JP5842519B2 - 通信システム、データ送信装置、データ受信装置、パケット再送制御方法、パケット再送制御プログラム - Google Patents
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本発明の目的は、データフレームの自動再送制御を行う通信システムにおいて、レイヤ3スイッチに手を加える事無く、データ送信装置とデータ受信装置に機能配備することで、容易に下位層でのデータフレームの再送制御を実現することができる通信システム、データ送信装置、データ受信装置、パケット再送制御方法、パケット再送制御プログラムを提供することである。
本発明の第1の実施の形態について、図1および、図4を参照して詳細に説明する。
次に、本実施の形態による通信システム100の動作について、図1、図2、図3、図4、図5、図6、図7、図8を参照して詳細に説明する。
図1で、上位層処理1−6から下り方向にTCPセグメントが生成され、IPv6送信回路1−2より送信側IP再送回路1−14にIPデータグラムが入力されると、まずIPv6ヘッダ生成回路1−15が、IPデータグラム毎にIPv6ヘッダの拡張ヘッダを用いて再送ヘッダを付与する。後述のように、再送ヘッダには、シーケンス番号(SQN(k);SQN:SeQuence Numberで、0から最大値まで1ずつ増加して周回する正の整数。また、kは再送パス番号を示す正の整数。)、再送ヘッダの正常性チェック用チェックサム領域、該IPデータグラムの正常性チェック用のCRC領域を含むほか、該IPデータグラムが通常のデータグラムかACKかNAKか或いは再送データグラムかを表示する領域を含む。
図2に、図1のIPv6拡張ヘッダ内再送ヘッダ抽出回路1−15で付与する、再送ヘッダの一例を示す。これは、インターネット技術タスクフォース(IETF:Internet Engineering Task Force)が公開する技術仕様RFC(Request for Comments)2460で規程される、IPv6拡張ヘッダを利用するものである。
図5(a)に、送信側再送制御回路1−3での、再送パスkのIPデータグラムを、送信側再送メモリ1−5へライトする際のフローチャートの一例を示す。
図5(b)に、送信側再送制御回路1−3での、再送パスkのIPデータグラムを、送信側再送メモリ1−5よりリードする際のフローチャートの一例を示す。
次に、図6(a)に、受信側再送制御回路20−3での、再送パスkのIPデータグラムを、受信側再送メモリ20−5へライトする際のフローチャートの一例を示す。
次に、受信側再送制御回路20−3での、再送パスkのIPデータグラムを受信側再送メモリ20−5からリードする際のフローチャートの一例を、図6(b)に示す。受信側再送制御回路20−3は、全再送パスを、公平もしくは予め定めた頻度順序に従って読みだすが、本フローチャートでは、動作を明確化するために、読み出す再送パスを、パス番号=kのある1つのパスとする場合の動作を示す。
次に、図7に、データ送信装置1−1とデータ受信装置20−1との間で、IPv6拡張ヘッダを再送ヘッダに用いた自動再送制御を行う場合のデータパケットと、ACKパケット、NAKパケットの流れを示す。図1と同じように、再送パスとして、データ送信装置1−1からデータ受信装置20−1の方向にデータ用パス(下り方向)、その逆方向をACK/NAK用パス(上り方向)とする場合である。また、自動再送制御方式はGo−Back−N ARQ方式である。
なお、図1に示す本実施の形態は、データ送信装置1−1とデータ受信装置20−1にそれぞれ十分大きな再送メモリを持つ場合の実施の形態である。再送メモリの必要量は次のように求められる。
W_R(k)≧TH(k)×RTT(k) ・・・(式1)
である。
以上では、IPv6を用いる場合に、その拡張ヘッダを再送ヘッダに用いているが、IPv4のIPヘッダ中に定義されている20バイトのオプション領域を再送ヘッダに使用しても良い。オプション領域長は固定長のため、図1における24バイトの再送ヘッダの中から計32ビットのオプション領域を削除した計20バイトを、IPv4ヘッダのオプション領域に割り当てる。これによって、IPv6のみでなく、IPv4での自動再送制御を行う事ができる。
本実施の形態に寄れば、データ送信装置からデータ受信装置までの再送ヘッダにIPv6ヘッダの拡張ヘッダを用いることで、網の途中にレイヤ3スイッチが配備されていてもそれを透過して行くため、網中のレイヤ3スイッチに新規に機能を追加する必要がなく、容易に下位層での自動再送制御の実現が可能となる。
次に、図9、図2、図10、図11、図12、図13、図14を用いて、本発明の第2の実施の形態について説明を行う。
第2の実施の形態は、IPv6拡張ヘッダを再送ヘッダに用いたセッションやフロー毎の自動再送制御を、レイヤ3スイッチのラインカードに適用する事を目的に、その再送パス毎の再送メモリ量が端末装置ほど十分に確保できず、再送パス別に通信開始時にメモリ領域を確保する場合に、効率的な再送メモリ領域の割り当てを行うものである。
M×Nポートスイッチ234は、物理層受信回路23−1−13と、データリンク層受信回路23−1−12と、受信側IP再送回路23−1−14と、スイッチ回路232と、ラインカード230−1と、データリンク層送信回路23−1−8と、物理層送信回路23−1−9とを有する。
次に、図9の動作を詳細に説明する。
再送ヘッダは、シーケンス番号(SQN(k);0から最大値まで1ずつ増加して周回する正の整数。また、kは再送パス番号を示す正の整数。)、再送ヘッダの正常性チェック用チェックサム領域、該IPデータグラムの正常性チェック用のCRC領域を含む。
送信側の再送メモリ量に制限があり、全再送パスの再送メモリを式1で示される十分な量を確保できない場合は、ウィンドウフロー制御におけるスループットに制限を設ける。再送パスkの最低保証スループットをTHmin(k)として、
W_R(k)≧THmin(k)×RTT(k) ・・・(式2)
となり、再送パス毎にTHminとRTTによって変わる。このウィンドウサイズW_R(k)を格納可能なメモリ量MEM(k)が、送信側での最小の再送メモリ量、および、受信側での最小の再送メモリ量となる。
MEM(k)≧最大MTU(k)×Z ≧ THmin(k)×RTT(k) ・・・(式2)
(Zは1以上の正の整数)
となる再送メモリ量を送信側、受信側の双方で確保するために、送信側から該再送パスkのRTT値であるRTT(k)を受信側に通知する領域(4バイト)と該再送パスkで転送可能な最大のIPデータグラム長(再送ヘッダ長も含む)である最大MTU(k)を通知する領域(4バイト)を設ける。
通信機器別に、送受信可能なIPデータグラム長MTU(k)は異なる。これは、内蔵するメモリ量や設計仕様によって異なるためである。そこで、IPv6では、通信開始時において、送信側より大きなMTU値で送出を開始し、該MTU値を受信できない機器が、上り回線を用いて、制御用パケットであるICMPv6(Internet Control Message Protocol for IPv6)を返送し、パケットサイズ過大エラーを通知する機能を有する。
次に、本実施の形態による通信システム200の動作について、図面を参照して詳細に説明する。
図9を参照すると、IPv6ヘッダ生成回路9−1−15で再送ヘッダを付与されたIPデータグラムは、送信側再送制御回路9−1−3に入力される。
図12は、送信側再送メモリ領域算出回路9−1−17における、再送パスk毎の送信側再送メモリ領域算出演算の処理フローを説明する図である。
図13は、受信側再送メモリ領域算出回路23−1−17における、再送パスk毎の受信側再送メモリ領域算出演算の処理フローを説明する図である。
図9に示す本実施の形態では、自動再送制御方式としてGo−Back−N ARQ方式としているが、より再送効率の高いSelective Repeat ARQ方式としても良い。その場合には、図1と同様に、図9の送信側再送制御回路9−1−3のメモリへのライト・リード処理フローと、受信側再送制御回路23−1−3のメモリへのライト・リード処理フローを、Selective Repeat ARQ方式に対応する処理に変更する必要があるが、その変更のみでSelective Repeat ARQ方式とする事ができる。
本実施の形態によれば、再送パス毎の再送メモリ量が端末装置ほど十分に確保できず、再送パス別に通信開始時にメモリ領域を確保する場合に、効率的な再送メモリ領域の割り当てを行うことができる。
データ送信装置とデータ受信装置とを含む通信システムであって、
前記データ送信装置が、
データ受信装置に出力するIPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に再送ヘッダを付与する手段を備える
ことを特徴とする通信システム。
前記再送ヘッダは、少なくとも前記IPデータグラムのシーケンス番号を含み、
前記シーケンス番号を、セッションやフロー別で区別される再送パス別に付与し、
前記データ受信装置が、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内のシーケンス番号を含むACKパケット又はNAKパケットを、前記データ送信装置に送信する手段を備える
ことを特徴とする付記1に記載の通信システム。
前記データ送信装置が、
再送パス別に分割した送信側再送メモリに対して、前記再送ヘッダを付与した前記IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に付与したシーケンス番号順に格納する送信側データ蓄積手段と、
前記データ受信装置より返送されるACKパケット又はNAKパケットに含まれる前記シーケンス番号に対応する前記IPデータグラムを、前記送信側再送メモリから読み出してデータ受信装置に対して出力する送信側再送制御手段とを備え、
前記データ受信装置が、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内の正常性チェック要チェックサムを使用して、当該IPデータグラムの正常性を検査する手段と、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定した場合に、再送パス別に分割した受信側再送メモリに対して、当該IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に含まれる前記シーケンス番号順に格納する受信側データ蓄積手段と、
正常性検査の結果に基づいて、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケット又はNAKパケットの生成をパケット送出手段に指示する受信側再送制御手段と、
前記受信側再送制御手段の指示にしたがって、ACKパケット又はNAKパケットを生成し、対向するデータ送信装置への回線に対して送出するパケット送出手段とを備える
ことを特徴とする付記2に記載の通信システム。
前記受信側再送制御手段は、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定された場合、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケットの生成をパケット送出手段に指示し、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りがあると判定された場合、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むNAKパケットの生成をパケット送出手段に指示する
ことを特徴とする付記3に記載の通信システム。
前記受信側再送制御手段は、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのうち、シーケンス番号が連続する部分のデータグラムを外部に出力し、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのシーケンス番号に不連続が発生している場合、前記シーケンス番号の不連続が発生している最も若番のシーケンス番号をセットしたNAKパケットの生成を前記パケット送出手段に指示する
ことを特徴とする付記3又は付記4に記載の通信システム。
前記受信側再送制御手段は、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのシーケンス番号に不連続が発生している場合、タイマにより一定時刻毎にカウントアップを開始し、
タイマの値が予め設定した閾値を超えた場合、タイムアウトが発生したと判断し、前記シーケンス番号の不連続が発生している最も若番のシーケンス番号をセットしたNAKパケットの生成を前記パケット送出手段に指示する
ことを特徴とする付記5に記載の通信システム。
前記データ送信装置が、
前記データ受信装置より返送されるACKパケットの往復遅延時間を、再送パス別に判定する手段と、
IPv6で規定される制御用ICMPv6のパケット過大エラーから、再送パス別に、当該再送パスで転送可能な最大のIPデータグラム長である最大MTU値を算出する手段と、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出する手段とを含み、
前記送信側データ蓄積手段が、
前記送信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定する
ことを特徴とする付記3から付記6の何れか1項に記載の通信システム。
前記再送ヘッダを付与する手段が、
前記往復遅延時間、前記最大MTU値とを含む再送ヘッダを、前記IPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に付与し、
前記データ受信装置が、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定された場合、
受信したIPデータグラムの再送ヘッダ内の前記往復遅延時間、前記最大MTU値を読み出す手段と、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、前記最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出する手段とを含み、
前記受信側データ蓄積手段が、
前記受信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定する
ことを特徴とする付記7に記載の通信システム。
前記データ送信装置及び前記データ受信装置が、パケットスイッチ装置であることを特徴とする付記1から付記8に記載の通信システム。
データ受信装置に出力するIPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に再送ヘッダを付与する手段を備える
ことを特徴とするデータ送信装置。
前記再送ヘッダは、少なくとも前記IPデータグラムのシーケンス番号を含み、
前記シーケンス番号を、セッションやフロー別で区別される再送パス別に付与する
ことを特徴とする付記11に記載のデータ送信装置。
前記データ送信装置が、
再送パス別に分割した送信側再送メモリに対して、前記再送ヘッダを付与した前記IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に付与したシーケンス番号順に格納する送信側データ蓄積手段と、
前記データ受信装置より返送されるACKパケット又はNAKパケットに含まれる前記シーケンス番号に対応する前記IPデータグラムを、前記送信側再送メモリから読み出してデータ受信装置に対して出力する送信側側再送制御手段と
を備えることを特徴とする付記11に記載のデータ送信装置。
前記データ送信装置が、
前記データ受信装置より返送されるACKパケットの往復遅延時間を、再送パス別に判定する手段と、
IPv6で規定される制御用ICMPv6のパケット過大エラーから、再送パス別に、当該再送パスで転送可能な最大のIPデータグラム長である最大MTU値を算出する手段と、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出する手段とを含み、
前記送信側データ蓄積手段が、
前記送信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定する
ことを特徴とする付記12に記載のデータ送信装置。
前記データ送信装置及び前記データ受信装置が、パケットスイッチ装置であることを特徴とする付記11から付記13に記載のデータ送信装置。
データ送信装置から、IPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に再送ヘッダが付与されたIPデータグラムを受信する手段と、
当該IPデータグラムの再送ヘッダ内のシーケンス番号を含むACKパケット又はNAKパケットを、前記データ送信装置に送信する手段と
を備えることを特徴とするデータ受信装置。
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内の正常性チェック要チェックサムを使用して、当該IPデータグラムの正常性を検査する手段と、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定した場合に、再送パス別に分割した受信側再送メモリに対して、当該IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に含まれる前記シーケンス番号順に格納する受信側データ蓄積手段と、
正常性検査の結果に基づいて、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケット又はNAKパケットの生成をパケット送出手段に指示する受信側再送制御手段と、
前記受信側再送制御手段の指示にしたがって、ACKパケット又はNAKパケットを生成し、対向するデータ送信装置への回線に対して送出するパケット送出手段と
を備えることを特徴とする付記15に記載のデータ受信装置。
前記受信側再送制御手段は、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定された場合、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケットの生成をパケット送出手段に指示し、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りがあると判定された場合、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むNAKパケットの生成をパケット送出手段に指示する
ことを特徴とする付記16に記載のデータ受信装置。
前記受信側再送制御手段は、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのうち、シーケンス番号が連続する部分のデータグラムを外部に出力し、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのシーケンス番号に不連続が発生している場合、前記シーケンス番号の不連続が発生している最も若番のシーケンス番号をセットしたNAKパケットの生成を前記パケット送出手段に指示する
ことを特徴とする付記16又は付記17に記載のデータ受信装置。
前記受信側再送制御手段は、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのシーケンス番号に不連続が発生している場合、タイマにより一定時刻毎にカウントアップを開始し、
タイマの値が予め設定した閾値を超えた場合、タイムアウトが発生したと判断し、前記シーケンス番号の不連続が発生している最も若番のシーケンス番号をセットしたNAKパケットの生成を前記パケット送出手段に指示する
ことを特徴とする付記18に記載のデータ受信装置。
前記データ送信装置から、
前記データ受信装置より返送されるACKパケットの往復遅延時間と、再送パス別に、IPv6で規定される制御用ICMPv6のパケット過大エラーから算出された、当該再送パスで転送可能な最大のIPデータグラム長である最大MTU値とを含む再送ヘッダが付与されたIPデータグラムを受信し、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定された場合、
受信したIPデータグラムの再送ヘッダ内の前記往復遅延時間、前記最大MTU値を読み出す手段と、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、前記最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出する手段とを含み、
前記受信側データ蓄積手段が、
前記受信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定する
ことを特徴とする付記16から付記19の何れか1項に記載のデータ受信装置。
前記データ送信装置及び前記データ受信装置が、パケットスイッチ装置であることを特徴とする付記15から付記20に記載のデータ受信装置。
データ送信装置とデータ受信装置とを含む通信システムによるパケット再送制御方法であって、
前記データ送信装置が、
データ受信装置に出力するIPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に再送ヘッダを付与するステップを有する
ことを特徴とするパケット再送制御方法。
前記再送ヘッダは、少なくとも前記IPデータグラムのシーケンス番号を含み、
前記シーケンス番号を、セッションやフロー別で区別される再送パス別に付与し、
前記データ受信装置が、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内のシーケンス番号を含むACKパケット又はNAKパケットを、前記データ送信装置に送信するステップを有する
ことを特徴とする付記22に記載のパケット再送制御方法。
前記データ送信装置が、
再送パス別に分割した送信側再送メモリに対して、前記再送ヘッダを付与した前記IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に付与したシーケンス番号順に格納する送信側データ蓄積ステップと、
前記データ受信装置より返送されるACKパケット又はNAKパケットに含まれる前記シーケンス番号に対応する前記IPデータグラムを、前記送信側再送メモリから読み出してデータ受信装置に対して出力する送信側再送制御ステップとを有し、
前記データ受信装置が、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内の正常性チェック要チェックサムを使用して、当該IPデータグラムの正常性を検査するステップと、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定した場合に、再送パス別に分割した受信側再送メモリに対して、当該IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に含まれる前記シーケンス番号順に格納する受信側データ蓄積ステップと、
正常性検査の結果に基づいて、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケット又はNAKパケットの生成をパケット送出ステップに指示する受信側再送制御ステップと、
前記受信側再送制御ステップの指示にしたがって、ACKパケット又はNAKパケットを生成し、対向するデータ送信装置への回線に対して送出するパケット送出ステップとを有する
ことを特徴とする付記23に記載のパケット再送制御方法。
前記受信側再送制御ステップで、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定された場合、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケットの生成をパケット送出ステップに指示し、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りがあると判定された場合、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むNAKパケットの生成をパケット送出ステップに指示する
ことを特徴とする付記24に記載のパケット再送制御方法。
前記受信側再送制御ステップで、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのうち、シーケンス番号が連続する部分のデータグラムを外部に出力し、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのシーケンス番号に不連続が発生している場合、前記シーケンス番号の不連続が発生している最も若番のシーケンス番号をセットしたNAKパケットの生成を前記パケット送出ステップに指示する
ことを特徴とする付記24又は付記25に記載のパケット再送制御方法。
前記受信側再送制御ステップで、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのシーケンス番号に不連続が発生している場合、タイマにより一定時刻毎にカウントアップを開始し、
タイマの値が予め設定した閾値を超えた場合、タイムアウトが発生したと判断し、前記シーケンス番号の不連続が発生している最も若番のシーケンス番号をセットしたNAKパケットの生成を前記パケット送出ステップに指示する
ことを特徴とする付記26に記載のパケット再送制御方法。
前記データ送信装置が、
前記データ受信装置より返送されるACKパケットの往復遅延時間を、再送パス別に判定するステップと、
IPv6で規定される制御用ICMPv6のパケット過大エラーから、再送パス別に、当該再送パスで転送可能な最大のIPデータグラム長である最大MTU値を算出するステップと、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出するステップとを有し、
前記送信側データ蓄積ステップで、
前記送信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定する
ことを特徴とする付記24から付記27の何れか1項に記載のパケット再送制御方法。
前記再送ヘッダを付与するステップで、
前記往復遅延時間、前記最大MTU値とを含む再送ヘッダを、前記IPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に付与し、
前記データ受信装置が、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定された場合、
受信したIPデータグラムの再送ヘッダ内の前記往復遅延時間、前記最大MTU値を読み出すステップと、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、前記最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出するステップとを有し、
前記受信側データ蓄積ステップで、
前記受信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定する
ことを特徴とする付記28に記載のパケット再送制御方法。
前記データ送信装置及び前記データ受信装置が、パケットスイッチ装置であることを特徴とする付記22から付記29に記載のパケット再送制御方法。
データ送信装置とデータ受信装置とを含む通信システムによるパケット再送制御プログラムであって、
前記データ送信装置に、
データ受信装置に出力するIPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に再送ヘッダを付与する処理を実行させる
ことを特徴とするパケット再送制御プログラム。
前記再送ヘッダは、少なくとも前記IPデータグラムのシーケンス番号を含み、
前記シーケンス番号を、セッションやフロー別で区別される再送パス別に付与し、
前記データ受信装置に、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内のシーケンス番号を含むACKパケット又はNAKパケットを、前記データ送信装置に送信する処理を実行させる
ことを特徴とする付記31に記載のパケット再送制御プログラム。
前記データ送信装置に、
再送パス別に分割した送信側再送メモリに対して、前記再送ヘッダを付与した前記IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に付与したシーケンス番号順に格納する送信側データ蓄積処理と、
前記データ受信装置より返送されるACKパケット又はNAKパケットに含まれる前記シーケンス番号に対応する前記IPデータグラムを、前記送信側再送メモリから読み出してデータ受信装置に対して出力する送信側再送制御処理とを実行させ、
前記データ受信装置に、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内の正常性チェック要チェックサムを使用して、当該IPデータグラムの正常性を検査する処理と、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定した場合に、再送パス別に分割した受信側再送メモリに対して、当該IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に含まれる前記シーケンス番号順に格納する受信側データ蓄積処理と、
正常性検査の結果に基づいて、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケット又はNAKパケットの生成をパケット送出処理に指示する受信側再送制御処理と、
前記受信側再送制御処理の指示にしたがって、ACKパケット又はNAKパケットを生成し、対向するデータ送信装置への回線に対して送出するパケット送出処理とを実行させる
ことを特徴とする付記32に記載の通信システム。
前記受信側再送制御処理で、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定された場合、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケットの生成をパケット送出処理に指示し、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りがあると判定された場合、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むNAKパケットの生成をパケット送出処理に指示する
ことを特徴とする付記33に記載のパケット再送制御プログラム。
前記受信側再送制御処理で、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのうち、シーケンス番号が連続する部分のデータグラムを外部に出力し、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのシーケンス番号に不連続が発生している場合、前記シーケンス番号の不連続が発生している最も若番のシーケンス番号をセットしたNAKパケットの生成を前記パケット送出処理に指示する
ことを特徴とする付記33又は付記34に記載のパケット再送制御プログラム。
前記受信側再送制御処理で、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのシーケンス番号に不連続が発生している場合、タイマにより一定時刻毎にカウントアップを開始し、
タイマの値が予め設定した閾値を超えた場合、タイムアウトが発生したと判断し、前記シーケンス番号の不連続が発生している最も若番のシーケンス番号をセットしたNAKパケットの生成を前記パケット送出処理に指示する
ことを特徴とする付記35に記載のパケット再送制御プログラム。
前記データ送信装置に、
前記データ受信装置より返送されるACKパケットの往復遅延時間を、再送パス別に判定する処理と、
IPv6で規定される制御用ICMPv6のパケット過大エラーから、再送パス別に、当該再送パスで転送可能な最大のIPデータグラム長である最大MTU値を算出する処理と、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出する処理とを実行させ、
前記送信側データ蓄積処理で、
前記送信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定する
ことを特徴とする付記33から付記36の何れか1項に記載のパケット再送制御プログラム。
前記再送ヘッダを付与する処理で、
前記往復遅延時間、前記最大MTU値とを含む再送ヘッダを、前記IPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に付与し、
前記データ受信装置に、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定された場合、
受信したIPデータグラムの再送ヘッダ内の前記往復遅延時間、前記最大MTU値を読み出す処理と、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、前記最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出する処理とを実行させ、
前記受信側データ蓄積処理で、
前記受信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定する
ことを特徴とする付記37に記載のパケット再送制御プログラム。
前記データ送信装置及び前記データ受信装置が、パケットスイッチ装置であることを特徴とする付記31から付記38に記載のパケット再送制御プログラム。
1−1、16−1、181:データ送信装置
1−2、20−2:IPv6送信回路
16−2、21−2:IP送信回路
1−3、16−3:送信側再送制御回路
1−4、20−4、16−4:タイマ回路
1−5、16−5:送信側再送メモリ
1−6、20−6、16−6:上位層処理
20−7:選択回路
1−8、20−8、16−8:データリンク層送信回路
1−9、20−9、16−9:物理層送信回路
1−10、20−10:IPv6受信回路
16−10、21−10:IP受信回路
1−11、20−11:IPv6拡張ヘッダ内再送ヘッダ抽出回路
1−12、20−12、16−12、21−12:データリンク層受信回路
1−13、20−13、16−13、21−13:物理層受信回路
1−14:送信側IP再送回路
1−15:IPv6拡張ヘッダ内再送ヘッダ生成回路
20−1、182:データ受信装置
20−3:受信側再送制御回路
20−5:受信側再送メモリ
20−14:受信側IP再送回路
20−15:ACK/NAKパケット生成回路
43、143、183:レイヤ3スイッチ
44、45、184、185:レイヤ2スイッチ(イーサネットスイッチ)
22、24:IP網
101、102:メモリ領域
9−1〜9−N:送信側再送制御機能を有するラインカード
9−1−3:送信側再送制御回路
9−1−4、23−1−4:タイマ回路
9−1−5:送信側再送メモリ
23−1−7:選択回路
9−1−8、23−1−8:データリンク層送信回路
9−1−9、23−1−9:物理層送信回路
9−1−11、23−1−11:IPv6拡張ヘッダ内再送ヘッダ抽出回路
9−1−12、23−1−12:データリンク層受信回路
9−1−13、23−1−13:物理層受信回路
9−1−14:送信側IP再送回路
9−1−15:IPv6拡張ヘッダ内再送ヘッダ生成回路
9−1−16:ICMPv6モニタ回路
9−1−17:送信側再送メモリ領域算出回路
92、232:スイッチ回路
90−1〜90−M、230−1〜230−M:ラインカード
94、234:M×Nポートスイッチ装置
23−1〜23−N:受信側再送制御機能を有するラインカード
23−1−5〜23−1−N:受信側再送メモリ
23−1−14:受信側IP再送回路
23−1−17:受信側再送メモリ領域算出回路
141:データ送信装置
142:データ受信装置
144、145:LAN
146:広域網
16−14:送信側レイヤ2.5再送回路
16−15:レイヤ2.5ヘッダ生成回路
21−11:レイヤ2.5ヘッダ終端回路
21−14:受信側レイヤ2.5再送回路
21−15:ACKパケット生成回路
21−20:レイヤ2網
Claims (7)
- データ送信装置とデータ受信装置とを含む通信システムであって、
前記データ送信装置が、
データ受信装置に出力するIPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に再送ヘッダを付与する手段と、
再送パス別に分割した送信側再送メモリに対して、前記再送ヘッダを付与した前記IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に付与したシーケンス番号順に格納する送信側データ蓄積手段と、
前記データ受信装置より返送されるACKパケット又はNAKパケットに含まれる前記シーケンス番号に対応する前記IPデータグラムを、前記送信側再送メモリから読み出してデータ受信装置に対して出力する送信側再送制御手段とを備え、
前記データ受信装置より返送されるACKパケットの往復遅延時間を、再送パス別に判定する手段と、
IPv6で規定される制御用ICMPv6のパケット過大エラーから、再送パス別に、当該再送パスで転送可能な最大のIPデータグラム長である最大MTU値を算出する手段と、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出する手段とを含み、
前記再送ヘッダは、少なくとも前記IPデータグラムのシーケンス番号を含み、
前記シーケンス番号を、セッションやフロー別で区別される再送パス別に付与し、
前記送信側データ蓄積手段が、前記送信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定し、
前記データ受信装置が、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内のシーケンス番号を含むACKパケット又はNAKパケットを、前記データ送信装置に送信する手段と、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内の正常性チェック用チェックサムを使用して、当該IPデータグラムの正常性を検査する手段と、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定した場合に、再送パス別に分割した受信側再送メモリに対して、当該IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に含まれる前記シーケンス番号順に格納する受信側データ蓄積手段と、
正常性検査の結果に基づいて、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケット又はNAKパケットの生成をパケット送出手段に指示する受信側再送制御手段と、
前記受信側再送制御手段の指示にしたがって、ACKパケット又はNAKパケットを生成し、対向するデータ送信装置への回線に対して送出するパケット送出手段とを備えた
ことを特徴とする通信システム。 - 前記受信側再送制御手段は、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのうち、シーケンス番号が連続する部分のデータグラムを外部に出力し、
再送パス別に前記受信側再送メモリに格納されているIPデータグラムのシーケンス番号に不連続が発生している場合、前記シーケンス番号の不連続が発生している最も若番のシーケンス番号をセットしたNAKパケットの生成を前記パケット送出手段に指示する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記再送ヘッダを付与する手段が、
前記往復遅延時間、前記最大MTU値とを含む再送ヘッダを、前記IPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に付与し、
前記データ受信装置が、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定された場合、
受信したIPデータグラムの再送ヘッダ内の前記往復遅延時間、前記最大MTU値を読み出す手段と、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、前記最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出する手段とを含み、
前記受信側データ蓄積手段が、
前記受信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の通信システム。 - データ受信装置に出力するIPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に再送ヘッダを付与する手段と、
再送パス別に分割した送信側再送メモリに対して、前記再送ヘッダを付与した前記IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に付与したシーケンス番号順に格納する送信側データ蓄積手段と、
前記データ受信装置より返送されるACKパケット又はNAKパケットに含まれる前記シーケンス番号に対応する前記IPデータグラムを、前記送信側再送メモリから読み出してデータ受信装置に対して出力する送信側再送制御手段とを備え、
前記データ受信装置より返送されるACKパケットの往復遅延時間を、再送パス別に判定する手段と、
IPv6で規定される制御用ICMPv6のパケット過大エラーから、再送パス別に、当該再送パスで転送可能な最大のIPデータグラム長である最大MTU値を算出する手段と、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出する手段とを含み、
前記再送ヘッダは、少なくとも前記IPデータグラムのシーケンス番号を含み、
前記シーケンス番号を、セッションやフロー別で区別される再送パス別に付与し、
前記送信側データ蓄積手段が、前記送信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定し、
前記データ受信装置は、
当該データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内のシーケンス番号を含むACKパケット又はNAKパケットを、当該データ送信装置に送信する手段と、
当該データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内の正常性チェック用チェックサムを使用して、当該IPデータグラムの正常性を検査する手段と、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定した場合に、再送パス別に分割した受信側再送メモリに対して、当該IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に含まれる前記シーケンス番号順に格納する受信側データ蓄積手段と、
正常性検査の結果に基づいて、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケット又はNAKパケットの生成をパケット送出手段に指示する受信側再送制御手段と、
前記受信側再送制御手段の指示にしたがって、ACKパケット又はNAKパケットを生成し、対向するデータ送信装置への回線に対して送出するパケット送出手段とを備えている
ことを特徴とするデータ送信装置。 - データ受信装置に出力するIPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に再送ヘッダを付与する手段と、
再送パス別に分割した送信側再送メモリに対して、前記再送ヘッダを付与した前記IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に付与したシーケンス番号順に格納する送信側データ蓄積手段と、
前記データ受信装置より返送されるACKパケット又はNAKパケットに含まれる前記シーケンス番号に対応する前記IPデータグラムを、前記送信側再送メモリから読み出してデータ受信装置に対して出力する送信側再送制御手段とを備え、
前記データ受信装置より返送されるACKパケットの往復遅延時間を、再送パス別に判定する手段と、
IPv6で規定される制御用ICMPv6のパケット過大エラーから、再送パス別に、当該再送パスで転送可能な最大のIPデータグラム長である最大MTU値を算出する手段と、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出する手段とを含み、
前記再送ヘッダは、少なくとも前記IPデータグラムのシーケンス番号を含み、
前記シーケンス番号を、セッションやフロー別で区別される再送パス別に付与し、
前記送信側データ蓄積手段が、前記送信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定するデータ送信装置から、IPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に再送ヘッダが付与されたIPデータグラムを受信する手段と、
当該IPデータグラムの再送ヘッダ内のシーケンス番号を含むACKパケット又はNAKパケットを、前記データ送信装置に送信する手段と、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内の正常性チェック用チェックサムを使用して、当該IPデータグラムの正常性を検査する手段と、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定した場合に、再送パス別に分割した受信側再送メモリに対して、当該IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に含まれる前記シーケンス番号順に格納する受信側データ蓄積手段と、
正常性検査の結果に基づいて、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケット又はNAKパケットの生成をパケット送出手段に指示する受信側再送制御手段と、
前記受信側再送制御手段の指示にしたがって、ACKパケット又はNAKパケットを生成し、対向するデータ送信装置への回線に対して送出するパケット送出手段と
を備えることを特徴とするデータ受信装置。 - データ送信装置とデータ受信装置とを含む通信システムによるパケット再送制御方法であって、
前記データ送信装置が、
データ受信装置に出力するIPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に再送ヘッダを付与するステップと、
再送パス別に分割した送信側再送メモリに対して、前記再送ヘッダを付与した前記IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に付与したシーケンス番号順に格納する送信側データ蓄積ステップと、
前記データ受信装置より返送されるACKパケット又はNAKパケットに含まれる前記シーケンス番号に対応する前記IPデータグラムを、前記送信側再送メモリから読み出してデータ受信装置に対して出力する送信側再送制御ステップと、
前記データ受信装置より返送されるACKパケットの往復遅延時間を、再送パス別に判定するステップと、
IPv6で規定される制御用ICMPv6のパケット過大エラーから、再送パス別に、当該再送パスで転送可能な最大のIPデータグラム長である最大MTU値を算出するステップと、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出するステップとを含み、
前記再送ヘッダは、少なくとも前記IPデータグラムのシーケンス番号を含み、
前記シーケンス番号を、セッションやフロー別で区別される再送パス別に付与し、
前記送信側データ蓄積ステップで、前記送信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定し、
前記データ受信装置が、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内のシーケンス番号を含むACKパケット又はNAKパケットを、前記データ送信装置に送信するステップと、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内の正常性チェック用チェックサムを使用して、当該IPデータグラムの正常性を検査するステップと、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定した場合に、再送パス別に分割した受信側再送メモリに対して、当該IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に含まれる前記シーケンス番号順に格納する受信側データ蓄積ステップと、
正常性検査の結果に基づいて、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケット又はNAKパケットの生成を指示する受信側再送制御ステップと、
前記受信側再送制御ステップにおける指示にしたがって、ACKパケット又はNAKパケットを生成し、対向するデータ送信装置への回線に対して送出するパケット送出ステップとを含む
ことを特徴とするパケット再送制御方法。 - データ送信装置とデータ受信装置とを含む通信システムによるパケット再送制御プログラムであって、
前記データ送信装置に、
データ受信装置に出力するIPデータグラムのIPv6ヘッダに付加した拡張ヘッダ領域に再送ヘッダを付与する処理と、
再送パス別に分割した送信側再送メモリに対して、前記再送ヘッダを付与した前記IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に付与したシーケンス番号順に格納する送信側データ蓄積処理と、
前記データ受信装置より返送されるACKパケット又はNAKパケットに含まれる前記シーケンス番号に対応する前記IPデータグラムを、前記送信側再送メモリから読み出してデータ受信装置に対して出力する送信側再送制御処理と、
前記データ受信装置より返送されるACKパケットの往復遅延時間を、再送パス別に判定する処理と、
IPv6で規定される制御用ICMPv6のパケット過大エラーから、再送パス別に、当該再送パスで転送可能な最大のIPデータグラム長である最大MTU値を算出する処理と、
再送パスの最低保証目標スループットと前記往復遅延時間の積と、最大MTU値とから、当該再送パスの最低保証スループットを満たすために必要な再送メモリ量を算出する処理とを実行させ、
前記再送ヘッダは、少なくとも前記IPデータグラムのシーケンス番号を含み、
前記シーケンス番号を、セッションやフロー別で区別される再送パス別に付与し、
前記送信側データ蓄積処理で、前記送信側再送メモリに前記IPデータグラムを格納する際のアドレス上限値を、算出した前記再送メモリ量を用いて決定させ、
前記データ受信装置に、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内のシーケンス番号を含むACKパケット又はNAKパケットを、前記データ送信装置に送信する処理と、
前記データ送信装置から受信した前記IPデータグラムの再送ヘッダ内の正常性チェック用チェックサムを使用して、当該IPデータグラムの正常性を検査する処理と、
正常性検査の結果、IPデータグラムに誤りが無いと判定した場合に、再送パス別に分割した受信側再送メモリに対して、当該IPデータグラムを、当該再送パス別に、前記再送ヘッダ内に含まれる前記シーケンス番号順に格納する受信側データ蓄積処理と、
正常性検査の結果に基づいて、当該IPデータグラムの前記シーケンス番号を少なくとも含むACKパケット又はNAKパケットの生成を指示する受信側再送制御処理と、
前記受信側再送制御処理における指示にしたがって、ACKパケット又はNAKパケットを生成し、対向するデータ送信装置への回線に対して送出するパケット送出処理とを実行させる
ことを特徴とするパケット再送制御プログラム。
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