JP5699985B2 - Ｔｃｐ通信高速化装置 - Google Patents

Description

往復遅延が大きい衛星回線や地上の長距離回線等で構成する広域通信網を介して接続する端末間で、端末間の通信速度が往復遅延の影響を受けるＴＣＰプロトコルを用いたパケット通信を高速化するＴＣＰ高速化通信装置に関する。

非特許文献１には、フロー制御や再送制御を有するプロトコルとして、ベーシック手順やＨＤＬＣ手順を取り上げ、往復遅延がＬＡＮ回線に比べ大きい衛星回線を経由して、これら手順に基づく端末間の通信を高速化するために、衛星回線の両端に設置する衛星通信制御装置が、これら手順を衛星回線上では、往復遅延の影響を補償する別のプロトコルに変換して通信する方法が提案されている。

特許文献１には、送信端末と受信端末を少なくとも２以上のルータ−で中継するパケット通信網に於いて、前記ルーターが送信端末と受信端末との回線接続をモニターする手段と、回線が接続された後、送られてきた送信データを記憶する第１の記憶手段と、該送信データに対して受信端末と同様の制御パケットを送信する第１の送信手段と、前記送信データを受信端末の接続されているルーターへ送り出す第２の送信手段と、受信した受信データを記憶する第２の記憶手段と、前記受信データを受信端末に送る第３の送信手段とから構成されることを特徴とするプロトコル終端方式が記載されている。

特許第２５７６７８０号公報

齊藤 忠夫 監修、石坂 充弘 編著「情報通信プロトコル 改訂第２版」、オーム社、１９９１年８月１５日、Ｐ．２８７−２９３

非特許文献１に記載の技術は、往復遅延が比較的大きい通信回線（以降、遅延大回線）で構成する広域通信網を介して接続する端末間で、ＴＣＰプロトコル等のフロー制御や再送制御の機能を有し、端末間の通信速度が往復遅延の影響を受けるプロトコル（以降、遅延影響プロトコル）を用いたパケット通信を高速化するため、遅延大回線の両端に設置した中継装置で、両端末が用いるプロトコルを終端するとともに、遅延大回線上には、往復遅延の影響を補償する別のプロトコルを適用し、前記中継装置において、両端末が用いるプロトコルと往復遅延の影響を補償する別のプロトコルを相互に変換するプロトコル変換処理を必要とするため、この変換処理が、中継装置の通信処理手順を複雑化し、通信処理性能や、通信処理を実現するプログラム開発コストのオーバーヘッドになるという課題がある。

特許文献１に記載の発明は、非特許文献１に記載の技術と類似しており、非特許文献１と同様の課題がある。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、遅延大回線を経由する端末間でＴＣＰプロトコル等の遅延影響プロトコルを用いた通信を行う場合、遅延大回線の通信処理性能を高速化するＴＣＰ通信高速化装置を得ることを目的とする。

この発明に係るＴＣＰ通信高速化装置は、拠点間の端末間を、ＴＣＰプロトコルを用いてパケットの送受信を行い通信するＴＣＰ通信システムに用いられるＴＣＰ通信高速化装置であって、自拠点の端末から送信されてくる送信データパケットに対するＡＣＫパケットを他拠点の端末の代わりに応答するＡＣＫパケット応答手段と、前記自拠点と前記他拠点との間を接続する広域通信回線の帯域及び往復遅延に基づいて前記広域通信回線の最大ウインドウサイズを決定し、前記送信データパケットを、前記最大ウインドウサイズが所定のバイト以下の場合には標準ＴＣＰプロトコルにより、前記最大ウインドウサイズが前記所定のバイトを超える場合にはウインドウスケールオプションを適用したＴＣＰプロトコルにより、データおよびヘッダを変更せずに前記他拠点へ転送するＴＣＰ送信手段と、前記他拠点から前記広域通信回線を経由して受信した全ての受信データパケットを一時保存するデータパケット格納手段と、このデータパケット格納手段に格納された各前記受信データパケットの順序番号を確認し、前記順序番号の連続性が確保されている場合は、各前記受信データパケットを前記自拠点の端末に転送し、前記順序番号の連続性が不連続である場合は、所定の前記順序番号を含む前記受信データパケットがロスしたと判断し、前記他拠点に前記広域通信回線を経由してロスした前記受信データパケットの再送を要求する再送要求パケットを発信し、ロスした前記受信データパケットが、前記他拠点からの再送により受信した時、前記データパケット格納手段に格納されている各前記受信データパケットを前記自拠点の端末に転送する転送手段とを備えたものである。

本発明により、遅延大回線を経由する端末間の通信に適用するＴＣＰ通信高速化装置にプロトコル変換処理を用いることなく、ＴＣＰ通信の高速化が可能となる。

この発明の実施の形態１に基づくプロトコル構成の観点から見たシステム全体図である。 この発明の実施の形態１に基づくＴＣＰ通信高速化装置の機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１に基づく３ウェイハンドシェイク時の信号シーケンスチャートである。 この発明の実施の形態１に基づくデータのアップロード手順である。 図４でＴＣＰデータがロスした場合のアップロード手順である。 この発明の実施の形態２に基づく中継拠点がある場合の３ウェイハンドシェイク時の信号シーケンスチャートである。 図６でＴＣＰデータがロスした場合のアップロード手順である。

実施の形態１．
図１に、この発明における実施形態１における、拠点ａと拠点ｂを接続する遅延大回線が衛星回線であり、拠点ａの端末ａと拠点ｂの端末ｂがＴＣＰ通信を行う場合のプロトコル構成の観点から見たシステム全体図を示す。

図１において、１は拠点ａ、２は拠点ｂ、３は衛星、４は衛星回線であり、拠点ａ１と拠点ｂ２とは衛星３を経由して衛星回線４を用いて相互に通信される。

拠点ａ１の構成について説明する。拠点ａ１において、１１は端末ａ、１２はＴＣＰ高速化通信装置ａ、１３は衛星回線制御装置ａ、１４はＬＡＮ回線、１５はＬＡＮ回線であり、端末ａ１１とＴＣＰ通信高速化装置ａ１２とはＬＡＮ回線１４を介して相互に通信され、ＴＣＰ通信高速化装置ａ１２と衛星回線制御装置ａ１３とはＬＡＮ回線１５を介して相互に通信される。

拠点ｂ２の構成について説明する。拠点ｂ２において、２１は端末ｂ、２２はＴＣＰ高速化通信装置ｂ、２３は衛星回線制御装置ｂ、２４はＬＡＮ回線、２５はＬＡＮ回線であり、端末ｂ２１とＴＣＰ通信高速化装置ｂ２２とはＬＡＮ回線１４を介して相互に通信され、ＴＣＰ通信高速化装置ｂ２２と衛星回線制御装置ｂ２３とはＬＡＮ回線１５を介して相互に通信される。

図１において、ＬＡＮ回線１４、１５、２４、２５の帯域幅は１００Ｍｂｉｔ／ｓであり、衛星回線４の帯域幅は２０Ｍｂｉｔ／ｓである。

一般に、端末間におけるＴＣＰ通信の性能、すなわち通信速度は、端末間の接続に使用する通信回線の「帯域幅」と「往復遅延」の積で決まる。

図１においては、端末ａ１１と端末ｂ２１の接続に、帯域幅が１００Ｍｂｉｔ／ｓのＬＡＮ回線１４、１５、帯域幅が２０Ｍｂｉｔ／ｓの衛星回線４、帯域幅が１００Ｍｂｉｔ／ｓのＬＡＮ回線２５、２４なる５本の通信回線が連接して使用されているが、衛星回線４の帯域幅は、ＬＡＮ回線１４、１５、２４、２５の帯域幅に比べ１／５であり、また衛星回線４の往復遅延は、一般的な静止衛星を用いて構成する場合、６００ｍｓ程度であって、ＬＡＮ回線１４、１５、２４、２５往復遅延（高々数ｍｓ）に比べ極めて大きいため、端末ａ１１と端末ｂ２１との間でのＴＣＰ通信の通信速度は、実質的に、衛星回線４の帯域幅（２０Ｍｂｉｔ／ｓ）と往復遅延（６００ｍｓ程度）で決まることになる。

従って、端末ａ１１が端末ｂ２１に宛てたＴＣＰ通信において、衛星回線４（２０Ｍｂｉｔ／ｓ）の帯域幅を １００％活用するためには、ＴＣＰプロトコルの最大ウインドウサイズを、この帯域幅（２０Ｍｂｉｔ／ｓ）と往復遅延（今仮に６００ｍｓとする）の積である
２０Ｍｂｉｔ／ｓ×６００ｍｓ＝１２Ｍｂｉｔ＝１．５ＭＢ
とする必要がある。

しかるに、ＴＣＰプロトコルの標準的な最大ウインドウサイズは６４ｋＢであり、この制約に従うと、上記のウインドウサイズは設定できないが、ウインドウスケールオプションを適用すると設定可能となる。なお、ウインドウスケールオプションは、ＴＣＰプロトコルのオプション機能ではあるが、ＴＣＰプロトコルの標準規格として制定されているものである。

この発明の実施の形態１においては、ＴＣＰ通信高速化装置ａ１２とＴＣＰ通信高速化装置ｂ２２は、端末ａ１１と端末ｂ２１に成り代わり、端末ａ１１と端末ｂ２１がこの衛星回線４の帯域幅である２０Ｍｂｉｔ／ｓを最大限に活用してＴＣＰ通信を行うため、この通信に使用する端末間のＴＣＰコネクションについて、ＴＣＰ通信高速化装置ａ１２とＴＣＰ通信高速化装置ｂ２２の間の部分では、ウインドウスケールオプションを適用し、最大ウインドウサイズを１．５ＭＢに設定したＴＣＰ通信を行う。

また、端末ａ１１とＴＣＰ通信高速化装置ａ１２の区間、及び端末ｂ２１とＴＣＰ通信高速化装置ｂ２２の区間については、ウインドウスケールオプションを適用せず、通常の最大ウインドウサイズである ６４ｋＢによるＴＣＰ通信を行う。

すなわち、この発明の実施の形態１において、ＴＣＰ通信高速化装置ａ１２とＴＣＰ通信高速化装置ｂ２２の間の部分（衛星回線区間）では、ウインドウスケールオプションを適用したＴＣＰプロトコルを適用することになるが、衛星回線区間に、端末に適用されるプロトコルとは異なるプロトコルを適用し、衛星回線区間の伝送に際しプロトコル変換を行う必要はなく、従って、各端末が送信するＴＣＰパケットの形式を変更する必要はなく、単に１．５ＭＢのウインドウサイズ設定に必要なメモリを確保するだけで済む。

さらに、メモリのビット単価は、昨今著しく低下する傾向にあるので、プロトコル変換に要する機械処理性能が不要な点と合わせ、ＴＣＰ通信高速化装置の対費用性能を向上することができる。

次に、図２に、この発明の実施の形態１のおけるＴＣＰ通信高速化装置ａ１２の機能ブロック図を示す。以下、図２を用いて、本装置の動作を説明する。図２において、ＴＣＰ通信高速化装置ａ１２は、大別して、端末系ＬＡＮ制御機能部１２１、衛星系ＬＡＮ制御機能部１２２、装置運用管理機能部１２３、ＩＰ制御機能部１２４、ＴＣＰ制御機能部１２５なる５つの機能ブロックから構成される。ＴＣＰ通信高速化装置ｂ２２も同様の構成である。

端末系ＬＡＮ制御機能部１２１は、ＴＣＰ通信高速化装置ａ１２がＬＡＮ回線１４を用いて端末群の中の各端末と相互に通信する機能を持つ。なお、図１における端末ａ１１や端末ｂ２１は、この端末群に属するものである。

衛星系ＬＡＮ制御機能部１２２は、ＴＣＰ通信高速化装置ａ１２がＬＡＮ回線１５を用いて、衛星回線制御装置１３と相互に通信する機能を持つ。

装置運用管理機能部１２３は、例えば、端末群の中に設置されるネットワーク管理制御装置が、ＳＮＭＰ等のネットワーク管理プロトコルを用いて、ＴＣＰ通信高速化装置の監視および制御を行うための機能を持つ。

ＩＰ制御機能部１２４は、ＩＰプロトコルの規格に基づき、端末系ＬＡＮ制御機能や衛星系ＬＡＮ制御機能で受信したＩＰパケットに対するルーティング処理を行うとともに、当該ＩＰパケットの上位プロトコル種別がＴＣＰプロトコルである場合（この場合のＩＰパケットを、以降ＴＣＰパケットと呼称）には、ＴＣＰ制御機能部１２５に処理を依頼し、また当該ＩＰパケットの宛先がＴＣＰ通信高速化装置であり、しかも上位プロトコル種別が、ＳＮＭＰ等のネットワーク管理プロトコルの場合には、装置運用管理機能部１２３に処理を依頼する機能を持つ。

ＴＣＰ制御機能部１２５は、ＴＣＰプロトコルの規格に基づき、衛星回線を経由してＴＣＰ通信を行う端末間で相互に送受信されるＴＣＰパケットの内容を参照して、本ＴＣＰ通信を高速化する機能であり、ＴＣＰコネクション監視サブ機能部１２５ａ、端末宛ＡＣＫ応答サブ機能部１２５ｂ、衛星系受信処理サブ機能部１２５ｃ及び衛星系送信処理サブ機能部１２５ｄの４つの各サブ機能部から構成される。

ＴＣＰコネクション監視サブ機能部１２５ａは、各ＴＣＰパケットのＴＣＰヘッダを参照して、端末間に確立される各ＴＣＰコネクションの開始、終了、およびデータ転送状態を監視するとともに、ＴＣＰ制御機能の全体を統括する。

端末宛ＡＣＫ応答サブ機能部１２５ｂは、端末群中の各端末が送信してきたユーザデータを含むＴＣＰパケット（以降、ＴＣＰデータと呼称）について、その宛先端末に代わり送達確認（以降、ＡＣＫと呼称）を返信する。

衛星系受信処理サブ機能部１２５ｃは、衛星回線から受信したデータパケットを格納するための受信バッファを保有するとともに、以下に示す５つの各機能を有する。

第１の機能は、衛星回線から受信した全てのデータパケットを自拠点の宛先端末が受領確認するまで受信バッファに格納する機能。

第２の機能は、各データパケットの順序番号を上記のＴＣＰコネクション監視手段に保持している当該ＴＣＰコネクションのデータ転送状態に関する情報と照合し、順序番号の連続性が確保されている場合は、そのデータパケットを自拠点の宛先端末に転送する機能。

第３の機能は、一方、順序番号の連続性が確保されていない場合には、期待していた順序番号を含むデータパケットがロスしたと判断し、前記他拠点に広域通信回線を経由して当該データパケットの再送を要求するための再送要求パケットを送信する機能。

第４の機能は、前記のロスしたデータパケット以降、前記他拠点のＴＣＰ通信高速化装置から広域通信回線を経由して受信した各データパケットを、前記のロスしたデータパケットが再送で回復する時点まで、自拠点の宛先端末への送信を保留する機能。

第５の機能は、前記のロスしたデータパケットが、前記他拠点のＴＣＰ通信高速化装置からの再送により到着した時点で、前記データパケット格納手段に格納されている各データパケットを、順序番号の連続性が確保される範囲で、自拠点の宛先端末に順次転送する機能。

このように、衛星系受信処理サブ機能部１２５ｃは、第１の機能で衛星回線から受信したデータパケットを受信バッファに格納し、第２〜第５の機能で受信したデータパケットの連続性に基づいてデータパケットを自拠点の宛先端末に転送する。

衛星系送信処理サブ機能部１２５ｄは、当該の２拠点間を接続する衛星回線の帯域、及び往復遅延等に応じて前記通信回線の帯域を最大限に活用できるウインドウサイズを決定し、そのウインドウサイズに応じた再送用バッファを保持し、前記ウインドウサイズが６４ｋバイト以下の場合には、通常のＴＣＰプロトコル、前記ウインドウサイズが６４ｋバイトよりも大きくなる場合には、ウインドウスケールオプションを適用したＴＣＰプロトコルにより、前記の端末宛ＡＣＫ応答サブ機能部と連携して自拠点の端末から受信した各データパケットを再送用バッファに格納した後、そのコピーを、他拠点のＴＣＰ通信高速化装置に宛てて送信する機能を有する。

次に、この発明の実施の形態１における通信手順を、信号シーケンスチャートを用いて説明する。図３は、この発明の実施の形態１における３ウェイハンドシェイク時の信号シーケンスチャートを示している。図３において、拠点ａＴＣＰ通信高速化装置１２、及び拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２には、ネットワーク管理装置５から、前記各装置の装置運用管理機能宛てに、端末間のＴＣＰ通信に必要となるネットワーク構成情報５１、５２が配信されており、このネットワーク構成情報５１、５２には、以下の情報を含む。

第１の情報は、各端末が属する拠点（各端末のＩＰアドレスとその設置拠点を関係付ける情報）であり、第２の情報は、各拠点間を接続する衛星回線の速度、及びその往復遅延である。

図３において、ステップＳ１により拠点ａ端末１１からのＳＹＮパケットを拠点ａＴＣＰ通信高速化装置１２で受信すると、ＳＹＮパケット内の宛先ＩＰアドレスと上記のネットワーク構成情報を参照して、宛先端末が属する拠点とのＴＣＰ通信に適切なウインドウサイズ、及びそのウインドウサイズに基づき、図２に示す受信バッファと再送バッファの各サイズを決定し、ステップＳ２によりこのＳＹＮパケットを宛先端末が属する拠点に設置された拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２に転送する。

拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２は、このＳＹＮパケットを受信すると、ＳＹＮパケット内の送信元ＩＰアドレスと上記のネットワーク構成情報を参照して、送信元端末が属する拠点とのＴＣＰ通信に適切なウインドウサイズを決定し、ステップＳ３によりこのＳＹＮパケットを、拠点ｂ内の宛先端末２１に転送する。その後は、ステップＳ４からステップＳ９により通常の３ウェイハンドシェイクの手順により、端末間にＴＣＰコネクションが確立し、ＴＣＰ通信を開始できる状態となる。

図４は、図３で示した処理によりＴＣＰ通信を開始できる状態となった段階で、拠点ａ端末１１（クライアント）が、拠点ｂ端末２１（サーバ）宛てに、データをアップロードする手順を示している。ここでは説明の簡略化のため、各ＴＣＰデータのデータサイズを１０００バイトとし、例えば、図中のＴＣＰデータ１０００という表記は、データの順序番号が１０００から１９９９までの１０００バイトのデータを含むＴＣＰデータを表している。

拠点ａＴＣＰ通信高速化装置１２は、拠点ａ端末１１との間で、上記の通り決定したウインドウサイズに適合する量のＴＣＰデータを、ステップＳ２１により擬似ＡＣＫを用いてステップＳ１１により順次引き出し、再送バッファに格納した後、ステップ１２により順次、拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２に送信し、ステップＳ２２により各ＴＣＰデータに対して、拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２からの擬似ＡＣＫを受信した時点で、再送バッファに格納した当該のＴＣＰデータを削除する。

拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２は、受信した各ＴＣＰデータを、受信バッファに格納した後、ステップＳ２２によりその各擬似ＡＣＫを、拠点ａＴＣＰ通信高速化装置１２に送信する。

さらに、各ＴＣＰデータの順序番号を確認し、順序番号の連続性が確保されている場合には、ステップＳ１３により各ＴＣＰデータを拠点ｂの宛先端末（拠点ｂ端末２１（サーバ））に転送し、ステップＳ２３により各ＴＣＰデータに対するＡＣＫを受信した時点で、受信バッファに格納した当該のＴＣＰデータを削除する。以上の手順を繰り返すことで、拠点ａ端末１１が、拠点ｂ端末２１にアップロードすべき全てのＴＣＰデータを転送する。

ＴＣＰデータ１０００に続く、ＴＣＰデータ２０００、ＴＣＰデータ３０００も同様の手順によりＴＣＰデータが拠点ａ端末１１から拠点ｂ端末２１へアップロードされる。

図５は、図４に示す手順で、ＴＣＰデータ２０００が衛星回線でロスした場合を示している。この場合、拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２は、ステップＳ１８によりＴＣＰデータ１０００の後にＴＣＰデータ３０００を受信した時点で、順序番号の連続性が確保されていないことにより、ＴＣＰデータ２０００がロスしたと判断する。

拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２は、ステップＳ２５ａにより拠点ａＴＣＰ通信高速化装置１２にＴＣＰデータ２０００の再送を要求する擬似ＡＣＫを送信するとともに、衛星回線を経由して受信したＴＣＰデータ２０００以降の各ＴＣＰデータを、ロスしたＴＣＰデータ２０００が再送で回復する時点まで拠点ｂ端末２１への送信を保留する。

その後、拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２は、ステップＳ１５ａによりＴＣＰデータ２０００が到着した時点で、ＴＣＰデータ２０００に引き続き、受信バッファ内に待機させていた後続の各ＴＣＰデータを順序番号の連続性が確保されている範囲で、ステップＳ１６により順次、拠点ｂ端末２１に送信する。

このように処理することにより、拠点ａＴＣＰ通信高速化装置１２は、拠点ａ端末１１から順次引き出した各ＴＣＰデータを、拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２に送信する際、その形式や内容を、特許文献１に記載の発明や非特許文献１に記載される技術のように変更することはなく、拠点ａ端末１１が生成した形式や内容が保持される。

また、拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２のウインドウサイズが１．５ＭＢ、拠点ｂ端末２１のウインドウサイズが６４ｋＢと整合しておらず、見かけ上、拠点ｂ端末２１のＴＣＰデータ受信処理はオーバーフローを起こす点であるが、実際には、拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２が拠点ｂ端末２１に転送するＴＣＰデータの順序番号に連続性が確保されている限り、拠点ｂ端末２１の受信ウインドウは、１つのＴＣＰデータを受信する毎に順次スライドしていくため、オーバーフローを起こすことは少なく、起こした場合は、拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２との間でＬＡＮ回線２４経由により、衛星回線の往復遅延の影響を受けずに再送を行うので、端末間の通信速度低下に与える影響は小さい。

以上述べた手段により、従来技術のように、衛星回線の両端に設置した装置でプロトコル変換を行うことなく、衛星回線区間を含む端末間の通信経路全体に、単一のプロトコルであるＴＣＰプロトコルのみを適用し、端末には標準的な最大ウインドウサイズ（６４ｋＢ）、また、衛星回線区間では衛星回線の往復遅延を考慮したウインドウスケールオプションを適用する最大ウインドウサイズにより、その往復遅延の影響を受けないＴＣＰ通信が実現され、しかも衛星回線上でＴＣＰデータのロスが発生した場合には、ロスしたＴＣＰデータのみを衛星回線区間で選択的に再送し、しかもこの場合、そのロスの原因は輻輳に因らないことは明白であり、衛星回線区間で輻輳回避のための速度抑制は行わないので、ＴＣＰ通信の速度減少を最小限に抑える効果を奏する。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２について、図６を用いて説明する。図６は、拠点ａ１と拠点ｂ２間のＴＣＰ通信を、拠点ｃ６で中継して行う場合、各拠点のＴＣＰ通信高速化装置が、そのＴＣＰ通信で果たす役割、つまり、両端末の近隣に存在する末端としての動作、あるいは、２本の遅延大回線を接続する拠点に存在する中継点としての動作を果たすかを認識する手順を示している。

図６ではまず、このＴＣＰ通信に先立ち、この認識に必要となるネットワーク構成情報５１、５２、５３が、ネットワーク管理装置５から各拠点のＴＣＰ通信高速化装置に配信される。次に、拠点ａＴＣＰ通信高速化装置１２は、ステップＳ４１により拠点ａ端末１１からのＳＹＮパケットを受信すると、以下に示す３つの処理を行う。

第１の処理は、ＳＹＮの送信元アドレスとネットワーク構成情報から自拠点がＴＣＰ通信の末端にあることを認識する。第２の処理は、ＳＹＮの宛先アドレスとネットワーク構成情報から宛先端末が設置される拠点を認識し、その拠点のＴＣＰ通信高速化装置への伝送に適切なウインドウサイズを決定する。第３の処理は、当該通信のＴＣＰコネクション制御に用いる受信バッファ、再送バッファのサイズを、上記で決定したウインドウサイズを基に設定する。

続けて、このＳＹＮパケットが、ステップＳ４２により拠点ｃＴＣＰ通信高速化装置６２に到達すると、その宛先アドレス、送信元アドレス、及びネットワーク構成情報から、自分が当該ＴＣＰ通信の中継拠点であることを認識し、図２に示すＴＣＰコネクション監視サブ機能が、拠点ａ端末１１、拠点ｂ端末２２間で双方向に送受するＴＣＰデータの順序番号に抜けが発生していないかの確認を開始する。

更に、ステップ４３により拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２１に到達すると、以下に示す３つの処理を行う。

第１の処理は、ＳＹＮの送信元アドレスとネットワーク構成情報から自拠点がＴＣＰ通信の末端にあることを認識する。第２の処理は、ＳＹＮの宛先アドレスとネットワーク構成情報から送信元端末が設置される拠点を認識し、その拠点のＴＣＰ通信高速化装置への伝送に適切なウインドウサイズを決定する。第３の処理は、当該通信のＴＣＰコネクション制御に用いる受信バッファ、再送バッファのサイズを、上記で決定したウインドウサイズを基に設定する。

図７は、図６において、ＴＣＰ通信を開始できる状態となった段階で、拠点ａ端末１１（クライアント）が、拠点ｂ端末２１（サーバ）宛てに、データをアップロードする手順において、ＴＣＰデータ２０００が、拠点ａと拠点ｃの間でロスした場合の動作を示している。

この場合、拠点ｃＴＣＰ通信高速化装置６２が、ステップＳ６８によりＴＣＰデータ２０００のロスを検出し、ステップＳ７５ａにより拠点ａＴＣＰ通信高速化装置１２へＴＣＰデータ２０００の再送を要求するための擬似ＡＣＫを送信する。

更に、ＴＣＰデータ２０００のロスは、拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２でも検出され、ステップＳ７５ｂによりそれを再送要求する擬似ＡＣＫを、拠点ａＴＣＰ通信高速化装置１２へ宛てて送信するが、ステップＳ７５ｂによりその擬似ＡＣＫが拠点ｃＴＣＰ通信高速化装置６２に到着すると、拠点ｃＴＣＰ通信高速化装置６２が上記の通り対応した再送要求であることを認識し、不要であるため、拠点ａＴＣＰ通信高速化装置１２へ転送することなく破棄する。

以上の手順により、拠点ａと拠点ｃの間で発生したＴＣＰデータ２０００のロスを、その宛先端末の最寄の拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２が検出する場合に比べ、中継点６に設置された拠点ｃＴＣＰ通信高速化装置６２が検出し、いち早く拠点ａＴＣＰ通信高速化装置１２に再送要求することにより、ＴＣＰデータ２０００が再送により拠点ｂＴＣＰ通信高速化装置２２に到着するまでの時間を短縮する効果を奏する。

１ 拠点
２ 拠点
３ 衛星
４ 衛星回線
５ ネットワーク管理装置
６ 拠点ｃ（中継拠点）
１１ 端末
１２ ＴＣＰ通信高速化装置
１３ 衛星回線制御装置
１４、１５ ＬＡＮ回線
２１ 端末
２２ ＴＣＰ通信高速化装置
２３ 衛星回線制御装置
２４、２５ ＬＡＮ回線
５１、５２、５３ ネットワーク構成情報
６２ ＴＣＰ通信高速化装置
１２１ 端末系ＬＡＮ制御機能部
１２２ 衛星系ＬＡＮ制御機能部
１２３ 装置運用管理機能部
１２４ ＩＰ制御機能部
１２５ ＴＣＰ制御機能部
１２５ａ ＴＣＰコネクション監視サブ機能部
１２５ｂ 端末宛ＡＣＫ応答サブ機能部
１２５ｃ 衛星系受信処理サブ機能部
１２５ｄ 衛星系送信処理サブ機能部

Claims (3)

1. 拠点間の端末間を、ＴＣＰプロトコルを用いてパケットの送受信を行い通信するＴＣＰ通信システムに用いられるＴＣＰ通信高速化装置であって、
   自拠点の端末から送信されてくる送信データパケットに対するＡＣＫパケットを他拠点の端末の代わりに応答するＡＣＫパケット応答手段と、
   前記自拠点と前記他拠点との間を接続する広域通信回線の帯域及び往復遅延に基づいて前記広域通信回線の最大ウインドウサイズを決定し、前記送信データパケットを、前記最大ウインドウサイズが所定のバイト以下の場合には標準ＴＣＰプロトコルにより、前記最大ウインドウサイズが前記所定のバイトを超える場合にはウインドウスケールオプションを適用したＴＣＰプロトコルにより、データおよびヘッダを変更せずに前記他拠点へ転送するＴＣＰ送信手段と、
   前記他拠点から前記広域通信回線を経由して受信した全ての受信データパケットを一時保存するデータパケット格納手段と、
   このデータパケット格納手段に格納された各前記受信データパケットの順序番号を確認し、前記順序番号の連続性が確保されている場合は、各前記受信データパケットを前記自拠点の端末に転送し、前記順序番号の連続性が不連続である場合は、所定の前記順序番号を含む前記受信データパケットがロスしたと判断し、前記他拠点に前記広域通信回線を経由してロスした前記受信データパケットの再送を要求する再送要求パケットを発信し、ロスした前記受信データパケットが、前記他拠点からの再送により受信した時、前記データパケット格納手段に格納されている各前記受信データパケットを前記自拠点の端末に転送する転送手段とを備えたＴＣＰ通信高速化装置。
2. 請求項１に記載のＴＣＰ通信高速化装置において、
   前記ＴＣＰ通信高速化装置は、前記最大ウインドウサイズを前記自拠点前記他拠点間の３ウェイハンドシェイクの時点で決定するＴＣＰ通信高速化装置。
3. 請求項１に記載のＴＣＰ通信高速化装置において、
   前記ＴＣＰ通信高速化装置が、前記自拠点前記他拠点間の３ウェイハンドシェイクの時点で前記自拠点前記他拠点間の中継拠点である旨を認識した場合、前記転送手段は、前記データパケット格納手段に格納された各前記受信データパケットの順序番号を確認し、前記順序番号の連続性が確保されている場合は、各前記受信データパケットを受信先の拠点に転送し、前記広域通信回線を経由して受信した各前記受信データパケットの前記順序番号を確認し、前記順序番号の連続性が不連続である場合は、所定の前記順序番号を含む前記受信データパケットがロスしたと判断し、ロスした前記受信データパケットの送信元の拠点に前記広域通信回線を経由してロスした前記受信データパケットの再送を要求する再送要求パケットを発信し、ロスした前記受信データパケットと同一の前記受信データパケットに対する前記受信先の拠点からの再送要求パケットを受信した場合には、前記受信先の拠点からの再送要求パケットを破棄し、ロスした前記受信データパケットが、前記送信元の拠点からの再送により受信した時、前記データパケット格納手段に格納されている各前記受信データパケットを前記受信先の拠点に転送するＴＣＰ通信高速化装置。

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