JP6248924B2 - 通信システム、通信方法及びデータ受信端末 - Google Patents

Description

本発明は、送信データに対する確認応答を用いる端末間の通信システム、通信方法及び当該通信システムで用いられるデータ受信端末に関する。

通信ネットワークにおいて送受信されるデータとして、データ送信端末から送信されるデータと、該データが正常に到着したことをデータ送信端末に通知するための確認応答（ACK:acknowledgement）とが存在する。

特許文献１には、データを送信するデータ送信端末と、該データを受信するデータ受信端末とからなる通信システムにおいて、データ受信端末が、データを受信したことを示すＡＣＫをデータ送信端末に送信することが記載されている。データ送信端末は、ＡＣＫを受信することにより、データがデータ受信端末に到達したこと確認できる。一方、データ送信端末は、所定の時間内にＡＣＫを受信しなかった場合、データがデータ受信端末に到達しなかったと判断してデータを再送する。

また、特許文献２には、受信したＡＣＫにエラーが生じている場合、データ送信端末が、ＡＣＫの再送を要求するＡＣＫ再送要求データを送信することが記載されている。該ＡＣＫ再送要求データを受信したデータ受信端末は、ＡＣＫを再送する。このような構成を採用して、データ送信端末は、受信したＡＣＫにエラーが生じていても、再送されたＡＣＫによってデータ受信端末にデータが到達したことを確認する。

特開２００８−３０６５４９号公報 特開２００９−２０７１６２号公報

しかしながら、データ送信端末が送信したデータがデータ受信端末に到達しているのにも関わらず、ＡＣＫが通信ネットワーク中で消失し、データ送信端末に到達しない場合がある。

このような場合であっても、特許文献１及び２に記載された構成では、データ送信端末は、ＡＣＫを受信しないことにより、データの再送を行ってしまう。その結果として、本来は必要のないデータの再送が行われてしまい、通信ネットワークのスループットが低下するという問題が生じる。

また、データ送信端末は、ＡＣＫを受信しないことにより、輻輳ウィンドウを縮小してしまう。その結果、データ送信端末が、送信するデータの量を不必要に減少させてしまうという問題も生じる。

本発明の目的は、ＡＣＫがネットワークで消失した場合であっても、データ送信端末がデータを再送することを防止し、データ送信端末が送信するデータの量を減少させることを防止するための通信システムを提供することにある。

本発明の通信システムは、データを送信するデータ送信端末と、前記データの受信に応じて、前記データを受信したことを示す確認応答を前記データ送信端末に送信するデータ受信端末と、を有し、前記データ受信端末は、前記確認応答を送信してから所定の時間内に前記データ送信端末から新たなデータを受信したか否かに基づいて、前記確認応答の再送の要否を判定することを特徴とする。

本発明のデータ受信端末は、データ送信端末から送信されるデータを受信するデータ受信端末であって、前記データの受信に応じて前記データを受信したことを示す確認応答を前記データ送信端末に送信し、前記確認応答を送信してから所定の時間内に前記データ送信端末から新たなデータを受信したか否かに基づいて、前記確認応答の再送の要否を判定することを特徴とする。

本発明の通信方法は、データ送信端末が送信するデータの受信に応じて、前記データを受信したことを示す確認応答を前記データ送信端末に送信するステップと、前記確認応答を送信してから所定の時間内に前記データ送信端末から新たなデータを受信したか否かに基づいて、前記確認応答の再送の要否を判定するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ＡＣＫがネットワークで消失した場合であっても、データ送信端末がデータを再送することを防止できる。また、ＡＣＫがネットワークで消失した場合であっても、データ送信端末が送信するデータの量を減少させることを防止できる。

本発明の第一の実施形態に係る通信システムの構成例を示すブロック図である。 データ送信端末がタイムアウトによる再送制御を行う場合における、データ送信端末とデータ受信端末との間のデータトランザクションの例を示すシーケンス図である。 本発明の第一の実施形態における、データ受信端末の構成例を示すブロック図である。 本発明の第一の実施形態における、データ送信端末とデータ受信端末との間のデータトランザクションの一例を示すシーケンス図である。 本発明の第一の実施形態における、データ送信端末とデータ受信端末との間のデータトランザクションの他の一例を示すシーケンス図である。 本発明の第一の実施形態における、データ送信端末の動作手順の例を示すフローチャートである。 本発明の第一の実施形態における、データ送信端末の動作手順の例を示すフローチャートである。 本発明の第二の実施形態における、データ送信端末の構成例を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態における、データ受信端末の構成例を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態における、データ受信端末の動作手順の例を示すフローチャートである。 データ送信端末が重複ＡＣＫによる再送制御を行う場合における、データ送信端末とデータ受信端末との間のデータトランザクションの例を示すシーケンス図である。 本発明の第三の実施形態における、データ送信端末とデータ受信端末との間のデータトランザクションの一例を示すシーケンス図である。 本発明の第三の実施形態における、データ送信端末の構成例を示すブロック図である。 データ送信端末とデータ受信端末との間のデータトランザクションの一例を示すシーケンス図である。 本発明の第三の実施形態における、データ送信端末の動作手順の例を示すフローチャートである。 本発明の第四の実施形態における、データ送信端末とデータ受信端末との間のデータトランザクションの一例を示すシーケンス図である。 データ送信端末とデータ受信端末との間のデータトランザクションの一例を示すシーケンス図である。 本発明の第五の実施形態における、データ送信端末の構成例を示すブロック図である。 本発明の第五の実施形態における、データ送信端末とデータ受信端末との間のデータトランザクションの一例を示すシーケンス図である。 本発明の第五の実施形態における、データ送信端末の動作手順の例を示すフローチャートである。 本発明の第五の実施形態における、データ受信端末の動作手順の例を示すフローチャートである。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜本発明の第一の実施形態＞
図１は、本発明の第一の実施形態に係る通信システム５０の構成例を示す図である。

通信システム５０は、ネットワーク３０を介して互いに接続される、データ送信端末１０とデータ受信端末２０とを含む。データ送信端末１０とデータ受信端末２０とは、例えばＴＣＰコネクション４０を利用してデータを送受信する。

データ送信端末１０は、データを送信する機器である。また、データ受信端末２０は、データ送信端末１０から送信されたデータを受信する機器である。データ受信端末２０は、データを受信すると、前記データに対する確認応答（ＡＣＫ）を、データ送信端末に対して送信する。

ここで、データ送信端末１０は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ（transmission control protocol/internet protocol）の動作に従うものであり、タイムアウトによる再送制御を行うものとする。

タイムアウトによる再送制御について、図２のシーケンス図を用いて説明する。図２に示されるように、データ送信端末は、送信したデータに対するＡＣＫをタイムアウト時間内に受信しないと、該データを再送する。図２の例では、データ送信端末１０が送信したデータ２が送信経路上でエラーにより消失した場合を示している。この場合、データ受信端末２０は、データ２を受信できないので、ＡＣＫ２を返信することができない。よって、データ送信端末１０は、タイムアウト時間内にＡＣＫ２を受信できないので、データ２を再送する。また、図２の例では図示されていないが、データ送信端末２が送信したデータ２はデータ受信端末２０に到達したが、データ受信端末２０が返信したＡＣＫ２が伝送経路上で消失する場合もある。この場合も、同様に、データ送信端末１０は、タイムアウト時間内にＡＣＫ２を受信できないので、データ２を再送する。タイムアウト時間は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰにおいて、データ送信端末がデータを再送する間隔である。

また、タイムアウト時間は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰにおいて、データ送信端末における送信データ量の低下の判断にも用いられる。すなわち、データ送信端末は、データを送信してからタイムアウト時間内に該データに対するＡＣＫを受信しないと、送信するデータの量を減らす。なお、例えば、ＴＣＰ／ＩＰでは、タイムアウト時間は、プロトコルとして決められているわけではなく、どのように設定してもよい。

続いて、図３を用いて、本発明の第一の実施形態におけるデータ受信端末２０の構成例を説明する。図３に示されるとおり、データ受信端末２０は、受信側入出力処理部２００を有する。また、データ受信端末２０は、受信側ＴＣＰ処理部２０１を有する。

受信側入出力処理部２００は、データやＡＣＫの送受信を行う。例えば、受信側入出力部２００は、データ送信端末２０が送信したデータを受信する。また、受信側入出力部２００は、データの受信に応じて、データ送信端末２０に対して、ＡＣＫを送信する。

受信側ＴＣＰ処理部２０１は、データ送信端末に対してＡＣＫを送信してから所定の時間内に該データ送信端末から新たなデータを受信したか否かに基づいて、ＡＣＫの再送の要否を判定する。

具体的には、受信側ＴＣＰ処理部２０１は、所定の時間内にデータ送信端末から新たなデータを受信しないことに基づいて、ＡＣＫの再送が必要と判定する。そして、受信側ＴＣＰ処理部２０１は、データ送信側装置に対して、受信側入出力部２００を介してＡＣＫを再送する。

一方、受信側ＴＣＰ処理部２０１は、所定の時間内にデータ送信端末から新たなデータを受信したことに基づいて、ＡＣＫの再送は不要と判定する。そして、受信側入出力部２００は、新たなデータに対するＡＣＫをデータ送信端末１０に送信する。

所定の時間としては、例えば、ＴＣＰで実装されるタイマ機構のＦａｓｔ Ｔｉｍｅｒで使用される５０ｍｓが用いられる。しかし、所定の時間は固定値である必要はなく、どのように定められても良い。

ここで、データ送信端末１０がタイムアウトによる再送制御を行う場合、データ受信端末は、所定の時間を、例えば、データ送信端末１０におけるタイムアウト時間よりも短く設定してもよい。所定の時間がタイムアウト時間よりも短いと、データ受信端末２０は、タイムアウト時間の経過前にＡＣＫを再送することができる。

したがって、ＡＣＫがネットワークで消失しても、データ送信端末１０は再送されるＡＣＫをタイムアウト時間内に受け取ることができる。よって、データ受信端末２０を備えた通信システム５０は、不必要なデータの再送を回避でき、送信データ量を維持できる。

続いて、本発明の第一の実施形態によるデータ送信端末１０とデータ受信端末２０による通信手順の一例について、図４及び図５を用いて説明する。なお、特に記載しない部分については、例えば、ＴＣＰ／ＩＰの通信動作に従うものとする。

図４は、データ送信端末１０とデータ受信端末２０と間の、データトランザクションの一例を示すシーケンス図である。図４の例では、データ送信端末１０は、例えばＴＣＰ／ＩＰに基づいて、タイムアウトによる再送制御を行っている。

図４の例では、データ送信端末１０が、データ１を、データ受信端末２０へ送信する。データ１を受信したデータ受信端末２０は、データ１に対するＡＣＫ１をデータ送信端末１０に送信する。ここで、図４の例では、ＡＣＫ１が、ネットワークにおいて消失し、データ送信端末１０に到達していない。データ送信端末１０は、ＡＣＫ１を受信しないので、データ２を送信しない。そのため、データ受信端末２０は、所定の時間内にデータ送信端末から新たなデータを受信しないことに基づいて、ＡＣＫ１の再送が必要と判定し、ＡＣＫ１を再送する。その結果、データ送信端末１０は、該再送されたＡＣＫ１受信し、受信したＡＣＫ１に応じてデータ２を送信する。なお、図４には示していないが、データ受信端末２０は、ＡＣＫ１を再送した際に、ＡＣＫの再送要否を判断する所定の時間の計測を開始してよい。

データ２を受信したデータ受信端末２０は、データ２に対するＡＣＫ２をデータ送信端末１０に送信する。ここで、図４の例では、ＡＣＫ２はネットワークで消失せず、データ送信端末に到達している。データ受信端末１０は、ＡＣＫ２を受信したことに応じて、データ３を送信する。データ受信端末２０は、データ送信端末１０から送信されるデータ３を、ＡＣＫ２を送信してから所定の時間内に受信する。そのため、データ受信端末２０は、ＡＣＫ２の再送は必要ないと判定し、データ３に対するＡＣＫ３を送信する。

図５は、データ送信端末１０とデータ受信端末２０と間の、データトランザクションの他の一例を示すシーケンス図である。図５は、図４の例において、データ受信端末２０から再送されたＡＣＫ１がネットワークにおいて消失した場合の例である。

データ受信端末２０は、ＡＣＫ１を再送してから所定の時間内にデータ送信端末から新たなデータを受信しないことに基づいて、再度ＡＣＫ１の再送が必要と判定し、更にＡＣＫ１を再送する。その結果、データ送信端末１０は、再度再送されたＡＣＫ１を受信し、受信したＡＣＫ１に応じてデータ２を送信する。

次に、本発明の第一の実施形態による、データ送信端末１０の動作例を説明する。図６は、データ送信端末１０の動作手順の一例を示すフローチャートである。

図６に示されるとおり、データ送信端末１０は、送信されるべきデータが発生した場合に、データ受信端末２０にコネクション開始要求を送信し、コネクションを開始する（Ｓ１００）。

ステップ１０１（Ｓ１０１）において、データ送信端末１０は、データ受信端末２０へデータを送信する。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、データ送信端末１０は、データ受信端末２０へ送信すべき一連のデータの送信が完了したか否かを判断する。一連のデータとは、例えば、シーケンス番号が１から１０のデータである（例えば、データ１からデータ１０）。この例の場合、データ送信端末１０は、データ１からデータ１０まで送信が完了した否かを判断する。

データ送信端末１０は、データの送信が完了した場合には、ステップ１０３（Ｓ１０３）の手順に進み、データ受信端末２０にコネクション切断要求を送信し、コネクションを切断する。

一方、データの送信が完了していない場合、データ送信端末１０はステップ１０４（Ｓ１０４）の手順に進み、データの再送要否を判定する。

データ送信端末１０は、データの再送条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１０４）。データ再送の条件には、例えば、“タイムアウト”がある。データ送信端末１０は、データを送信してからタイムアウト時間内に該データに対するＡＣＫを受信するか否かを判定する。

データ送信端末１０は、ＡＣＫをタイムアウト時間内に受信した場合、新たなデータを送信する（Ｓ１０５）。

また、データ送信端末１０は、ＡＣＫをタイムアウト時間内に受信しなかった場合、データを再送する（Ｓ１０６）。データを再送した場合、データ送信端末１０は、再度、データ再送条件を満たすか否かを判定する。

続いて、本発明の第一の実施形態による、データ受信端末２０の動作例を説明する。図７は、データ受信端末２０の動作手順の一例を示すフローチャートである。

図７に示されるとおり、データ受信端末２０は、データ送信端末１０からのコネクション開始要求を受信し、コネクションを開始する（Ｓ２００）。

ステップ２０１（Ｓ２０１）において、データ受信端末２０は、受信したデータに対するＡＣＫを送信する。

ステップ２０２（Ｓ２０２）において、データ受信端末２０は、データ送信端末１０から受信したデータが、コネクション切断（ＦＩＮ）を示すデータか否かを判定する。

データ受信端末２０は、データ送信端末１０から受信したデータがコネクション切断（ＦＩＮ）であると判定されると、ステップ２０３（Ｓ２０３）の手順に進む。そして、データ受信端末２０は、コネクション切断の応答（ＦＩＮ／ＡＣＫ）を送信し、コネクションを切断する。

一方、データ受信端末２０は、データ送信端末１０から受信したデータが、コネクション切断を示すデータでないと判定されると、ステップ２０４（Ｓ２０４）の手順に進む。そしてデータ受信端末２０は、ＡＣＫを送信してから所定の時間内にデータ送信端末１０から新たなデータを受信したか否かを判定する。

新たなデータが所定の時間内に受信された場合には、データ受信端末２０は、ステップ２０１（Ｓ２０１）の手順に戻る。

一方、新たなデータが所定の時間内に受信されない場合には、データ受信端末２０は、ステップ２０５（Ｓ２０５）においてＡＣＫを再送し、ステップ２０４の手順に戻る。

上記の通り、本発明の第一の実施形態では、データ受信端末２０は、所定の時間内に新たなデータを受信しない場合にＡＣＫを再送する。このため、ＡＣＫがネットワーク中で消滅した場合であっても、データ送信端末１０に再送されたＡＣＫが届くことによって、データが不必要に再送されることを防止できる。また、データ送信端末１０は、再送されたＡＣＫを受信することから、送信するデータ量を減少することなくデータ通信を継続できる。

＜本発明の第二の実施形態＞
本発明の第二の実施形態は、データ受信端末２０の受信側ＴＣＰ処理部２０１が、最大データサイズやＲＴＴを用いて所定の時間を算定する場合の実施形態である。

本発明の第二の実施形態の構成は、例えば、図１に示された第一の実施形態に係る通信システム５０の構成と同様である。

図８は、第二の実施形態におけるデータ送信端末１０の構成例を示す図である。図８に示すとおり、データ送信端末１０は、データやＡＣＫの送受信を行う送信側入出力処理部１００を有する。また、データ送信端末１０は、送信側ＴＣＰ処理部１０１を有する。また、データ送信端末１０は、送信するデータを生成する送信側アプリケーション部１０２を有する。

送信側入出力処理部１００は、データやＡＣＫの送受信を行う。例えば、送信側入出力部１００は、データ受信端末２０に対して、データを送信する。また、送信側入出力部１００は、データ受信端末２０が送信したＡＣＫを受信する。

送信側ＴＣＰ処理部１０１は、送信側アプリケーション部１０２から受け取ったデータをセグメント化し、送信レートの制御を行う。また、ＡＣＫによる到達確認や、シーケンス番号によるデータの送信順序の制御を行い、データに対してＴＣＰコネクションを用いた信頼性のある通信を実現するための処理を行う。

図９は、第二の実施形態におけるデータ受信端末２０の構成例を示す図である。図９に示すとおり、データ受信端末２０は、第一の実施形態と同様に、受信側入出力処理部２００と受信側ＴＣＰ処理部２０１とを有する。また、データ受信端末２０は、データ送信端末１０から送信されたデータを受け取る受信側アプリケーション部２０２を有する。

受信側ＴＣＰ処理部２０１は、受信したデータに対してＡＣＫを返答するＡＣＫ返答部２０１０を含む。また、受信側ＴＣＰ処理部２０１は、受信したデータに対するＡＣＫの再送を制御するＡＣＫ再送部２０１１を含む。また、受信側ＴＣＰ処理部２０１は、データに対して処理を行うデータ処理部２０１２を含む。また、受信側ＴＣＰ処理部２０１は、過去に受信されたデータと過去に送信されたＡＣＫとを記憶する記憶部２０１３を含む。さらに、受信側ＴＣＰ処理部２０１は、データ受信端末２０がＡＣＫを送信することに応じて起動される再送タイマ２０１４を含む。

再送タイマ２０１４は、ＡＣＫが送信されてからの経過時間を計測する。再送タイマ２０１４は、データ受信端末２０がデータ送信端末１０から新たなデータを受信した場合、経過時間の計測を停止する。

ＡＣＫ再送部２０１１は、データ送信端末１０から新たなデータを受信せず、再送タイマ２０１４により計測される経過時間が所定の時間に達した場合に、ＡＣＫを再送する。

第二の実施形態において、ＡＣＫ再送部２０１１は、所定の時間を、例えば次の（１）式で求めることができる。ただし、（１）式で求められる所定の時間はあくまでも例示であって、ＡＣＫ再送部２０１１は、所定の時間を、どのように求めてもよい。

（所定の時間）＝１／｛α×（ＲＷＩＮ／最大データサイズ）／ＲＴＴ｝ （１）式
（１）式において、ＲＷＩＮ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｗｉｎｄｏｗ）は、データ受信端末２０が、受信可能なデータの量として、データ送信端末１０に通知しているウィンドウサイズである。また、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）は、データ送信端末１０が、データを送信してから、データ受信端末２０が送信したＡＣＫを受信するまでに要する時間である。最大データサイズは、データ送信端末が送信する最大のデータの量である。αは、データの到着時刻の揺らぎを吸収するための係数であり、例えば、α＞１である（例えば、αは、整数や小数のいずれでもよい）。

なお、（１）式において、ＲＷＩＮ／ＲＴＴは、想定される最大のデータ転送速度であり、これを最大データサイズで割ることで、単位時間当たりのデータ転送個数を求めている。そして、単位時間当たりのデータ転送個数の逆数を取ることによって、想定される最大スループットでデータ転送をしている際のデータ到着間隔を求めている。

ＡＣＫ再送部２０１１は、計測された最大データサイズやＲＴＴを取得し、（１）式を用いてデータの到着間隔を推定する。そして、ＡＣＫ再送部２０１１は、ＡＣＫを送信してからの経過時間が該データの到着間隔（すなわち、所定の時間）に達した場合に、ＡＣＫの再送を行う。ＡＣＫ再送部２０１１は、データ送信端末とデータ受信端末との間で過去に送受信されたデータやＡＣＫの履歴を用いて、ＲＴＴを計算してもよい。この場合において、ＡＣＫ再送部２０１１は、記憶部２０１３を参照して、データ受信端末２０が過去に送受信したデータとＡＣＫとの履歴を確認する。

ＡＣＫが再送された場合、再送タイマ２０１４は、経過時間の計測を停止する。その上で、再送タイマ２０１４は、ＡＣＫを再送してからの経過時間の計測を開始する。そして、データ受信端末２０は、ＡＣＫを再送してからの経過時間が第二の所定の時間に達した場合に、もう一度ＡＣＫを再送する。データ受信端末２０は、ＡＣＫの再送時に第二の所定の時間を必ずしも用いる必要はなく、ＡＣＫを再送した際に、式（１）で計算される所定の時間を用いてもよい。

第二の所定の時間は、例えば、（１）式で求められる所定の時間のβ倍の時間とする。βは、例えば、β＞１である（例えば、βは、整数や小数のいずれでもよい。）。また、第二の所定の時間は、（１）式で求められる所定の時間とおなじ時間にしてもよい。

データ受信端末２０が第二の所定の時間経過後にもう一度ＡＣＫを再送する場合、所定の時間と第二の所定の時間との合計時間は、データ送信端末１０におけるタイムアウト時間よりも短く設定してもよい。このように設定することにより、ＡＣＫ及び再送されたＡＣＫのいずれもがネットワークで消失しても、データ送信端末１０は、もう一度再送されるＡＣＫをタイムアウト時間内に受け取ることができる。

このようにして、データ受信端末２０は、データ又は新たなデータが到着するまでＡＣＫの再送を繰り返す。

なお、上記の例では、ＡＣＫが再送された場合に再送タイマ２０１４は経過時間の計測を停止するが、経過時間を計測し続けてもよい。その場合には、データ受信端末２０は、ＡＣＫを再送する所定の時間を複数定めておき、所定の時間に達する毎に、ＡＣＫを再送する。

次に、本発明の第二の実施形態による、データ受信端末２０の動作例を説明する。図１０は、データ受信端末２０の動作手順の一例を示すフローチャートである。なお、第二の実施形態におけるデータ送信端末１０の動作例は、第一の実施形態と同様である。

図１０に示すとおり、ステップ３０１（Ｓ３０１）からステップ３０５（Ｓ３０５）の手順は、第一の実施形態のデータ受信端末の動作手順の一例のステップ２０１（Ｓ２０１）からステップ２０５と同様である。

データ受信端末２０は、ステップ３０５（Ｓ３０５）において、ＡＣＫの再送を行った場合、ステップ３０６（Ｓ３０６）の手順に進む。ステップ３０６（Ｓ３０６）では、データ受信端末２０は、ＡＣＫを再送してから第二の所定の時間内にデータ送信端末１０から新たなデータが受信されたか否かを判定する。

新たなデータが第二の所定の時間内に受信された場合には、データ受信端末２０は、ステップ３０１（Ｓ３０１）の手順に戻る。

一方、新たなデータが所定の時間内に受信されない場合には、データ受信端末２０は、ステップ３０７（Ｓ３０７）において、ＡＣＫを再送し、ステップ３０６の手順に戻る。

＜本発明の第三の実施形態＞
本発明の第三の実施形態は、データ受信端末２０が再送するＡＣＫに、ＡＣＫの再送であることを示す所定のデータ（フラグ）を格納する場合の実施形態である。

第三の実施形態では、データ送信端末１０は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰの動作に従い、タイムアウトによる再送制御と、重複ＡＣＫによる再送制御とが併用される。

重複ＡＣＫによる再送制御について、図１１のシーケンス図を用いて説明する。

上述した図２の例においては、データ送信端末１０は、送信したデータに対するＡＣＫを受信したことに応じて、新たなデータを送信する。一方、図１１の例において、データ送信端末１０は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰに従い、送信したデータに対するＡＣＫの受信の有無に関わらず、データ受信端末２０が受信可能なデータの量（ウィンドウサイズ）まで、データを送信する。図１１の例では、データ送信端末１０は、ＡＣＫの受信の有無に関わらず、データ受信端末に対してデータ１乃至データ５を送信する。なお、データ受信端末２０は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰの動作に従い、データ送信端末１０に対して、あらかじめ、受信可能なデータの量（ウィンドウサイズ）を通知する。

図１１の例において、データ受信端末２０は、データ１を受信したことに基づいて、ＡＣＫ１を送信する。図１１の例では、データ２がネットワークで消失し、データ受信端末２０はデータ２を受信していない。一方、データ３はネットワークで消失せず、データ受信端末２０はデータ３を受信する。この場合、データ受信端末２０は、データ２を受信せずにデータ３を受信したことに基づいて、再度、ＡＣＫ１を送信する。その結果、データ送信端末１０は、送信されたＡＣＫ１（重複ＡＣＫ１）を受信する。データ受信端末２０は、データ２を受信せずにデータ４又はデータ５を受信した場合も、それぞれ同様に、再度、ＡＣＫ１を送信する。

データ送信端末１０は、再度送信されたＡＣＫ１（重複ＡＣＫ１）を、所定の回数だけ受信すると、例えばＴＣＰ／ＩＰでは３回受信すると、データ２がネットワークで消失したと判断し、データ２を再送する。

このように、データ送信端末１０は、重複ＡＣＫを所定の回数だけ受信すると、例えばＴＣＰ／ＩＰでは３回受信すると、データが消失した（データロス）と判定して、データを再送する。また、データ送信端末１０は、重複ＡＣＫを所定の回数（例えばＴＣＰ／ＩＰでは３回）受信すると、データの送信量を減らす。

ここで、例えば、ＴＣＰ／ＩＰにおいて、データ送信端末１０は、コネクション開始直後にデータの送信速度を制限し、送信するデータの量を減らす。

図１１の例には図示されていないが、データ送信端末１０は、タイムアウト時間を用いて再送制御をしてもよい。この場合、データ送信端末１０が、ウィンドウサイズに基づいてデータを送信（図１１の例では、データ１からデータ５）しているが、それらのデータ（データ１からデータ５）の各々に対応するＡＣＫ（ＡＣＫ１からＡＣＫ５）を、タイムアウト時間内に受信できなかった場合、データ送信端末１０は、データ（データ１からデータ５）を再送する。また、データ送信端末１０は、タイムアウト時間内に送信したデータ（データ１からデータ５）の各々に対応するＡＣＫ（ＡＣＫ１からＡＣＫ５）を受信しない場合に、データの送信速度を制限し、送信するデータの量を減らす。

データ送信端末１０がデータの送信速度を制限すると、図１２に示すように、データ送信端末１０によるデータの送信間隔が長くなる。この場合おいて、データ受信端末２０は、ＡＣＫ１を送信してから所定の時間内に新たなデータを受信しないことに基づいて、ＡＣＫ１の再送が必要と判定し、ＡＣＫ１を再送する。図１２の例では、データ受信端末２０は、ＡＣＫ１の再送を複数回行っている。

図１２の例において、データ送信端末１０が重複ＡＣＫによる再送制御を行う場合、データ送信端末１０は、ＡＣＫ１を所定の回数（例えば、ＴＣＰ／ＩＰでは３回）だけ受信すると、重複ＡＣＫ１を所定の回数だけ受信したと判断する。そして、データ送信端末１０は、データの消失が生じていないにも関わらず、データを再送する。また、データ送信端末１０は、データ送信速度を制限して、送信データ量をさらに減らしてしまう。

本発明の第三の実施形態では、上記のような問題を解消するため、データ受信端末２０が再送するＡＣＫに、ＡＣＫの再送であることを示す所定のデータを格納する。データ送信端末１０は、所定のデータが格納されたＡＣＫを、重複ＡＣＫと判定しない。また、データ送信端末１０は、所定のデータが格納されたＡＣＫを受信したことに応じて、新たなデータを送信する。このように構成することで、データ送信端末１０は、データの再送や送信データ量を減少させない。

第三の実施形態において、データ受信端末２０の受信側ＴＣＰ処理部２０１に含まれるＡＣＫ再送部２０１１は、ＡＣＫを再送する際に、再送するＡＣＫに所定のデータを格納する。

データ送信端末１０は、所定のデータが格納されたＡＣＫを受信すると、ＡＣＫであると認識するとともに、例えばデータパケットであると認識する。したがって、データ送信端末１０が、所定のデータが格納されたＡＣＫを所定の回数受信した場合（例えば３回）であっても、重複ＡＣＫを所定の回数受信したとは判定せず、データの再送を行わない。

ここで、ＡＣＫの再送であることを示す所定のデータは、例えば帯域外（ＯＯＢ：Ｏｕｔ Ｏｆ Ｂａｎｄ）データである。帯域外データは、所定のフラグを有するデータであり、通常のデータと区別することができるデータである。そのため、データ送信端末１０は、帯域外データを格納しているＡＣＫを、通常のＡＣＫとは異なるものと判定できる。なお、ＡＣＫの再送であることを示す所定のデータは帯域外データに限られず、データ送信端末１０が、ＡＣＫの再送であることを認識できればどの様なデータであってもよい。

図１３は、第三の実施形態における、データ送信端末１０の構成例を示す図である。なお、データ受信端末２０の構成例は、例えば、第二の実施形態と同様である。

図１３に示されるとおり、データ送信端末１０の送信側ＴＣＰ処理部１０１は、ＡＣＫ再送判定部１０１０を含む。なお、ＡＣＫ再送判定部１０１０以外の構成は、例えば、第二の実施形態と同様である。ＡＣＫ再送判定部１０１０は、データ受信端末２０から受信したＡＣＫが、データロスを示す重複ＡＣＫなのか、再送されたＡＣＫなのかを判定する。

具体的には、ＡＣＫ再送判定部１０１０は、受信したＡＣＫ内に、再送されたＡＣＫであることを示す所定のデータが格納されているか否かを判定する。所定のデータが格納されていない場合には、ＡＣＫ再送判定部１０１０は、データロスを示す重複ＡＣＫと判定する。

一方、受信したＡＣＫ内に所定のデータが格納されていると判定された場合には、データ送信端末１０は、再送されたＡＣＫであると判定し、新たなデータをデータ受信端末に送信する。

次に、本発明の第三の実施形態によるデータ送信端末１０とデータ受信端末２０による通信手順の一例を、図１４を用いて説明する。なお、特に記載しない部分については、例えば、ＴＣＰ／ＩＰの通信動作に従うものとする。

図１４の例では、データ送信端末１０は、ＡＣＫの受信の有無に関わらず、ウィンドウサイズにあわせて、データ１とデータ２を送信する。図１４の例では、データ送信端末１０は、データ送信速度を制限しており、データの送信間隔が長い。図１４の例では、データ送信端末１０のデータの送信間隔は、データ受信端末が計測する所定の時間よりも長い。データ受信端末２０は、データ１を受信したことに応じて、ＡＣＫ１を送信する。データ受信端末２０は、ＡＣＫ１を送信してから所定の時間経過後に、ＡＣＫ１の再送であることを示す所定のデータを格納したＡＣＫ１（再送ＡＣＫ１）をデータ送信端末１０に送信する。図１４の例では、データ受信端末２０は、新しいデータ（データ２）を受信するまで、所定の時間が経過するごとに、所定のデータを格納したＡＣＫ１（再送ＡＣＫ１）を送信する。

図１４の例において、データ送信端末１０は、所定のデータを格納したＡＣＫ１（再送ＡＣＫ１）を所定の回数（例えばＴＣＰ／ＩＰでは３回）受信しているが、重複ＡＣＫを所定の回数受信したとは判定しないため、新しいデータ（データ３）をデータ受信端末２０に送信する。

続いて、第三の実施形態における、データ送信端末１０の動作例を説明する。図１５は、データ送信端末１０の動作手順の一例を示すフローチャートである。なお、データ受信端末２０の動作例は、例えば、第一の実施形態と同様である。

第三の実施形態において、ステップ４００（Ｓ４００）〜ステップ４０３（Ｓ４０３）の手順は、第一の実施形態のデータ送信端末１０のステップ１００（Ｓ１００）〜ステップ１０３（Ｓ１０３）と同様の手順である。

ステップ４０４（Ｓ４０４）において、データ送信端末１０は、データの再送要否を判定する。

データ送信端末１０は、データの再送条件を満たすか否かを判定する（Ｓ４０４）。データ再送の条件には、例えば、“タイムアウト”がある。第三の実施形態において、データ送信端末１０は、ウィンドウサイズに基づくデータ（例えば、図１１の例ではデータ１からデータ５）を送信してからタイムアウト時間内に、それらのデータの各々に対応するＡＣＫ又は再送ＡＣＫを受信するか否かを判定する。

データ送信端末１０は、ウィンドウサイズに基づくデータの各々に対応するＡＣＫ又は再送ＡＣＫをタイムアウト時間内に受信した場合、ウィンドウサイズに基づく新たなデータを送信する（Ｓ４０５）。

また、データ送信端末１０は、ウィンドウサイズに基づくデータの各々に対応するＡＣＫ又は再送ＡＣＫをタイムアウト時間内に受信しなかった場合、そのデータを再送する（Ｓ４０６）。データを再送した場合、データ送信端末１０は、再度、データ再送条件を満たすか否かを判定する。

＜本発明の第四の実施形態＞
本発明の第四の実施形態は、所定の時間が、データ送信端末１０のデータ送信間隔に応じて設定される例である。

図１２に示されるように、データ送信端末１０がデータを送信する時間の間隔よりも、データ受信端末２０がＡＣＫの再送の要否判定に用いる所定の時間が短いと、データ受信端末２０がＡＣＫを再送してしまう。そのため、データ送信端末１０が重複ＡＣＫによるデータの再送制御を行うと、データ送信端末１０が本来は必要のないデータ再送を行う場合がある。また、データ送信端末１０は、本来は必要ないにも関わらず、データの送信量を減らしてしまう場合がある。

本発明の第四の実施形態は、上記の問題を解決するため、データ受信端末２０は、所定の時間を、データ送信端末１０がデータを送信する時間の間隔よりも長く設定する。このように構成することで、データ受信端末２０がＡＣＫを再送する回数を減らし、データ送信端末１０が、データの再送や送信データ量を減少させることを回避することができる。

本発明の第四の実施形態におけるデータ送信端末１０及びデータ受信端末２０の構成例は、例えば、本発明の第二の実施形態と同様である。

第四の実施形態において、ＡＣＫ再送部２０１１は、所定の時間を、データ送信端末１０がデータを送信する時間の間隔よりも長く設定する。ＡＣＫ再送部２０１１は、例えば、データ受信端末２０がデータ送信端末１０に受信可能なデータの量として通知しているウィンドウサイズや、データ送信端末１０がデータを送信する送信速度から、データ送信端末１０がデータを送信する時間の間隔を推定する。そして、ＡＣＫ再送部２０１１は、所定の時間を、推定したデータ送信の時間の間隔よりも長く設定する。

次に、本発明の第四の実施形態によるデータ送信端末１０とデータ受信端末２０による通信手順の一例を、図１６を用いて説明する。なお、特に記載しない部分については、例えば、ＴＣＰ／ＩＰの通信動作に従うものとする。

図１６の例では、データ送信端末１０が、ＡＣＫの受信の有無に関わらず、ウィンドウサイズにあわせて、データ１乃至データ３を送信する。第四の実施形態において、所定の時間は、データ送信端末１０がデータを送信する時間の間隔よりも長い。そのため、データ受信端末２０は、例えば、ＡＣＫ１を送信してから所定の時間内にデータ２を受信し、ＡＣＫ１の再送を行わない。したがって、データ送信端末１０は、ＡＣＫ１を所定の回数（ＴＣＰ／ＩＰでは３回）受信しないため、データ２の再送を行わない。

本発明の第四の実施形態におけるデータ送信端末１０及びデータ受信端末２０の動作例は、例えば、本発明の第二の実施形態と同様である。

＜本発明の第五の実施形態＞
本発明の第五の実施形態では、データ送信端末１０が、ＡＣＫを受信したことに応じて、ＡＣＫを受信したことを示すＡＣＫ受信通知を、データ受信端末２０に対して送信する。また、本発明の第五の実施形態は、データ受信端末２０は、例えば、ＡＣＫを送信してから所定の時間内にデータ送信端末１０からＡＣＫ受信通知を受信したか否かに基づいて、確認応答の再送の要否を判定する。

図１７において、データ送信端末１０は、ＡＣＫの受信の有無に関わらず、ウィンドウサイズにあわせて、データ１乃至データ３を送信する。ここで、図１７の例では、ＡＣＫ２が、ネットワークで消失しているものとする。したがって、データ送信端末１０は、データ２に対するＡＣＫ２を受信しない。一方、データ受信端末２０は、ＡＣＫ２を送信してから所定の時間内にデータ３を受信するため、ＡＣＫ２の再送は行わない。図１７において、データ送信端末１０がタイムアウトによる再送制御を行う場合、データ２は消失していないにも関わらず、データ送信端末１０は、タイムアウト時間内にＡＣＫ２を受信しないため、データ２を再送してしまう。また、データ送信端末１０は、タイムアウト時間内にＡＣＫ２を受信しないことに応じて、送信データ量を減少させてしまう。

本発明の第五の実施形態では、上記のような問題を解消するため、データ送信端末１０は、ＡＣＫを受信したことに応じて、ＡＣＫ確認通知を送信する。したがって、データ受信端末２０は、ＡＣＫ受信通知の受信の有無により、データ送信端末１０がＡＣＫを受信したか否かを判定できる。また、データ受信端末２０は、ＡＣＫを送信してから所定の時間内に、送信したＡＣＫに対するＡＣＫ受信通知を受信しないことに基づいて、ＡＣＫがネットワークで消失したと判断し、ＡＣＫを再送する。したがって、データ送信端末１０は、データ受信端末２０が再送したＡＣＫをタイムアウト時間内に受信でき、データの再送や送信データ量を減少させない。

図１８は、第五の実施形態における、データ送信端末１０の構成例を示す図である。図１８に示すとおり、データ送信端末１０の送信側ＴＣＰ処理部１０１は、ＡＣＫの受信に応じて、ＡＣＫ受信通知を送信するＡＣＫ受信通知部１０１１を有する。なお、データ送信端末１０のＡＣＫ受信通知部１０１１以外の構成例は、例えば、第三の実施形態と同様である。

ＡＣＫ受信通知部１０１１は、ＡＣＫの受信に応じて、データ受信端末２０に対して、ＡＣＫを受信したことを示すＡＣＫ受信通知を送信する。

第五の実施形態において、データ受信端末２０の構成例は、例えば、第二の実施形態と同様である。

第五の実施形態において、データ受信端末２０は、送信したＡＣＫそれぞれに対して、ＡＣＫの再送条件を満たすか否かを判定する。

第五の実施形態において、データ受信端末２０の再送タイマ２０１４は、ＡＣＫを送信してからの経過時間を、送信したＡＣＫそれぞれに対して計測する。ＡＣＫ再送部２０１１は、送信したＡＣＫそれぞれに対応するＡＣＫ受信通知が所定の時間内に受信できたか否かを判定する。そして、ＡＣＫ再送部２０１１は、ＡＣＫ受信通知が所定の時間内に受信できなかった場合、該当するＡＣＫを再送する。

次に、本発明の第五の実施形態によるデータ送信端末１０とデータ受信端末２０による通信手順の一例を、図１９を用いて説明する。なお、特に記載しない部分については、例えば、一般的なＴＣＰ／ＩＰの通信動作に従うものとする。

図１９の例では、データ送信端末１０が、ＡＣＫの受信の有無に関わらず、ウィンドウサイズにあわせて、データ１乃至データ３を送信する。データ１乃至データ３を受信したデータ受信端末２０は、それぞれのデータに対するＡＣＫ（ＡＣＫ１乃至ＡＣＫ３）をデータ送信端末に送信する。データ送信端末１０は、ＡＣＫの受信に応じて、ＡＣＫ受信通知をデータ受信端末２０に送信する。例えば、データ送信端末１０は、ＡＣＫ１の受信に応じて、ＡＣＫ受信通知１を送信する。

図１９の例において、データ受信端末２０は、ＡＣＫ１を送信してから所定の時間内にＡＣＫ受信通知１を受信している。そのため、データ受信端末２０は、ＡＣＫ１の再送は必要ないと判定する。また、図１９の例では、データ受信端末２０は、ＡＣＫ３を送信してから所定の時間内にＡＣＫ受信通知３を受信している。そのため、データ受信端末２０は、ＡＣＫ３の再送は必要ないと判定する。

一方、図１９の例では、ＡＣＫ２が、ネットワークにおいて消失している。そのため、データ送信端末１０は、ＡＣＫ２を受信せず、ＡＣＫ２に対するＡＣＫ受信通知２を送信しない。したがって、データ受信端末２０は、所定の時間内に、データ送信端末からＡＣＫ受信通知２を受信しない。そして、データ受信端末２０は、該所定の時間内にＡＣＫ受信通知２を受信しないことに基づいて、ＡＣＫ２の再送が必要と判定し、ＡＣＫ２を再送する。その結果、データ送信端末１０は、タイムアウト時間内に再送されたＡＣＫ２を含め、データ１乃至３のそれぞれに対応する全てのＡＣＫ（ＡＣＫ１乃至３）を受信したので、ウィンドウサイズに基づくデータ（データ１乃至３）の再送は行わない。

続いて、本発明の第五の実施形態による、データ送信端末１０の動作例を説明する。図２０は、本発明の第五の実施形態における、データ送信端末１０の動作手順の一例を示すフローチャートである。

第五の実施形態において、ステップ５００（Ｓ５００）〜ステップ５０４（Ｓ５０４）の手順は、第一の実施形態のデータ送信端末１０のステップ１００（Ｓ１００）〜ステップ１０４（Ｓ１０４）の手順と同様である。

データ送信端末１０は、ウィンドウサイズに基づくデータ（図１９の例ではデータ１乃至３）の各々に対応するＡＣＫ（ＡＣＫ１乃至３）の全てをタイムアウト時間内に受信した場合、ウィンドウサイズに基づく新たなデータ（例えば、データ４乃至６）を送信する（Ｓ５０５）。

一方、データ送信端末１０は、ウィンドウサイズに基づくデータ（図１９の例ではデータ１乃至３）の各々に対応するＡＣＫ（ＡＣＫ１乃至３）の全てをタイムアウト時間内に受信しなかった場合、そのデータ（図１９の例ではデータ１乃至３）を再送する（Ｓ５０６）。データを再送した場合、データ送信端末は、再度、データ再送条件を満たすか否かを判定する。

続いて、本発明の第五の実施形態による、データ受信端末２０の動作例を説明する。図２１は、本発明の第五の実施形態における、データ受信端末２０の動作手順の一例を示すフローチャートである。

第五の実施形態において、ステップ６００（Ｓ６００）〜ステップ６０３（Ｓ６０３）の手順は、第一の実施形態のデータ受信端末１０ステップ２００（Ｓ２００）〜ステップ２０３（Ｓ２０３）の手順と同様である。

データ受信端末２０は、ステップ６０２（Ｓ６０２）で、コネクション切断を示すデータでないと判定すると、ステップ６０４（Ｓ６０４）に進み、ＡＣＫを送信してから所定の時間内にデータ送信端末１０から該ＡＣＫに対するＡＣＫ受信通知を受信したか否かを判定する。

データ受信端末２０は、送信したＡＣＫに対するＡＣＫ受信通知を所定の時間内に受信した場合には、ステップ６０１（Ｓ６０１）の手順に戻る。

一方、データ受信端末２０は、送信したＡＣＫに対するＡＣＫ受信通知を所定の時間内に受信しない場合には、ステップ６０５（Ｓ６０５）において、ＡＣＫを再送し、ステップ６０４の手順に戻る。

本発明の第一乃至第五の実施の形態は、適宜組み合わせることもできる。さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１２年２月２１日に出願された日本出願特願２０１２−０３５４０１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０ データ送信端末
２０ データ受信端末
３０ ネットワーク
５０ 通信システム
１００ 送信側入出力処理部
１０１ 送信側ＴＣＰ処理部
１０２ 送信側アプリケーション部
２００ 受信側入出力処理部
２０１ 受信側ＴＣＰ処理部
２０２ 受信側アプリケーション部
１０１０ ＡＣＫ再送判定部
１０１１ ＡＣＫ受信通知部
２０１０ ＡＣＫ返答部
２０１１ ＡＣＫ再送部
２０１２ データ処理部
２０１３ 記憶部
２０１４ 再送タイマ

Claims (9)

1. データを送信するデータ送信端末と、
   前記データの受信に応じて、前記データを受信したことを示す確認応答を前記データ送信端末に送信するデータ受信端末と、を有し、
   前記データ受信端末は、前記確認応答を送信してから所定の時間内に前記データ送信端末から新たなデータを受信したか否かに基づいて、前記確認応答の再送の要否を判定する手段を有することを特徴とする通信システムであって、
   前記データ受信端末は、再送する前記確認応答に、再送であることを示す帯域外データを格納する手段を有し、
   前記データ送信端末は、
   前記確認応答と、前記帯域外データが格納された確認応答と、を判別する手段を有することを特徴とする通信システム。
2. 前記データ受信端末は、
   前記所定の時間を、前記データ送信端末が前記データを再送する時間の間隔よりも短く設定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記データ受信端末は、
   前記確認応答を送信してからの経過時間を測定する手段と、
   前記経過時間が前記所定の時間に達することに応じて前記確認応答を再送する手段と、
   前記新たなデータの受信に応じて前記経過時間の測定を停止する手段とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記データ受信端末は、
   前記データを受信する時間の間隔を計算する手段と、
   前記計算された間隔に基づいて、前記所定の時間を設定する手段とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信システム。
5. 前記データ送信端末は、前記確認応答の受信に応じて、前記確認応答を受信したことを示す確認応答受信通知を送信する手段を有し、
   前記データ受信端末は、前記確認応答を送信してから所定の時間内に前記データ送信端末から前記確認応答受信通知を受信したか否かに基づいて、前記確認応答の再送の要否を判定する手段を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の通信システム。
6. 前記データ送信端末は、
   前記帯域外データが格納された確認応答の受信回数が連続して所定の回数以下である場合には前記データを再送しないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載された通信システム。
7. データ送信端末から送信されるデータを受信するデータ受信端末であって、
   前記データの受信に応じて前記データを受信したことを示す確認応答を前記データ送信端末に送信する第１の処理手段と、
   前記確認応答を送信してから所定の時間内に前記データ送信端末から新たなデータを受信したか否かに基づいて、前記確認応答の再送の要否を判定する第２の処理手段と、
   再送する前記確認応答に、再送であることを示す帯域外データを格納する手段と、を備えることを特徴とするデータ受信端末。
8. 前記第２の処理手段は、さらに、
   前記確認応答を送信してからの経過時間を測定する手段と、
   前記経過時間が前記所定の時間に達することに応じて前記確認応答を再送する手段と、
   前記新たなデータの受信に応じて前記経過時間の測定を停止する手段とを有することを特徴とする請求項７に記載のデータ受信端末。
9. データ送信端末が送信するデータの受信に応じて、前記データを受信したことを示す確認応答を前記データ送信端末に送信し、
   前記確認応答を送信してから所定の時間内に前記データ送信端末から新たなデータを受信したか否かに基づいて、前記確認応答の再送の要否を判定し、
   再送する前記確認応答に、再送であることを示す帯域外データを格納する、ことを特徴とする通信方法。

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