JP5533270B2 - ゲートウェイ装置およびゲートウェイ装置におけるパケットバッファ管理方法 - Google Patents
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Description
第1の効果は、パケット転送処理能力を高めたゲートウェイ装置を提供することができることである。その理由は、ゲートウェイ装置におけるパケットバッファ管理部で、コネクション単位のトラフィック状態、パケットバッファの残量に基づいて、コネクション単位の最大ウィンドウサイズをダイナミックに制御することで、トラフィック量の多いコネクションに対し、パケット転送のスループットを上げることができ、パケット処理装置あたりのパケット転送の処理能力を増やすことができるためである。
図2は、本発明の実施例1における通信システムのブロック図である。図2において、モバイルコアネットワークの構成装置であるアプリケーションゲートウェイ装置13が示されている。図2において、アプリケーションゲートウェイ装置13は、パケット処理装置1と呼処理装置5で構成される。パケット処理装置1はユーザプレーン処理を行う。また、呼処理装置5は制御プレーン処理を行う。アプリケーションゲートウェイ装置13は有線インタフェースを具備し、対向装置(例えば、コンテンツサーバ2)と接続される。また、アプリケーションゲートウェイ装置13は無線ネットワーク3との接続を制御し、対向装置(例えば、携帯端末4)と接続される。アプリケーションゲートウェイ装置13は、コンテンツサーバ2と携帯端末4間のパケットデータの転送を行う。コンテンツサーバ2から送信される下り方向のTCPパケットを受信し、携帯端末4へ転送し、携帯端末4から送信される上り方向のTCPパケットを受信し、コンテンツサーバ2へ転送する。
まず、図1のパケット処理装置の動作を説明する前に、TCPパケットの送受信におけるフロー制御について、以下に説明する。TCPの基本は、図9に示すように「TCPパケットを1つ送信し、ACKパケットを1つ受け取る」を繰り返すことである。この方法は、通信の信頼性は高いが、送信側は1つTCPパケットを送るたびに、ACKが帰ってくるのを待たねばならず、通信効率が悪い。そこで、TCPでは、通信効率を上げるために、図10に示すように、送信側は、TCPパケットをある数だけ連続して送り、受信側はまとめてACKを返すという方法が行われている。但し、受信側では、パケットバッファに空きがないと、まとめて送られてきたTCPパケットを受信することができず、バッファオーバーフローが発生してしまう。
図4に、n個のコネクション接続がある場合のパケットバッファ6の状態を示す。ここで、n個のコネクションの広告ウィンドウサイズの合計が、パケットバッファの残量10より小さくなるように、パケットバッファ管理部9が一元管理する。
広告ウィンドウサイズ≦最大ウィンドウサイズ 式(2)
このようにして、パケットバッファ管理部9が決定したコネクション確立時の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズは、パケットバッファ管理部9のコネクション管理テーブル11に保存される。また、コネクション確立後に、最大ウィンドウサイズまたは広告ウィンドウサイズが変更される度に、コネクション管理テーブル11は更新される。また、パケットバッファの残量10も、コネクション管理テーブル11に同時に保存される。
2 コンテンツサーバ
3 無線ネットワーク
4 携帯端末
5 呼処理装置
6 パケットバッファ
7 パケット転送部
8 アプリケーションレイヤ処理部
9 パケットバッファ管理部
10 パケットバッファの残量
11 コネクション管理テーブル
12 トラフィックテーブル
13 アプリケーションゲートウェイ装置
14 コアネットワーク
Claims (10)
- 端末装置が接続される無線ネットワークと、サーバ装置が接続されるコアネットワークを相互接続するためのゲートウェイ装置であって、
前記ゲートウェイ装置は、パケットデータを送受信するパケット処理装置を有し、
前記パケット処理装置は、前記パケットデータを蓄積するパケットバッファと、前記パケットバッファを一元管理するパケットバッファ管理部を含み、
前記パケットバッファ管理部は、コネクション単位のトラフィック状態および前記パケットバッファの残量に基づいて、前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減することを特徴とするゲートウェイ装置。 - 前記コネクション単位のトラフィック量の合計である全トラフィック量が、所定の値よりも少ない場合に、前記パケットバッファ管理部は、コネクション単位の最大ウィンドウサイズを増加し、
さらに、前記パケットバッファの残量が、前記広告ウィンドウサイズの総和より大きい場合には、前記パケットバッファ管理部は、前記コネクション単位の広告ウィンドウサイズを増加し、
前記パケットバッファの残量が、前記広告ウィンドウサイズの総和より小さい場合には、前記パケットバッファ管理部が、前記広告ウィンドウサイズを減少することを特徴とする請求項1に記載のゲートウェイ装置。 - 前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズ、または、広告ウィンドウサイズを増加する場合、前記コネクション単位のトラフィック量の多いコネクションに対して、優先的に増加させることを特徴とする請求項1または2に記載のゲートウェイ装置。
- 前記パケットバッファ管理部において、前記最大ウィンドウ、前記広告ウィンドウを、コネクション管理テーブルで管理し、
前記トラフィック量を、トラフィックテーブルで管理することを特徴とする請求項2または3に記載のゲートウェイ装置。 - 端末装置と、
前記端末装置と接続される無線ネットワークと、
前記無線ネットワークと送受信するゲートウェイ装置と、
前記ゲートウェイ装置と接続されるコアネットワークと、
前記コアネットワークと接続されるサーバ装置とを含み、
前記ゲートウェイ装置は、パケットデータを送受信するパケット処理装置を有し、
前記パケット処理装置は、前記パケットデータを蓄積しておくパケットバッファと、
コネクション単位のトラフィック状態および前記パケットバッファの残量に基づいて、前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減するパケットバッファ管理部を有することを特徴とする通信システム。 - 前記コネクション単位のトラフィック量の合計である全トラフィック量が、所定の値よりも少ない場合に、
前記パケットバッファ管理部は、コネクション単位の最大ウィンドウサイズを増加し、
さらに、前記パケットバッファの残量が、前記広告ウィンドウサイズの総和より大きい場合には、前記パケットバッファ管理部が、前記コネクション単位の広告ウィンドウサイズを増加し、
前記パケットバッファの残量が、前記広告ウィンドウサイズの総和より小さい場合には、前記パケットバッファ管理部が、前記広告ウィンドウサイズを減少することを特徴とする請求項5に記載の通信システム。 - 前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズ、または、広告ウィンドウサイズを増加する場合、前記コネクション単位のトラフィック量の多いコネクションに対して、優先的に増加させることを特徴とする請求項5または6に記載の通信システム。
- コネクション単位のトラフィック量を取得するステップと、
パケットデータを蓄積するパケットバッファの残量および前記コネクション単位のトラフィック量に基づいて、コネクション単位の最大ウィンドウサイズおよび広告ウィンドウサイズを増減するステップと、を含むことを特徴とするパケット処理装置におけるパケットバッファ管理方法。 - 前記コネクション単位のトラフィック量の合計である全トラフィック量を所定の値と比較する第1の比較ステップと、
前記第1の比較ステップにおいて、全トラフィック量が所定の値より小さい場合に、最大ウィンドウサイズを増加するステップと、
前記パケットバッファ残量と、前記コネクション単位の広告ウィンドウサイズの総和を比較する第2の比較ステップと、
前記第2の比較ステップにおいて、前記パケットバッファ残量が、前記コネクション単位の広告ウィンドウサイズの総和より大きい場合に、広告ウィンドウサイズを増加するステップと、
前記第2の比較ステップにおいて、前記パケットバッファ残量が、前記コネクション単位の広告ウィンドウサイズの総和より小さい場合に、広告ウィンドウサイズを減少するステップと、を含むことを特徴とする請求項8に記載のパケット処理装置におけるパケットバッファ管理方法。 - 前記コネクション単位の最大ウィンドウサイズ、または、広告ウィンドウサイズを増加する場合、前記コネクション単位のトラフィック量の多いコネクションに対して、優先的に増加させることを特徴とする請求項8または9に記載のパケット処理装置におけるパケットバッファ管理方法。
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