JPH1023064A - 自律分散型トラヒックフロー制御法 - Google Patents
自律分散型トラヒックフロー制御法Info
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- JPH1023064A JPH1023064A JP17081896A JP17081896A JPH1023064A JP H1023064 A JPH1023064 A JP H1023064A JP 17081896 A JP17081896 A JP 17081896A JP 17081896 A JP17081896 A JP 17081896A JP H1023064 A JPH1023064 A JP H1023064A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ユーザ端末自身が、負荷の変動状況が推定し
て自律分散的に制御プロトコルのウィンドウサイズや送
信レートを決定することにより、効率的で信頼性の高い
データ送信を可能とする。 【解決手段】 データ送信時に送信先へデータとは異な
るパケットを一定間隔で送信する第１段階、及びその第
１段階の処理で測定される前記パケットの応答時間の時
系列情報に基づいて、送受信間経路の遅延変動を推定す
る第２段階（ステップ４０１、あるいはステップ４１
１）と、その第２段階における遅延変動値に基づいて、
転送制御プロトコルのウィンドウサイズと送信対象とす
るデータの送信レートのうち一つ以上を制御する第３段
階（ステップ４０３〜４０６、あるいはステップ４１
３，４１４）と、からなる、自律分散型トラヒックフロ
ー制御法を実現する。
て自律分散的に制御プロトコルのウィンドウサイズや送
信レートを決定することにより、効率的で信頼性の高い
データ送信を可能とする。 【解決手段】 データ送信時に送信先へデータとは異な
るパケットを一定間隔で送信する第１段階、及びその第
１段階の処理で測定される前記パケットの応答時間の時
系列情報に基づいて、送受信間経路の遅延変動を推定す
る第２段階（ステップ４０１、あるいはステップ４１
１）と、その第２段階における遅延変動値に基づいて、
転送制御プロトコルのウィンドウサイズと送信対象とす
るデータの送信レートのうち一つ以上を制御する第３段
階（ステップ４０３〜４０６、あるいはステップ４１
３，４１４）と、からなる、自律分散型トラヒックフロ
ー制御法を実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速広域通信を実
現するトラヒックフロー制御法に関するものであり、ユ
ーザ端末自身が網の遅延変動を推定するとともに、推定
した遅延変動に基づいて転送制御プロトコルのウィンド
ウサイズや送信データの送信レートを決定し、効率的か
つ信頼性の高い自律分散型データ送信が実現可能な、自
律分散型トラヒックフロー制御法に関する。
現するトラヒックフロー制御法に関するものであり、ユ
ーザ端末自身が網の遅延変動を推定するとともに、推定
した遅延変動に基づいて転送制御プロトコルのウィンド
ウサイズや送信データの送信レートを決定し、効率的か
つ信頼性の高い自律分散型データ送信が実現可能な、自
律分散型トラヒックフロー制御法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）
網を初めとした各種の通信網においては、ピーク変動等
のトラヒック特性が異なる複数種の通信サービスが混在
し、効率的で信頼性の高い網運用を実現することが必要
である。すなわち、複数種のトラヒックが共有される網
環境においては、網内の帯域変動に伴って新たな網管理
問題が発生することが予想され、データ損失や遅延など
の品質を一定レベル以上に維持しながら、網の使用状態
に応じたトラヒック制御の実現手段を確立することが課
題である。図１は、あるユーザ端末から約１００ｋｍ離
れた地点の別端末に対して、ｕｎｉｘ管理コマンド”ｐ
ｉｎｇ”を用いる方法により実測したＩＣＭＰパケット
の応答遅延時間の分布例である。本例では、６４バイト
長のパケットを１秒間隔で送信した際の往復時間に相当
しており、区間ａ〜ｂのあたりで大きく遅延が発生して
いることがわかる。すなわち、このａ〜ｂという時間区
間における遅延時間の増加は、パケットの通過経路に輻
輳が発生し、送信データの効率的なやりとりが妨げられ
ていることを示すものであり、データ損失や網の効率的
な運用の観点からすれば、このａ〜ｂ区間においてデー
タ送信レートを抑えることが望ましいと考えられる。Ａ
ＴＭ網に関しては、網を効率的に利用していくための方
法として、レート変動型のＡＢＲ（Available Bit Rat
e）トラヒックが提案されている。ＡＢＲを制御する際
には、交換機内において輻輳状態を判定し、負荷の変動
状況に応じて送信端末へ適切な送信レートを決定するた
めの網運用情報を転送する手段がとられる（例えば「ATM
Forum:"Traffic Management Specification(Ver.4.
0)",1995」に記載）。しかしながら、提案されている送
信データの制御手法については、交換機内における輻輳
判定後に送信端末へレート制御情報を転送するため、処
理遅延が生じるという課題がある。一方、この手法で
は、ＡＴＭ網やＡＴＭ網端末でしか使用できないという
問題点もある。従って、ＡＴＭ網端末以外でも適用可能
な負荷予測型の可変レート型送信方法の実現が望まれて
いた。
網を初めとした各種の通信網においては、ピーク変動等
のトラヒック特性が異なる複数種の通信サービスが混在
し、効率的で信頼性の高い網運用を実現することが必要
である。すなわち、複数種のトラヒックが共有される網
環境においては、網内の帯域変動に伴って新たな網管理
問題が発生することが予想され、データ損失や遅延など
の品質を一定レベル以上に維持しながら、網の使用状態
に応じたトラヒック制御の実現手段を確立することが課
題である。図１は、あるユーザ端末から約１００ｋｍ離
れた地点の別端末に対して、ｕｎｉｘ管理コマンド”ｐ
ｉｎｇ”を用いる方法により実測したＩＣＭＰパケット
の応答遅延時間の分布例である。本例では、６４バイト
長のパケットを１秒間隔で送信した際の往復時間に相当
しており、区間ａ〜ｂのあたりで大きく遅延が発生して
いることがわかる。すなわち、このａ〜ｂという時間区
間における遅延時間の増加は、パケットの通過経路に輻
輳が発生し、送信データの効率的なやりとりが妨げられ
ていることを示すものであり、データ損失や網の効率的
な運用の観点からすれば、このａ〜ｂ区間においてデー
タ送信レートを抑えることが望ましいと考えられる。Ａ
ＴＭ網に関しては、網を効率的に利用していくための方
法として、レート変動型のＡＢＲ（Available Bit Rat
e）トラヒックが提案されている。ＡＢＲを制御する際
には、交換機内において輻輳状態を判定し、負荷の変動
状況に応じて送信端末へ適切な送信レートを決定するた
めの網運用情報を転送する手段がとられる（例えば「ATM
Forum:"Traffic Management Specification(Ver.4.
0)",1995」に記載）。しかしながら、提案されている送
信データの制御手法については、交換機内における輻輳
判定後に送信端末へレート制御情報を転送するため、処
理遅延が生じるという課題がある。一方、この手法で
は、ＡＴＭ網やＡＴＭ網端末でしか使用できないという
問題点もある。従って、ＡＴＭ網端末以外でも適用可能
な負荷予測型の可変レート型送信方法の実現が望まれて
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、Ａ
ＴＭ網でしか網内の輻輳を検出する手段がなく、ＡＴＭ
網についても、交換機内からトラヒック監視情報に基づ
いて送信端末へ輻輳判定通知を送るため処理遅延が発生
するという問題がある。本発明の目的は、これら課題を
解決し、ユーザ端末自身が、負荷の変動状況が推定して
自律分散的に制御プロトコルのウィンドウサイズや送信
レートを決定することにより、効率的で信頼性の高いデ
ータ送信を可能とすることにある。
ＴＭ網でしか網内の輻輳を検出する手段がなく、ＡＴＭ
網についても、交換機内からトラヒック監視情報に基づ
いて送信端末へ輻輳判定通知を送るため処理遅延が発生
するという問題がある。本発明の目的は、これら課題を
解決し、ユーザ端末自身が、負荷の変動状況が推定して
自律分散的に制御プロトコルのウィンドウサイズや送信
レートを決定することにより、効率的で信頼性の高いデ
ータ送信を可能とすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の自律分散型トラヒックフロー制御法は、ユ
ーザ端末が通信ネットワークを介してデータを送信する
際、そのデータ（図２の４）とは異なるパケット（図２
の５）を一定間隔で送信する第１段階、及びその第１段
階の処理で測定される前記パケットの応答時間の時系列
情報に基づいて、送受信間経路の遅延変動を推定する第
２段階（例えば図４のステップ４０１、あるいはステッ
プ４１１）と、その第２段階における遅延変動値に基づ
いて、転送制御プロトコルのウィンドウサイズと送信対
象とするデータの送信レートのうち一つ以上を制御する
第３段階（例えば図４のステップ４０３〜４０６、ある
いはステップ４１３，４１４）と、からなる。
め、本発明の自律分散型トラヒックフロー制御法は、ユ
ーザ端末が通信ネットワークを介してデータを送信する
際、そのデータ（図２の４）とは異なるパケット（図２
の５）を一定間隔で送信する第１段階、及びその第１段
階の処理で測定される前記パケットの応答時間の時系列
情報に基づいて、送受信間経路の遅延変動を推定する第
２段階（例えば図４のステップ４０１、あるいはステッ
プ４１１）と、その第２段階における遅延変動値に基づ
いて、転送制御プロトコルのウィンドウサイズと送信対
象とするデータの送信レートのうち一つ以上を制御する
第３段階（例えば図４のステップ４０３〜４０６、ある
いはステップ４１３，４１４）と、からなる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明においては、ユーザ端末自
身が、送受信間の遅延変動時間から負荷の発生状況を推
定して、制御プロトコルのウィンドウサイズや送信レー
トを決定するため、効率的で信頼性の高いデータ送信が
可能となる。その結果、効率的で信頼性の高いデータ送
信が、ＡＴＭ網上、あるいはＡＴＭ網以外においても実
現できる。
身が、送受信間の遅延変動時間から負荷の発生状況を推
定して、制御プロトコルのウィンドウサイズや送信レー
トを決定するため、効率的で信頼性の高いデータ送信が
可能となる。その結果、効率的で信頼性の高いデータ送
信が、ＡＴＭ網上、あるいはＡＴＭ網以外においても実
現できる。
【０００６】以下、本発明の一実施例を図面により説明
する。図２は、本発明の自律分散型トラヒックフロー制
御法の一実施例を示す概念図である。図２において、１
はユーザ端末、２は通信ネットワーク、３は受信端末、
４はユーザ端末１と受信端末３との通信時に転送される
データパケット、５はユーザ端末１から受信端末３を折
り返して戻ってくる負荷検出パケット、である。まず、
ユーザ端末１から受信端末３へは、通信ネットワーク２
を経由して通信を行うことを前提としている。ここで、
ユーザ端末１は、受信端末３に対して、データパケット
４を送ると同時に、一定間隔で負荷検出パケット５を送
信する。負荷検出パケット５は、受信端末３から折り返
しユーザ端末１へ転送されると同時に、ユーザ端末１で
は負荷検出パケット５の往復時間を時系列情報として記
録する。ユーザ端末１は、負荷検出パケット５の往復時
間に関する時系列情報をもとに、通信ネットワーク２内
における輻輳状態を判定し、輻輳が発生していると判定
した場合には、転送制御プロトコルのウィンドウサイズ
とデータパケット４の転送レートのうち一つ以上を減少
させる。また、通信ネットワーク２内における使用帯域
が十分あるとユーザ端末１が判定した場合には、転送制
御プロトコルのウィンドウサイズとデータパケット４の
転送レートのうち一つ以上を増加させる。すなわち、ユ
ーザ端末１が、目的とする通信とは異なるプロセスであ
る負荷検出プロセスを用いて、通信ネットワーク２内の
輻輳の発生状況を予測することが可能となり、その結
果、通信ネットワーク２の帯域使用率に応じたデータパ
ケット４の送信レートを適応制御できる。以上に示した
方法を用いることにより、ユーザ端末１と受信端末３間
のパケット損失を抑制することが可能となり、信頼性の
高い通信を効率的に行うことができるというメリットが
生じる。また、ユーザ端末１から負荷検出パケット５を
送信する場合には、負荷検出パケット５の折り返しポイ
ントが受信端末３の代わりに通信ネットワーク２内の交
換機、ルータ、ブリッジなどの各種インタフェースとす
るように設定する方法も考えられる。
する。図２は、本発明の自律分散型トラヒックフロー制
御法の一実施例を示す概念図である。図２において、１
はユーザ端末、２は通信ネットワーク、３は受信端末、
４はユーザ端末１と受信端末３との通信時に転送される
データパケット、５はユーザ端末１から受信端末３を折
り返して戻ってくる負荷検出パケット、である。まず、
ユーザ端末１から受信端末３へは、通信ネットワーク２
を経由して通信を行うことを前提としている。ここで、
ユーザ端末１は、受信端末３に対して、データパケット
４を送ると同時に、一定間隔で負荷検出パケット５を送
信する。負荷検出パケット５は、受信端末３から折り返
しユーザ端末１へ転送されると同時に、ユーザ端末１で
は負荷検出パケット５の往復時間を時系列情報として記
録する。ユーザ端末１は、負荷検出パケット５の往復時
間に関する時系列情報をもとに、通信ネットワーク２内
における輻輳状態を判定し、輻輳が発生していると判定
した場合には、転送制御プロトコルのウィンドウサイズ
とデータパケット４の転送レートのうち一つ以上を減少
させる。また、通信ネットワーク２内における使用帯域
が十分あるとユーザ端末１が判定した場合には、転送制
御プロトコルのウィンドウサイズとデータパケット４の
転送レートのうち一つ以上を増加させる。すなわち、ユ
ーザ端末１が、目的とする通信とは異なるプロセスであ
る負荷検出プロセスを用いて、通信ネットワーク２内の
輻輳の発生状況を予測することが可能となり、その結
果、通信ネットワーク２の帯域使用率に応じたデータパ
ケット４の送信レートを適応制御できる。以上に示した
方法を用いることにより、ユーザ端末１と受信端末３間
のパケット損失を抑制することが可能となり、信頼性の
高い通信を効率的に行うことができるというメリットが
生じる。また、ユーザ端末１から負荷検出パケット５を
送信する場合には、負荷検出パケット５の折り返しポイ
ントが受信端末３の代わりに通信ネットワーク２内の交
換機、ルータ、ブリッジなどの各種インタフェースとす
るように設定する方法も考えられる。
【０００７】図３は、ユーザ端末１から０．３秒間隔で
送信された負荷検出パケット５の分布例とユーザ端末に
おけるデータパケット４の転送レートの制御例を示して
いる。図３において、実線は負荷検出パケット５の時系
列分布、点線はデータパケット４の転送レートに対応し
ており、負荷パケット５が一定以上（図３ではＲＴＴ＝
２００ｍｓｅｃ以上）の遅延時間を有する場合に、デー
タパケット４の転送レートが６０ｋｂｉｔ／ｓｅｃから
３０ｋｂｉｔ／ｓｅｃへ減少していることがわかる。す
なわち、図３に示すように、網のトラヒックが一定レベ
ル以上に増加しつつあると判断される場合にデータパケ
ット５の送信レートを下げる方法により、データ損失を
抑えると同時に、網の輻輳状態を現状以上に増加させな
い方向に機能させることが可能となる。データパケット
４の送信レートの変動方法としては、負荷検出パケット
５の往復時間値をもとにデータパケット４の送信レート
を変化させることで実現することができる。ここで、時
刻ｔ（ｉ）における負荷検出パケット５の往復時間をＲ
ＴＴ（ｉ）（以下、パケット往復時間とする）、データ
パケット４の転送レートの初期値をｒ0とすると、時刻
ｔにおけるデータパケット４の転送レートＲは、次式
（１）で表現できる。
送信された負荷検出パケット５の分布例とユーザ端末に
おけるデータパケット４の転送レートの制御例を示して
いる。図３において、実線は負荷検出パケット５の時系
列分布、点線はデータパケット４の転送レートに対応し
ており、負荷パケット５が一定以上（図３ではＲＴＴ＝
２００ｍｓｅｃ以上）の遅延時間を有する場合に、デー
タパケット４の転送レートが６０ｋｂｉｔ／ｓｅｃから
３０ｋｂｉｔ／ｓｅｃへ減少していることがわかる。す
なわち、図３に示すように、網のトラヒックが一定レベ
ル以上に増加しつつあると判断される場合にデータパケ
ット５の送信レートを下げる方法により、データ損失を
抑えると同時に、網の輻輳状態を現状以上に増加させな
い方向に機能させることが可能となる。データパケット
４の送信レートの変動方法としては、負荷検出パケット
５の往復時間値をもとにデータパケット４の送信レート
を変化させることで実現することができる。ここで、時
刻ｔ（ｉ）における負荷検出パケット５の往復時間をＲ
ＴＴ（ｉ）（以下、パケット往復時間とする）、データ
パケット４の転送レートの初期値をｒ0とすると、時刻
ｔにおけるデータパケット４の転送レートＲは、次式
（１）で表現できる。
【数１】 ここで、ｆは線形的あるいは非線形的に増減する関数と
して定義される。関数ｆは、パケット往復時間ＲＴＴ
（ｉ）が予め設定したパケット往復時間の基準値（＝Ｒ
ＴＴ0−）以下の場合か、パケット往復時間ＲＴＴ
（ｉ）が時刻ｔ（ｉ）以前のパケット往復時間値（…，
ＲＴＴ（ｉ−２），ＲＴＴ（ｉ−１））より任意に指定
した範囲で減少傾向にあると判定した場合の一つ以上の
条件に対して、０以上の値として与えられる。またパケ
ット往復時間ＲＴＴ（ｉ）がパケット往復時間の基準値
（＝ＲＴＴ0＋）以上の場合か、パケット往復時間ＲＴ
Ｔ（ｉ）が時刻ｔ（ｉ）以前のパケット往復時間値
（…，ＲＴＴ（ｉ−２），ＲＴＴ（ｉ−１））より任意
に指定した範囲で増加傾向にあると判定した場合の一つ
以上の条件に対して、０以下の値として与えられる。さ
らにまた、負荷検出パケット５が送信過程で損失した場
合には、通信ネットワーク２内の品質が不安定であると
判定して、関数ｆを減少させるように設定することもで
きる。また、時刻ｔ（ｉ）におけるパケット往復時間Ｒ
ＴＴ（ｉ）の代わりに、時刻ｔ（ｉ＋１）の予測値ＲＴ
Ｔ′（ｉ＋１）を用いて、データパケット４の転送レー
トＲを式（２）のように定義する方法もある。
して定義される。関数ｆは、パケット往復時間ＲＴＴ
（ｉ）が予め設定したパケット往復時間の基準値（＝Ｒ
ＴＴ0−）以下の場合か、パケット往復時間ＲＴＴ
（ｉ）が時刻ｔ（ｉ）以前のパケット往復時間値（…，
ＲＴＴ（ｉ−２），ＲＴＴ（ｉ−１））より任意に指定
した範囲で減少傾向にあると判定した場合の一つ以上の
条件に対して、０以上の値として与えられる。またパケ
ット往復時間ＲＴＴ（ｉ）がパケット往復時間の基準値
（＝ＲＴＴ0＋）以上の場合か、パケット往復時間ＲＴ
Ｔ（ｉ）が時刻ｔ（ｉ）以前のパケット往復時間値
（…，ＲＴＴ（ｉ−２），ＲＴＴ（ｉ−１））より任意
に指定した範囲で増加傾向にあると判定した場合の一つ
以上の条件に対して、０以下の値として与えられる。さ
らにまた、負荷検出パケット５が送信過程で損失した場
合には、通信ネットワーク２内の品質が不安定であると
判定して、関数ｆを減少させるように設定することもで
きる。また、時刻ｔ（ｉ）におけるパケット往復時間Ｒ
ＴＴ（ｉ）の代わりに、時刻ｔ（ｉ＋１）の予測値ＲＴ
Ｔ′（ｉ＋１）を用いて、データパケット４の転送レー
トＲを式（２）のように定義する方法もある。
【数２】 ここで、式（２）を用いた場合には、時刻ｔ（ｉ）にお
いて、時刻ｔ（ｉ＋１）の負荷遅延を予測することに対
応し、より迅速なフロー制御が可能となる。以上、図２
から図３に関する本実施例のフローチャートを図４に示
す。図４において、（ａ）は、パケット往復時間の基準
値（ＲＴＴ0＋，ＲＴＴ0−）のみからデータパケット４
の転送レートＲを決定する方法に対応し、ステップ４０
１にてパケット往復時間の計測及び転送レートＲの推定
値の計算などを行い、ステップ４０３〜４０６にて前記
推定値から適宜データパケット４の転送レートを増減す
る。また図４の（ｂ）は、パケット往復時間の変動率
（ｒｆとする）からデータパケット４の転送レートＲを
決定する方法に対応し、ステップ４１１にてパケット往
復時間の計測、転送レートＲの推定値の計算、前記変動
率の計算などを行い、ステップ４１３，４１４にて前記
変動率の傾向から適宜データパケット４の転送レートを
増減する。なお、（ａ）と（ｂ）の両方の条件をもとに
データパケット４の転送レートを決定する方法のフロー
チャートは図４（ａ）と（ｂ）を組み合わせることで実
現できる。
いて、時刻ｔ（ｉ＋１）の負荷遅延を予測することに対
応し、より迅速なフロー制御が可能となる。以上、図２
から図３に関する本実施例のフローチャートを図４に示
す。図４において、（ａ）は、パケット往復時間の基準
値（ＲＴＴ0＋，ＲＴＴ0−）のみからデータパケット４
の転送レートＲを決定する方法に対応し、ステップ４０
１にてパケット往復時間の計測及び転送レートＲの推定
値の計算などを行い、ステップ４０３〜４０６にて前記
推定値から適宜データパケット４の転送レートを増減す
る。また図４の（ｂ）は、パケット往復時間の変動率
（ｒｆとする）からデータパケット４の転送レートＲを
決定する方法に対応し、ステップ４１１にてパケット往
復時間の計測、転送レートＲの推定値の計算、前記変動
率の計算などを行い、ステップ４１３，４１４にて前記
変動率の傾向から適宜データパケット４の転送レートを
増減する。なお、（ａ）と（ｂ）の両方の条件をもとに
データパケット４の転送レートを決定する方法のフロー
チャートは図４（ａ）と（ｂ）を組み合わせることで実
現できる。
【０００８】図５は、具体的な関数ｆの形状例である。
図５において、（ａ）はステップ的に変動する例、
（ｂ）は線形的に増減する例、（ｃ）は非線形的に変動
する例、に対応している。ｆの変動率は、パケット往復
時間ＲＴＴ（ｉ）の絶対値、次時刻ｔ（ｉ＋１）の予測
値ＲＴＴ′（ｉ＋１）、往復時間の変動率（ＲＴＴ′
（ｉ＋１）−ＲＴＴ（ｉ），ＲＴＴ（ｉ）−ＲＴＴ（ｉ
−１），ＲＴＴ（ｉ−１）−ＲＴＴ（ｉ−２），…）の
一つ以上から規定することができる。また、ｆの形状
は、図５（ａ）〜（ｃ）を二つ以上組み合わせる方法も
考えられ、指数関数、ステップ関数、単調増加関数、ｎ
乗関数（ｎ：整数）等を任意に組み合わせることで表現
できる。さらにまた、式（１）、（２）はユーザ端末１
内のフロー制御におけるウィンドウサイズの設定変更パ
ターンに置き換えることも可能である。
図５において、（ａ）はステップ的に変動する例、
（ｂ）は線形的に増減する例、（ｃ）は非線形的に変動
する例、に対応している。ｆの変動率は、パケット往復
時間ＲＴＴ（ｉ）の絶対値、次時刻ｔ（ｉ＋１）の予測
値ＲＴＴ′（ｉ＋１）、往復時間の変動率（ＲＴＴ′
（ｉ＋１）−ＲＴＴ（ｉ），ＲＴＴ（ｉ）−ＲＴＴ（ｉ
−１），ＲＴＴ（ｉ−１）−ＲＴＴ（ｉ−２），…）の
一つ以上から規定することができる。また、ｆの形状
は、図５（ａ）〜（ｃ）を二つ以上組み合わせる方法も
考えられ、指数関数、ステップ関数、単調増加関数、ｎ
乗関数（ｎ：整数）等を任意に組み合わせることで表現
できる。さらにまた、式（１）、（２）はユーザ端末１
内のフロー制御におけるウィンドウサイズの設定変更パ
ターンに置き換えることも可能である。
【０００９】続いて、時刻ｔ（ｉ＋１）におけるパケッ
ト往復時間の予測値ＲＴＴ′（ｉ＋１）の導出方法を述
べる。ここで図６は、時刻ｔ（ｉ）以前のパケット往復
時間の時系列情報｛…，ＲＴＴ（ｉ−３），ＲＴＴ（ｉ
−２），ＲＴＴ（ｉ−１），ＲＴＴ（ｉ）｝から、時刻
ｔ（ｉ＋１）におけるパケット往復時間の予測値ＲＴ
Ｔ′（ｉ＋１）をニューラルネットワークを用いて推定
した例に対応しており、実線は測定データ、点線は推定
データを意味している。また、ＲＴＴは０．３秒間隔で
送出したＩＣＭＰパケット（負荷検出パケット）の実測
値に対応しており、送信端末と受信端末の距離は約７５
ｋｍとなっている。適用したニューラルネットワークは
階層型モデルであり（例えば「荻原将文：”ニューロ・
ファジィ・遺伝的アルゴリズム”，３章，産業図書，１
９９４」に記載）、時系列的な情報の組み合わせの最適
化処理を行うことを基本としている。図６におけるパケ
ット往復時間の推定に際しては、パケット往復時間の４
連続データ対をもとにニューラルネットワークの学習を
行っている。いま、ニューラルネットワークの入力層の
ユニット数を３、出力層のユニット数を１とすると、入
出力対は次式（３）で関係づけられる。
ト往復時間の予測値ＲＴＴ′（ｉ＋１）の導出方法を述
べる。ここで図６は、時刻ｔ（ｉ）以前のパケット往復
時間の時系列情報｛…，ＲＴＴ（ｉ−３），ＲＴＴ（ｉ
−２），ＲＴＴ（ｉ−１），ＲＴＴ（ｉ）｝から、時刻
ｔ（ｉ＋１）におけるパケット往復時間の予測値ＲＴ
Ｔ′（ｉ＋１）をニューラルネットワークを用いて推定
した例に対応しており、実線は測定データ、点線は推定
データを意味している。また、ＲＴＴは０．３秒間隔で
送出したＩＣＭＰパケット（負荷検出パケット）の実測
値に対応しており、送信端末と受信端末の距離は約７５
ｋｍとなっている。適用したニューラルネットワークは
階層型モデルであり（例えば「荻原将文：”ニューロ・
ファジィ・遺伝的アルゴリズム”，３章，産業図書，１
９９４」に記載）、時系列的な情報の組み合わせの最適
化処理を行うことを基本としている。図６におけるパケ
ット往復時間の推定に際しては、パケット往復時間の４
連続データ対をもとにニューラルネットワークの学習を
行っている。いま、ニューラルネットワークの入力層の
ユニット数を３、出力層のユニット数を１とすると、入
出力対は次式（３）で関係づけられる。
【数３】 図６におけるパケット往復時間の推定結果は、式（３）
の入出力データ対を３組（（３−ａ）〜（３−ｃ））用
いた場合に対応しており、実際の測定結果と傾向が一致
していることがわかる。この時、中間層数や中間層のユ
ニット数は任意に設定可能であり、しかも、式（２）に
おける入力データ数は２もしくは４以上の値を用いる方
法も考えられる。また、階層型ニューラルネットワーク
の最適化処理に際しては、誤差逆伝搬法（例えば「荻原
将文：”ニューロ・ファジィ・遺伝的アルゴリズム”，
３．６，産業図書，１９９４」に記載）やカルマンフィ
ルタ型解法（例えば「石田良平，村瀬治比古，小山修
平，杉山吉彦：”拡張カルマンフィルタによる超高速ニ
ューロ学習”，日本機械学会論文集（Ｃ），５８，ｐ
ｐ．２５０７−２５１２，１９９２」に記載）などを利
用することが可能である。なお、パケット往復時間の時
系列なデータが途中で損失した場合には、損失データの
時刻に対応する推定値を実データの代わりに適用するこ
とで、オンライン処理によるニューラルネットワークの
学習が実現される。
の入出力データ対を３組（（３−ａ）〜（３−ｃ））用
いた場合に対応しており、実際の測定結果と傾向が一致
していることがわかる。この時、中間層数や中間層のユ
ニット数は任意に設定可能であり、しかも、式（２）に
おける入力データ数は２もしくは４以上の値を用いる方
法も考えられる。また、階層型ニューラルネットワーク
の最適化処理に際しては、誤差逆伝搬法（例えば「荻原
将文：”ニューロ・ファジィ・遺伝的アルゴリズム”，
３．６，産業図書，１９９４」に記載）やカルマンフィ
ルタ型解法（例えば「石田良平，村瀬治比古，小山修
平，杉山吉彦：”拡張カルマンフィルタによる超高速ニ
ューロ学習”，日本機械学会論文集（Ｃ），５８，ｐ
ｐ．２５０７−２５１２，１９９２」に記載）などを利
用することが可能である。なお、パケット往復時間の時
系列なデータが途中で損失した場合には、損失データの
時刻に対応する推定値を実データの代わりに適用するこ
とで、オンライン処理によるニューラルネットワークの
学習が実現される。
【００１０】一方、パケット往復時間の推定方法として
は、ニューラルネットワークの代わりに、ＡＲモデルに
よる方法、ＡＲＭＡモデルによる方法、ＡＲＩＭＡモデ
ル（例えば「G.E.P.Box,G.M.Jenkins:"Time Series Anal
ysis:Forecasting and Control",Holden-Day,1976」、あ
るいは、「西村和人,山本幹,池田博昌:"ATM-LANにおける
トラヒック予測を用いた輻輳検出法に関する検討",信学
技報,SSE95-158,pp.55-60,1996」に記載）による方法な
どを挙げることができる。ＡＲモデル、ＡＲＭＡモデ
ル、ＡＲＩＭＡモデルを用いた場合には、時刻ｔ（ｉ）
以前のパケット往復時間の時系列情報｛…，ＲＴＴ（ｉ
−３），ＲＴＴ（ｉ−２），ＲＴＴ（ｉ−１），ＲＴＴ
（ｉ）｝から、それぞれのモデル同定解法をもとに時刻
ｔ（ｉ＋１）におけるパケット往復時間の予測値ＲＴ
Ｔ′（ｉ＋１）の推定が可能となり、ニューラルネット
ワークによる推定と同様に効率的かつ迅速なフロー制御
を実現することができる。
は、ニューラルネットワークの代わりに、ＡＲモデルに
よる方法、ＡＲＭＡモデルによる方法、ＡＲＩＭＡモデ
ル（例えば「G.E.P.Box,G.M.Jenkins:"Time Series Anal
ysis:Forecasting and Control",Holden-Day,1976」、あ
るいは、「西村和人,山本幹,池田博昌:"ATM-LANにおける
トラヒック予測を用いた輻輳検出法に関する検討",信学
技報,SSE95-158,pp.55-60,1996」に記載）による方法な
どを挙げることができる。ＡＲモデル、ＡＲＭＡモデ
ル、ＡＲＩＭＡモデルを用いた場合には、時刻ｔ（ｉ）
以前のパケット往復時間の時系列情報｛…，ＲＴＴ（ｉ
−３），ＲＴＴ（ｉ−２），ＲＴＴ（ｉ−１），ＲＴＴ
（ｉ）｝から、それぞれのモデル同定解法をもとに時刻
ｔ（ｉ＋１）におけるパケット往復時間の予測値ＲＴ
Ｔ′（ｉ＋１）の推定が可能となり、ニューラルネット
ワークによる推定と同様に効率的かつ迅速なフロー制御
を実現することができる。
【００１１】
【発明の効果】本発明による自律分散型トラヒックフロ
ー制御法を用いることにより、データを送信しようとす
るネットワーク端末が、送信対象とする網内のトラヒッ
ク状況を判定してデータの送信レートやウィンドウサイ
ズを自律的に変更することが可能となり、その結果、送
信データの損失の低下や網の輻輳抑制につながるなどの
効果をもたらす。
ー制御法を用いることにより、データを送信しようとす
るネットワーク端末が、送信対象とする網内のトラヒッ
ク状況を判定してデータの送信レートやウィンドウサイ
ズを自律的に変更することが可能となり、その結果、送
信データの損失の低下や網の輻輳抑制につながるなどの
効果をもたらす。
【図１】約１００ｋｍ離れた端末間の応答遅延時間の分
布例を示す図である。
布例を示す図である。
【図２】本発明の自律分散型トラヒックフロー制御法の
一実施例を示す概念図である。
一実施例を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施例におけるユーザ端末から０．
３秒間隔で送信された負荷検出パケットの分布とユーザ
端末におけるデータパケットの転送レートの制御を示す
図である。
３秒間隔で送信された負荷検出パケットの分布とユーザ
端末におけるデータパケットの転送レートの制御を示す
図である。
【図４】本発明の一実施例における自律分散型トラヒッ
クフロー制御法を示すフローチャートである。
クフロー制御法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例におけるデータパケットの送
信レートを規定する関数ｆの形状を示す図である。
信レートを規定する関数ｆの形状を示す図である。
【図６】本発明の一実施例におけるパケット往復時間の
実測値とニューラルネットワークを用いた推定値の分布
を示す図である。
実測値とニューラルネットワークを用いた推定値の分布
を示す図である。
１：ユーザ端末、２：通信ネットワーク、３：受信端
末、４：ユーザ端末１と受信端末３との通信時における
転送データパケット、５：ユーザ端末１から受信端末３
を折り返して戻ってくる負荷検出パケット。
末、４：ユーザ端末１と受信端末３との通信時における
転送データパケット、５：ユーザ端末１から受信端末３
を折り返して戻ってくる負荷検出パケット。
Claims (1)
- 【請求項１】 ユーザ端末が通信ネットワークを介して
データを送信する際のトラヒックフロー制御法であっ
て、 データ送信時に送信先へ該データとは異なるパケットを
一定間隔で送信する第１段階と、 該第１段階の処理で測定される前記パケットの応答時間
の時系列情報に基づいて、送受信間経路の遅延変動を推
定する第２段階と、 該第２段階における遅延変動値に基づいて、転送制御プ
ロトコルのウィンドウサイズと送信対象とするデータの
送信レートのうち一つ以上を制御する第３段階と、から
なることを特徴とする自律分散型トラヒックフロー制御
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17081896A JPH1023064A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 自律分散型トラヒックフロー制御法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17081896A JPH1023064A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 自律分散型トラヒックフロー制御法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1023064A true JPH1023064A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15911910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17081896A Pending JPH1023064A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 自律分散型トラヒックフロー制御法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1023064A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000216811A (ja) * | 1999-01-22 | 2000-08-04 | Chokosoku Network Computer Gijutsu Kenkyusho:Kk | フロ―制御方法 |
| JP2001069167A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Nec Telecom Syst Ltd | パケット通信システム |
| JP2001144810A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-05-25 | Nec Corp | ネットワークにおける伝送データの伝送帯域幅制御システム |
| JP2002510904A (ja) * | 1998-03-31 | 2002-04-09 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン（パブル） | データフロー制御方法および装置 |
| JP2003143216A (ja) * | 2001-10-25 | 2003-05-16 | Alcatel | 遠隔通信網を介しｉｐプロトコルを用いるパケットの送信方法 |
| SG102571A1 (en) * | 1999-03-31 | 2004-03-26 | Nec Corp | Delay fluctuation absorbing device and method |
| JP2005328458A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Advanced Telecommunication Research Institute International | 無線ネットワークのための制御装置 |
| JP2008104196A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi | パケット・トランシーバー・システム及び方法 |
| JP2008219408A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Ntt Docomo Inc | 通信装置、通信システム及び送信制御方法 |
| JP2009027303A (ja) * | 2007-07-18 | 2009-02-05 | Univ Of Electro-Communications | 通信装置および通信方法 |
| US7602719B2 (en) | 2003-06-27 | 2009-10-13 | Ipwireless, Inc. | Method and arrangement for TCP flow control |
| JP2011135207A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Nec Corp | ストリーム配信装置、方法及びプログラム |
| JP2012530478A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-11-29 | インテル コーポレイション | アクセス・ポイントの輻輳検出及び低減のための方法及びシステム |
| US9515942B2 (en) | 2012-03-15 | 2016-12-06 | Intel Corporation | Method and system for access point congestion detection and reduction |
-
1996
- 1996-07-01 JP JP17081896A patent/JPH1023064A/ja active Pending
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