JPH02257736A - データ通信システムのフロー制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコンピュータネットワークに利用する。

本発明は、コンピュータネットワークのフロー制御に関
する。

〔概要〕

本発明は通信回線を介してデータパケットを送受信する
データ送信装置、データ受信装置、および受信したデー
タを記憶する受信バッファを備えたデータ通信システム
のフロー制御装置において、受信バッファの使用数が上
位しきい値を越えたときはウィンドウ更新を間引くタイ
ミングを制御するためのフラグを用いこれを送信側に転
送してデータの送信を間引き、下位しきい値以下になっ
たときはウィンドウ更新を増やすタイミングを制御する
ためのフラグを用いてこれを送信側に転送してデータの
送信を増やすことにより、バッファの使用数を所定値以
下におさえて安定したフロー制御を行えるようにしたも
のである。

〔従来の技術〕

コンピュータネットワーク内に必要以上のパケットが滞
留してふ（そうが生じないためのフロー制御方式として
ハンドシェーク方式、ウィンドウ制御方式などが提案さ
れているが、遅延の大きい系では一度にＷ個の受信バッ
ファを確保するウィンドウ制御方式が有効である。この
方式では送信側は連続して転送される一連のパケットに
対してモジュロｍで送信順序番号をつけて送信し、受信
側は直前に受信したパケットの送信順序番号をｎとする
とき、ｎ＋１　（モジュロｍ）の受信順序番号をつけた
受信可バケツ）ＲＲを送り返す。受信順序番号は送信順
序番号をｎまでのパケットの受信確認とウィンドウの下
限値の二つの意味を有する。送信側は受信可バケツ）Ｒ
Ｒ（ｎ＋１）を受信すると、ｎ＋ｗ　（モジュロｍ）ま
でのパケットを送信できる。

このウィンドウ制御を行えば送受信主体の対ごとにＷ個
を超えるパケットがネットワーク内に滞留しないことが
保証されるが、遅延の大きい系で連続転送を可能にする
ためにはＷの値は膨大なものとなる。受信側が送信側よ
りも遅い場合には必ず受信バッファにデータが溜まって
しまうが、常にＷ個の受信バッファを確保することは困
難である。また、ウィンドウ制御方式では、受信側の速
度が速くなって受信バッファが空になった場合に受信側
の速度が遅かったときのウィンドウ制御が解けず、デー
タの連続転送ができなくなってスルーブツトが落ちる問
題点がある。これらに対処するためのウィンドウ制御方
式を次のように改良するのも一つの方法である。

つまり、使用されている受信バッファの数ｂｕｆを常に
計数し、受信可バケ°ットを送信する直前にｂｕｆを受
信バッファの上位しきい値ｎおよび下位しきい値０と比
較し、ｂｕｆ≧ｎならばウィンドウ更新番号ｗｋの値は
更新せず、Ｑ＜ｂｕｆくｎならばｗｋ＝ｗｋ＋１とし、
ｂｕｆ＝０ならばｗｋ＝ｗｋ＋２とする。この比較によ
ってウィンドウ更新番号ｗｋを算出した後、これを伴っ
た受信可パケットＲＲを送信する。データ送信装置は通
信回線から受信可バケツ）ＲＲ（ｗｋ）を受信すると、
ウィンドウサイズ（ｗ）＋ｗｋ−１（モジュロｍ）まで
の送信順序番号の未送信データパケットを送信する。こ
れによって受信バッファの使用をｎ個以下に押さえ、か
つ、スループットの良いフロー制御を行うことができる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記改良方法では、受信バッファがいっばいのときはそ
の使用数を減らすためにデータの送信を間引き、受信バ
ッファが空のときはスルーブツトを上げるためにデータ
の送信を多くしているが、このため、ウィンドウサイズ
、伝送遅延、送信順序番号ｎの値などの条件によってフ
ロー制御が定常状態に落ち着かず、発振をし始めること
がある。

すなわち、送信側は受信バッファの上位しきい値を越え
るまでデータを送り続け、それから受信バッファが空に
なるまではデータをいっさい送らず、それから再び受信
バッファの上位しきい値を越えるまでデータを送り続け
るといったことを繰り返す発振状態に陥る場合がある。

発振状態は不安定であり、ネットワークに大量のデータ
が流れたり、全く流れなくなったりを繰り返すため問題
となる。

本発明はこのような問題を解決するもので、スルーブツ
トの良い安定した定常状態を持つフロー制御を行うこと
ができる装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、通信回線を介してデータパケットを送受信す
るデータ送信装置およびデータ受信装置を備え、この受
信装置には受信したデータを記憶する受信バッファを備
えたデータ通信システムのフロー制御装置において、前
記データ受信装置に、使用されている受信バッファの数
を計数する手段と、その使用されている受信バッファの
数を受信バッファの上位しきい値および下位しきい値と
比較する手段と、前記受信バッファの使用数が上位しき
い値を越えた場合にウィンドウ更新を間引くタイミング
を制御するフラグの状態をチェックする手段と、前記受
信バッファの使用数が下位しきい値以下になった場合に
ウィンドウ更新を増やすタイミングを制御するフラグの
状態をチェックする手段と、これらのチェックする手段
のチェック結果に従ってデータパケットに付与された送
信順序番号からウィンドウ更新番号を算出する手段と、
ウィンドウ更新番号を伴った受信可パケットを送信する
手段とを備え、前記データ送信装置に、この受信可パケ
ットを受信し付与されたウィンドウ更新番号に従ってウ
ィンドウ上限値を算出する手段と、そのウィンドウ上限
値と送信順序番号の比較に従って送信を制御する手段と
を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

データ受信装置においては、初期状態では受信バッファ
の数ｂｕｆ＝０とし、通信回線からデータを受信した時
ｂｕｆ＝ｂｕｆ＋ｌとし、受信可パケットＲＲを送信し
たときｂｕｆ＝ｂｕｆ−１として、使用されている受信
バッファの数ｂｕｆを計数する。ウィンドウ更新番号ｗ
ｋは初期状態では０とする。

また、ウィンドウ更新を間引くタイミングを制御するた
めのフラグｆｕｌと、ウィンドウ更新を増やすタイミン
グを制御するためのフラグｅｍｐを用意し、初期状態で
はｆｕｌ＝ｌ、ｅｍｐ＝１とする。

受信可パケットを送信する直前にｂｕｆを受信バッファ
に上位しきい値ｎおよび下位しきい値０と比較し、フラ
グｆｕｌとｅｍｐの状態をチェックし、それらの結果に
従って、次の■〜■のようにウィンドウ更新番号ｗｋを
算出する。すなわち、■　ｂｕｆ≧ｎかツｆ　ｕ　Ｉ　
＝　ｌならば、ｗｋの値は更新せずに受信可バケツ）Ｒ
Ｒを送信し、ｆｕｌ＝Ｑとする。送信側がその受信可パ
ケットＲＲ（ｗｋ）を受信してから送る次のデータＤ　
（ｗｋ＋ｗ）を受信したとき、ｆｕｌ＝ｌとする。

■　ｂｕｆ＝Ｑかツｅ　ｍ　ｐ　＝　ｌならばｗｋ＝ｗ
ｋ＋２と更新して受信可バケツ）ＲＲを送信し、ｅｍｐ
＝Ｑとする。送信側がそのＲＲ（ｗｋ）を受信してから
送る次のデータＤ　（ｗｋ＋ｗ１）を受信したとき、ｅ
ｍｐ＝　ｌとする。

■　上記■■以外のとき、ｗｋ＝ｗｋ＋　ｌと更新して
受信可バケツ）ＲＲを送信する。

データ送信装置は通信回線から受信可パケットＲＲ（ｗ
ｋ）を受信すると、ウィンドウサイズ（ｗ）＋ｗｋ−１
までの送信順序番号の未送信データパケットを送信する
。

このように、受信バッファの使用数が上位しきい値を越
えたときはフラグｆｕｌを用いて制御しなからデータの
送信を間引き、下位しきい値以下になったときはフラグ
ｅｍｐを用いて制御しなからデータの送信を増やすこと
によって、発振せずにバッファの使用数をｎ個以下にお
さえて、安定したフロー制御を行うことができる。

〔実施例〕

次に、本発明実施例を図面に基づいて説明する。

図は本発明実施例の構成を示すブロック図である。

本発明実施例は、データ受信手段３を備え、受信したデ
ータを記憶する受信バッファ２に接続されたデータ受信
装置１と、データ送信手段２８を備えたデータ送信装置
２０とが通信回線１００を介して接続され、データ受信
装置１に、受信バッファ２の使用されている数を記憶す
るバッファ記憶手段５と、データ受信手段３がデータを
受信したときにバッファ記憶手段５に記憶された受信バ
ッファ数の値を１だけ加算するバッファ加算手段４と、
受信可バケツ）ＲＲ送信のタイミングを制御する受信制
御手段８と、この受信制御手段８から受信可パケットＲ
Ｒ送信命令を受けたききにバッファ記憶手段５に記憶さ
れた受信バッファ数の値を１だけ減算するバッファ減算
手段７と、しきい値を記憶するしきい値記憶手段１０と
、バッファ記憶手段５に記憶された受信バッファ数の値
としきい値記憶手段１０に記憶された受信バッファ２の
上位のしきい値および下位のしきい値とを比較するしき
い値比較手段９と、ウィンドウ更新を間引くタイミング
を制御するためのフラグを記憶する第一のフラグ記憶手
段１３と、しきい値比較手段９による比較の結果受信バ
ッファ数の値が上位しきい値を越えている場合は第一の
フラグ記憶手段１３に記憶されたフラグの値をチェック
する第一のフラグチェック手段１１と、ウィンドウ更新
を増やすタイミングを制御するためのフラグを記憶する
第二のフラグ記憶手段１４と、しきい値比較手段９によ
る比較の結果受信バッファ数の値が下位しきい値以下の
場合に第二のフラグ記憶手段１４に記憶されたフラグの
値をチェックする第二のフラグチェック手段Ｉ２と、比
較力よびチェックの結果にしたがって第一および第二の
フラグ記憶手段に記憶されたフラグの値を更新するフラ
グ更新手段１６と、ウィンドウ更新番号の値を記憶する
ウィンドウ更新番号記憶手段１８と、このウィンドウ更
新番号記憶手段１８に記憶されたウィンドウ更新番号を
更新するウィンドウ更新番号更新手段１７と、ウィンド
ウ更新番号記憶手段１８に記憶されたウィンドウ更新番
号を伴った受信可バケッ１−ＲＲを送信する受信可パケ
ット送信手段１９とを備え、データ送信装置２０に、受
信可パケッ１−ＲＲを受信する受信可パケット受信手段
２１と、ウィンドウサイズを記憶するウィンドウサイズ
記憶手段２２と、ウィンドウ上限値を記憶するウィンド
ウ上限値記憶手段２４と、受信可パケットＲＲの受信に
伴うウィンドウ更新番号とウィンドウサイズ記憶手段２
２に記憶されたウィンドウサイズとを加算し、ウィンド
ウ上限値記憶手段２４に記憶する加算手段２３と、最新
に送信されたデータパケットの送信順序番号を記憶する
送信順序番号記憶手段手段２５と、この送信順序番号記
憶手段２５に記憶された送信順序番号とウィンドウ上限
値記憶手段２４に記憶されたウィンドウの上限値とを比
較する比較手段２６と、ウィンドウ上限値を越えない送
信順序番号をもつ未送信のデータパケットの送信をデー
タ送信手段２８に命令する送信制御手段２７とを備える
。

データ受信装置１はデータ受信手段３がデータパケット
を受信すると、これを受信バッファ２に格納する。バッ
ファ記憶手段５は受信バッファ２の使用されている数を
常に記１．αする。初期状態ではバッファ記憶手段５は
値０を記憶している。

データ受信手段３がデータを受信すると、バッファ加算
手段４がバッファ記憶手段５に記憶された受信バッファ
の数ｂｕｆＯ値を１だけ加算する。

受信制御手段８は、受信可バケツ）ＲＲを送信するタイ
ミングを制御する。この受信制御手段８から受信可バケ
ツ）ＲＲ送信命令を受けるとバッファ減算手段７がバッ
ファ記憶手段５に記憶された受信バッファの数ｂｕｆＯ
値を１だけ減算し、しきい値比較手段９がバッファ記憶
手段５に記憶された受信バッファの数ｂｕｆの値としき
い値記憶手段１０に記憶された受信バッファの上位しき
い値ｎ１下位しきい値０とを比較する。その結果、受信
バッファの数ｂｕｆの値が上位しきい値を越えている場
合は第一のフラグチェック手段１１が第一のフラグ記憶
手段１３に記憶されたフラグｆｕｌの値をチェックし、
下位しきい値以下の場合は第二のフラグチェック手段１
２が第二のフラグ記憶手段１４に記憶されたフラグｅｍ
ｐの値をチェックする。

これらの比較およびチェックの結果に従って、フラグ更
新手段１６が第一のフラグ記憶手段１３に記憶されたウ
ィンドウ更新を間引くタイミングを制御するためのフラ
グｆｕｌの値や第二のフラグ記憶手段１４に記憶された
ウィンドウ更新を増やすタイミングを制御するためのフ
ラグｅｍｐの値を更新し、ウィンドウ更新番号更新手段
１７がウィンドウ更新番号記憶手段１８に記憶されたウ
ィンドウ更新番号ｗｋの値を更新する。

すなわち、ｂｕｆ≧ｎかつｆｕｌ＝１ならば、ウィンド
ウ更新番号更新手段１７はウィンドウ更新番号の値ｗｋ
＝ｉを更新せず、フラグ更新手段１６はｆｕｌ＝Ｑと更
新する。

ウィンドウ更新番号チェック手段１５は、受信制御手段
８から受信可バケツ）ＲＲ送信命令を受けると更新番号
の値ｗｋの値をチェックし、ｗｋｉ＋ｗ（ｗはウィンド
ウサイズ）となったときにフラグ更新手段１６がフラグ
ｆｕｌの値をｆｕｌｌと更新する。

ｂｕｆ＝Ｑかツｅ　ｍ　ｐ　＝　１ならば、ウィンドウ
更新番号更新手段１７はｗｋ＝ｉをｗｋ＝ｉ＋２と更新
し、フラグ更新手段１６はｅｍｐ＝Ｑと更新する。ウィ
ンドウ更新番号チェック手段１５は、受信制御手段８か
ら受信可バケツ）ＲＲ送信命令を受けると更新番号の値
ｗｋの値をチェックし、ｗｋ＋＋ｗ−１となったときに
フラグ更新手段１６がフラグｅｍｐの値をｅｍｐ＝　ｌ
と更新する。

Ｑ＜ｂｕｆ＜ｎのときとｂｕｆ≧ｎかつｆｕｌ＝０のと
きとｂｕｆ＝Ｑかつｅｍｐ−０のときは、ウィンドウ更
新番号更新手段１７はｗｋ＝ｗｋ＋１と更新する。この
結果更新されたウィンドウ更新番号ｗｋ　（モジュロｍ
）の値を再びウィンドウ更新番号記憶手段１８に記憶す
る。

ウィンドウ更新番号が更新されると、受信可パケット送
信手段１９がウィンドウ更新番号記憶手段１８に記憶さ
れたウィンドウ更新番号ｗｋを伴った受信可バケツ）Ｒ
Ｒを送信する。

データ送信装置２０では、受信可パケット受信手段２１
が受信可パケットＲＲを受信すると、これに伴われたウ
ィンドウ更新番号ｗｋとウィンドウサイズ記憶手段２２
に記憶されたウィンドウサイズＷと加算手段２３が加算
しくモジュロｍ）、ウィンドウ上限値記憶手段２４に記
憶する。送信順序番号記憶手段２５は最も新しく送信さ
れたデータパケットの送信順序番号を記１．徴する。

比較手段２６は送信順序番号記憶手段２５に記憶された
送信順序番号とウィンドウ上限値言己憶手段２４に記憶
されたウィンドウの上限値とを比較し、送信制御手段２
７はその結果、ウィンドウ上限値を越えない送信順序番
号を持つ未送信のデータパケットの送信をデータ送信手
段２８に命令する。データ送信手段２８は送信制御手段
２７から送信命令を受けたデータパケットを送信する。

本実施例では、データ受信装置１において、ウィンドウ
更新番号更新手段１７がウィンドウ更新番号ｗｋを更新
せずに受信可バケツ）ＲＲ（ｗｋ）を送信する際に、フ
ラグ更新手段１６がフラグｆｕ１をｆｕｌ＝Ｑとし、送
信側が受信可パケットＲＲ（ｗｋ）の受信後に送信した
データｌ）（ｗｋ＋Ｗ）をデータ送信手段３が受信した
ときにフラグ更新手段１６がフラグｆｕｌをｆｕｌ＝ｌ
とし、ｆｕｌ＝Ｑの間はウィンドウ更新番号ｗｋを必ず
更新するようにしている。

また、ウィンドウ更新番号ｗｋを二つ更新して受信可バ
ケツ）ＲＲ（ｗｋ）を送信する際に、フラグ更新手段１
６がフラグｅｍｐをｅｍｐ＝Ｑとし、送信側が受信可バ
ケツ）ＲＲ（ｗｋ）の受信後に送信したデータＤ　（ｗ
ｋ＋ｗ−１）をデータ送信手段３が受信したときにフラ
グ更新手段１６がフラグｅ　ｍ　ｐをｅｍｐ＝ｌとし、
ｅｍｐ＝Ｑの間はウィンドウ更新番号ｗｋを一つずつ更
新するようにしている。

このようにしてフラグｆｕｌによってウィンドウ更新を
間引くタイミングを制御し、フラグｅｍｐによってウィ
ンドウ更新を増やすタイミングを制御しているため発振
状態に陥ることがなく、安定した定常状態のもとてフロ
ー制御を実現することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、使用されている受
信バッファの数を上位しきい値および下位しきい値と比
較し、受信側に新たに設けた二つのフラグをチェックし
て受信側と送信側の間で同期をとってウィンドウ制御を
行うことにより、使用される受信バッファの数を上位し
きい値以下に制限してデータの連続転送を行うことがで
き、下位しきい値によって受信側の速度変化に対処した
スルーブツトのよい、安定した定常状態を持つフロー制
御を行うことができる。

特に、新たに設けたフラグによって、受信バッファの使
用数が下位しきい値以下になった場合にウィンドウ更新
を増やすタイミングを制御しているため、受信側の処理
速度が速くなったときに素早く新しい定常状態に移行す
ることができ、衛星回線のような遅延時間の大きい系で
も高速パケット通信を実現することが可能になる効果が
ある。

Ｒ送信手段、２０・・・データ送信装置、２１・・・受
信可バケツ）ＲＲ受信手段、２２・・・ウィンドウサイ
ズ記憶手段、２３・・・加算手段、２４・・・ウィンド
ウ上限値記憶手段、２５・・・送信順序番号記憶手段、
２６・・・比較手段、２７・・・送信制御手段、２８・
・・データ送信手段、１００・・・通信回線。

【図面の簡単な説明】

図は本発明実施例の構成を示すブロック図。 １・・・データ受信装置、２・・・受信バッファ、３・
・・データ受信手段、４・・・バッファ加算手段、５・
・・バッファ記憶手段、７・・・バッファ減算手段、訃
・・受信制御手段、９・・・しきい値比較手段、１０・
・・しきい値記憶手段、１１・・・第一のフラグチェッ
ク手段、１２・・・第二のフラグチェック手段、１３・
・・第一のフラグ記憶手段、１４・・・第二のフラグ記
憶手段、１５・・・ウィンドウ更新番号チェック手段、
１６・・・フラグ更新手段、１７・・・ウィンドウ更新
番号更新手段、１８・・・ウィンドウ更新番号記憶手段
、１９・・・受信可バケットＲ：、’ｉ＞ｙ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、通信回線を介してデータパケットを送受信するデー
   タ送信装置およびデータ受信装置を備え、この受信装置
   には受信したデータを記憶する受信バッファを備えたデ
   ータ通信システムのフロー制御装置において、 前記データ受信装置に、使用されている受信バッファの
   数を計数する手段と、 その使用されている受信バッファの数を受信バッファの
   上位しきい値および下位しきい値と比較する手段と、 前記受信バッファの使用数が上位しきい値を越えた場合
   にウィンドウ更新を間引くタイミングを制御するフラグ
   の状態をチェックする手段と、前記受信バッファの使用
   数が下位しきい値以下になった場合にウィンドウ更新を
   増やすタイミングを制御するフラグの状態をチェックす
   る手段と、これらのチェックする手段のチェック結果に
   従ってデータパケットに付与された送信順序番号からウ
   ィンドウ更新番号を算出する手段と、 ウィンドウ更新番号を伴った受信可パケットを送信する
   手段と を備え、 前記データ送信装置に、 この受信可パケットを受信し付与されたウィンドウ更新
   番号に従ってウィンドウ上限値を算出する手段と、その
   ウィンドウ上限値と送信順序番号の比較に従って送信を
   制御する手段と を備えたことを特徴とするデータ通信システムのフロー
   制御装置。