装置により使用される送信空間に入るように変更される。シーケンス番号は以下のように変更される。
Psm.seq=Psm.seq-Tsm.snd_max+Tmd.snd_max
ACKは以下のように変更される。
Psm.ack=Psm.ack-Tms.snd_max+Tdm.snd_max
ソース装置から移動装置へのパケットの詳細な動作は以下のようになる。
Psm.dst_ip=D.ip(宛先ipを宛先(ストレージ装置)に変更)
Psm.dst_port=D.port
Psm.src_ip=M.ip
Psm.src_port=M.port(Dと通信するために使用されるポート)
Psm.seq=Psm.seq-Tsm.snd_max+Tmd.snd_max
Psm.ack=Psm.ack-Tms.snd_max+Tdm.snd_max
第3及び第4の命令は併せて、データ/ファイルが移動装置からのものであるが、データ/ファイルが実際にソース装置から生じるように思わせるために、宛先(ストレージ装置)をだます。ストレージ装置から移動装置へのパケットの詳細な動作は以下のようになる。
Pdm.dst_ip=S.ip
Pdm.dst_port=S.port
Pdm.src_ip=N.ip
Pdm.dst_port=N.port
Pdm.seq=Pdm.seq-Tdm.snd_max+Tms.snd_max
Pdm.ack=Pdm.ack-Tmd.snd_max+Tms.snd_max
前述の動作で実現するものは、第1及び第2の接続のそれぞれ他の(第2の)半分のマージである。すなわち、ソース装置は、ネットワークアドレス変換装置を介してデータ/ファイル/パケットをストレージ装置に送信する。ネットワークアドレス変換装置は、もはや関与していない移動装置からデータ/パケットが生じるようにストレージ装置に見えるように、パケットヘッダを変更する。このことは、移動装置からソース装置へ及びストレージ装置から移動装置への通信を効率的にマージ又は終了させる。
Psm.src_ip=M.ip
Psm.src_port=M.port(Dと通信するために使用されるポート)
Psm.dst_port=D.port
Psm.dst_ip=D.ip
ストレージ装置から移動装置に送信されるパケットでは、ネットワークアドレス変換装置は以下の動作を実行する。
Pdm.dst_ip=S.ip
Pdm.dst_port=S.port
Pdm.src_ip=N.ip
Pdm.dst_port=N.port
本発明による方法で示したファイル共有アプリケーションの他に、本発明の方法は、例えば以下のような他の用途を有する。
1.1つの装置から他の装置にストリーミングセッションをトランスペアレントに切り替える。本発明の方法を使用して、ユーザがパーソナルコンピュータ(PC)又はPDAからストリーミングビデオを視聴することを可能にするストリーミングクライアントは、後で、TCP/UDPを使用するTV(又はセットトップボックス付きTV)に移行することができる。ストリーミングアプリケーションがTCPのみを使用する場合(例えば、RTP over RTSP)、まず、移動装置はアプリケーション状態をストレージ装置に転送し、TCP接続をストレージ装置に移行する。ストリーミングアプリケーションがTCP(例えば、RTSP)及びUDP(RTP)を使用する場合、まず、移動装置はアプリケーション状態(RTSP状態)及びRTP状態をストレージ装置に転送し、TCP及びUDP接続をストレージ装置に移行する。
2.ストリーミングセッションの“視聴”からストリーミングセッションの“格納”にトランスペアレントに切り替える。この用途は、ストレージ装置が装置(例えば、TV)で処理/表示する代わりにローカルのストレージにストリームを格納する点を除いて、前述のものと同様である。
3.1つの装置から他の装置に又は1つのユーザ電話機から他のユーザ電話機にVoIP呼をトランスペアレントに切り替える。この用途は、前述の2つの用途と同様であり、まず、アプリケーション状態をストレージ装置に転送し、次に、TCP/UDP接続を移行することにより実装される。
Claims (27)
- 冗長のTCP/UDP接続を除去する方法であって、
2つのTCP/UDP接続をマージする要求をネットワークアドレス変換装置に送信し、
前記ネットワークアドレス変換装置により、第1のTCP/UDP接続の第1の部分を終了させ、
前記ネットワークアドレス変換装置により、第2のTCP/UDP接続の第1の部分を終了させ、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第1及び第2のTCP/UDP接続のそれぞれの第2の部分をマージすることを有する方法。 - 前記第1のTCP/UDP接続の前記第1の部分を終了させることは、
前記第1のTCP/UDP接続が、第1の装置と第2の装置との間で通信を実施し、前記第2のTCP/UDP接続が、前記第1の装置と第3の装置との間で通信を実施し、前記第1及び第2のTCP/UDP接続のそれぞれが、前記ネットワークアドレス変換装置を通じて実施される場合、第1の装置と第2の装置との間のTCP/UDP接続を終了させ、
前記第1の装置により前記第2の装置から受信したバッファに入れられたデータを処理し、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第1の装置と前記第2の装置との間の通信の終了を示すメッセージを送信することを更に有する、請求項1に記載の方法。 - 前記第2のTCP/UDP接続の前記第1の部分を終了させることは、
前記第1の装置により、バッファに入れられたデータを前記第3の装置に送信し、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第1の装置と前記第3の装置との間の通信の終了を示すメッセージを送信することを更に有する、請求項2に記載の方法。 - 前記第1の装置と前記第2の装置との間に前記第1のTCP/UDP接続を確立し、前記第1の装置と前記第3の装置との間に前記第2のTCP/UDP接続を確立することを更に有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第2のTCP/UDP接続の前記第1の部分を終了させることは、
TCP/UDP接続メッセージの終了を第3の装置に送信し、
前記TCP/UDP接続メッセージの終了の承認を受信し、
最終的な承認を送信することを更に有する、請求項2に記載の方法。 - TCP/UDP接続をマージする方法であって、
ネットワークアドレス変換装置により、第1のTCP/UDP接続の第1の部分を終了させ、
前記ネットワークアドレス変換装置により、第2のTCP/UDP接続の第1の部分を終了させ、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第1及び第2のTCP/UDP接続のそれぞれの第2の部分をマージすることを有する方法。 - 前記第1のTCP/UDP接続の前記第1の部分を終了させることは、
何らかの以前に送信したが未承認のデータの受信の承認を待機し、
前記第1のTCP/UDP接続が、第1の装置と第2の装置との間で通信を実施し、前記第2のTCP/UDP接続が、前記第1の装置と第3の装置との間で通信を実施し、前記第1及び第2のTCP/UDP接続のそれぞれが、前記ネットワークアドレス変換装置を通じて実施される場合、前記第1のTCP/UDP接続を介して通信する装置の間のプロトコル状態に関する情報をフリーズし、
前記ネットワークアドレス変換装置から、前記第1の装置と前記第2の装置との間の通信の終了を示すメッセージを受信することを更に有する、請求項6に記載の方法。 - 前記第2のTCP/UDP接続の前記第1の部分を終了させることは、
前記第2のTCP/UDP接続を介して通信する装置の間のプロトコル状態に関する情報を更新し、
前記第1の装置と前記第3の装置との間の通信の終了を示すメッセージを受信し、
前記第2のTCP/UDP接続を介して通信する前記装置の間のプロトコル状態に関する情報をフリーズすることを更に有する、請求項7に記載の方法。 - 前記第2の装置と前記第3の装置との間に新しいマッピングを生成することを更に有する、請求項8に記載の方法。
- 前記新しいマッピングは、データパケットのシーケンス番号及び承認番号を変更し、これにより、前記パケットが前記第1の装置により送信されたかのように前記第3の装置に見えるようにする、請求項9に記載の方法。
- 最大シーケンス番号がTCP/UDP接続毎に記録される、請求項6に記載の方法。
- 最大承認番号がTCP/UDP接続毎に記録される、請求項6に記載の方法。
- 冗長のTCP/UDP接続を除去するシステムであって、
2つのTCP/UDP接続をマージする要求をネットワークアドレス変換装置に送信する手段と、
前記ネットワークアドレス変換装置により、第1のTCP/UDP接続の第1の部分を終了させる手段と、
前記ネットワークアドレス変換装置により、第2のTCP/UDP接続の第1の部分を終了させる手段と、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第1及び第2のTCP/UDP接続のそれぞれの第2の部分をマージする手段と
を有するシステム。 - 前記第1のTCP/UDP接続の前記第1の部分を終了させる手段は、
前記第1のTCP/UDP接続が、第1の装置と第2の装置との間で通信を実施し、前記第2のTCP/UDP接続が、前記第1の装置と第3の装置との間で通信を実施し、前記第1及び第2のTCP/UDP接続のそれぞれが、前記ネットワークアドレス変換装置を通じて実施される場合、第1の装置と第2の装置との間のTCP/UDP接続を終了させる手段と、
前記第1の装置により前記第2の装置から受信したバッファに入れられたデータを処理する手段と、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第1の装置と前記第2の装置との間の通信の終了を示すメッセージを送信する手段と
を更に有する、請求項13に記載のシステム。 - 前記第2のTCP/UDP接続の前記第1の部分を終了させる手段は、
前記第1の装置により、バッファに入れられたデータを前記第3の装置に送信する手段と、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第1の装置と前記第3の装置との間の通信の終了を示すメッセージを送信する手段と
を更に有する、請求項14に記載のシステム。 - 前記第1の装置と前記第2の装置との間に前記第1のTCP/UDP接続を確立する手段と、
前記第1の装置と第3の装置との間に前記第2のTCP/UDP接続を確立する手段と
を更に有する、請求項13に記載のシステム。 - 前記第2のTCP/UDP接続の前記第1の部分を終了させる手段は、
TCP/UDP接続メッセージの終了を前記第3の装置に送信する手段と、
前記TCP/UDP接続メッセージの終了の承認を受信する手段と、
最終的な承認を送信する手段と
を更に有する、請求項14に記載のシステム。 - TCP/UDP接続をマージするシステムであって、
ネットワークアドレス変換装置により、2つのTCP/UDP接続をマージする要求を受信する手段と、
前記ネットワークアドレス変換装置により、第1のTCP/UDP接続の第1の部分を終了させる手段と、
前記ネットワークアドレス変換装置により、第2のTCP/UDP接続の第1の部分を終了させる手段と、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第1及び第2のTCP/UDP接続のそれぞれの第2の部分をマージする手段と
を有するシステム。 - 前記第1のTCP/UDP接続の前記第1の部分を終了させる手段は、
何らかの以前に送信したが未承認のデータの受信の承認を待機する手段と、
前記第1のTCP/UDP接続が、第1の装置と第2の装置との間で通信を実施し、前記第2のTCP/UDP接続が、前記第1の装置と第3の装置との間で通信を実施し、前記第1及び第2のTCP/UDP接続のそれぞれが、前記ネットワークアドレス変換装置を通じて実施される場合、前記第1のTCP/UDP接続を介して通信する装置の間のプロトコル状態に関する情報をフリーズする手段と、
前記ネットワークアドレス変換装置から、前記第1の装置と前記第2の装置との間の通信の終了を示すメッセージを受信する手段と
を更に有する、請求項18に記載のシステム。 - 前記第2のTCP/UDP接続の前記第1の部分を終了させる手段は、
前記第2のTCP/UDP接続を介して通信する装置の間のプロトコル状態に関する情報を更新する手段と、
前記第1の装置と前記第3の装置との間の通信の終了を示すメッセージを受信する手段と、
前記第2のTCP/UDP接続を介して通信する前記装置の間のプロトコル状態に関する情報をフリーズする手段と
を更に有する、請求項19に記載のシステム。 - 前記第2の装置と前記第3の装置との間に新しいマッピングを生成することを更に有する、請求項20に記載のシステム。
- 前記新しいマッピングは、データパケットのシーケンス番号及び承認番号を変更し、これにより、前記パケットが前記第1の装置により送信されたかのように前記第3の装置に見えるようにする、請求項21に記載のシステム。
- 最大シーケンス番号がTCP/UDP接続毎に記録される、請求項18に記載のシステム。
- 最大承認番号がTCP/UDP接続毎に記録される、請求項18に記載のシステム。
- チェックサムを計算する手段を更に有する、請求項18に記載のシステム。
- TCP/UDP接続をマージする方法であって、
ネットワークアドレス変換装置により、第1の装置と第2の装置との間で第1のマッピングを終了させ、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第1の装置と第3の装置との間で第2のマッピングを終了させ、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第2の装置と前記第3の装置との間でマッピングを生成することを有する方法。 - TCP/UDP接続をマージするシステムであって、
ネットワークアドレス変換装置により、第1の装置と第2の装置との間で第1のマッピングを終了させる手段と、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第1の装置と第3の装置との間で第2のマッピングを終了させる手段と、
前記ネットワークアドレス変換装置により、前記第2の装置と前記第3の装置との間でマッピングを生成する手段と
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