JPH11122296A - 帯域制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信帯域の利用についての優先度付けに基づ
いたきめ細かいサービスを実現する。 【解決手段】 レイヤ４処理部１２では、通常、相手ノ
ードの受信能力を示す受信告知ウィンドウ値と、ネット
ワークの転送能力を推定した輻輳ウィンドウ値とのいず
れか小さい値に基づいて、パケット送信に用いる通信帯
域を設定する通信プロトコルを実行する。ここで、パケ
ット紛失事象検出時には、輻輳ウィンドウ値を直ちには
削減せずにそのまま保持し、その後のパケット紛失状況
が悪化した場合にのみ輻輳ウィンドウ値を削減して通信
帯域を削減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯域制御方法に関
し、特に通信プロトコル処理を実行するノードにおける
プロトコルレイヤ４の帯域を制御する場合の帯域制御方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、インターネット／イントラネット
ではベストエフォート型サービスが主要なサービス形態
であり、各コネクションには時々刻々変化するネットワ
ーク状況に応じた帯域が提供される。代表的通信プロト
コルであるＴＣＰでは、パケット紛失事象の検出などを
基にしてネットワーク状況の変化を検出し、送信量を調
整する。

【０００３】このために、相手ノードの受信能力を示す
パラメータである受信告知ウィンドウ値（ａｄｗｎｄ）
の他に、ネットワークの転送能力の推定値を示すパラメ
ータである輻輳ウィンドウ値（ｃｗｎｄ）を用いて、ｍ
ｉｎ（ａｄｗｎｄ，ｃｗｎｄ）の範囲で送信する。ただ
し、ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）はＡとＢのいずれか小さい方の値
を採ることを示している。

【０００４】送信量の調整のための帯域制御はｃｗｎｄ
を中心として実現され、前述のパラメータの他にスロー
スタート閾値（ｓｓｔｈｒｅｓｈ）がある。これらのパ
ラメータに基づいてパケット送信が行われるが、スロー
スタートフェーズと輻輳回避フェーズと呼ばれる２つの
フェーズがあり、制御の方法が異なる。

【０００５】その方式の概要は次のようなものである。
なお、帯域制御の各パラメータの単位は、ＴＣＰの実装
ではバイト数を用いているが、以下では説明を容易にす
るためパケット数で表現する。まず、コネクション設定
後、帯域制御のパラメータを、ｓｓｔｈｒｅｓｈ＝ａｄ
ｗｎｄ、ｃｗｎｄ＝１に初期設定する。

【０００６】そしてスロースタートフェーズに入り、１
個のデータパケット（ＤＴパケット）の送信を行い、確
認応答パケット（ＡＣＫパケット）の受信を待つ。一定
時間内にＡＣＫパケットを受信したら、ｃｗｎｄを＋１
し、次には２パケットの送信を行い、以降、ＡＣＫパケ
ットを受信するごとに確認したＤＴパケット数だけ、次
の送信可能量であるｃｗｎｄが閾値ｓｓｔｈｒｅｓｈに
なるまで増加させる。

【０００７】したがって、送信可能量ｃｗｎｄは、１，
２，４，８，…と言った具合に増加していく。ｃｗｎｄ
がｓｓｔｈｒｅｓｈに達したら、輻輳回避フェーズに入
る。輻輳回避フェーズでは、ＡＣＫパケット受信ごとに
ｃｗｎｄを１／ｃｗｎｄだけ増加させるので、スロース
タートフェーズと比較して、遥かに緩やかな増加とな
る。

【０００８】代表的なＴＣＰの実装では、ＤＴパケット
紛失事象は、確認応答が受信されず時間監視がタイムア
ウトした時、または一定数（通常は３）以上の重複ＡＣ
Ｋを受信した時に、パケット紛失が発生したものと判断
する。なお、重複ＡＣＫ受信とは、同一の受信シーケン
ス番号を有するＡＣＫパケットを連続して複数個受信す
ることをいう。

【０００９】ＤＴパケット紛失と判断した時は、帯域制
御のパラメータを調整し、ｓｓｔｈｒｅｓｈはｍｉｎ
（ｃｗｎｄ，ａｄｗｎｄ）／２とする。またｃｗｎｄに
ついて、重複ＡＣＫ検出の場合には、新ｃｗｎｄ＝旧ｃ
ｗｎｄ／２とし、タイムアウトの場合には、新ｃｗｎｄ
＝１とするものとなっている（例えば、 W.R.Stevens
著、TCP Illustrated Vol.1 のChapter 21、Addison We
sley、1994など参照）

【００１０】一方、誤り回復の迅速化を狙いとした選択
的応答（ＳＡＣＫ）の機能がＴＣＰのオプションとして
１９９６年にインターネット・ドキュメントであるＲＦ
Ｃ２０１８で規定された。ＳＡＣＫ情報は、受信側でパ
ケット紛失により非連続受信となったパケット全てにつ
いて、受信できた区間をＡＣＫパケットに付加して具体
的に通知するものである。送信側では、この情報を使用
して、紛失パケットのみを再送する。

【００１１】帯域制御（輻輳制御）との関係について
は、ＲＦＣ２０１８では既存機能が保存されるべきとあ
るので、ＳＡＣＫ情報によりパケット紛失を検出した場
合には、前述の重複ＡＣＫ検出時と同様のパラメータ調
整を行う。以上のように、重複ＡＣＫ、応答確認タイム
アウト、ＳＡＣＫ情報によりパケット紛失事象を検出し
た場合、そのコネクションを使用しているユーザレベル
やアプリケーション種別によらず、一律に送信量を削減
する制御を行うものとなっていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の帯域制御方法、特に、現状の各種ホスト／端
末装置で実現されているＴＣＰでは、パケット紛失事象
が発生するようなネットワーク混雑時には、アプリケー
ションやユーザの通信要求条件に依らず、各コネクショ
ンの通信帯域を一律に削減するベストエフォート型サー
ビスを提供するものとなっているため、インターネット
の混雑時には、例えば、重要／緊急などの優先度の高い
通信のコネクションで帯域を確保することができないと
いう問題点があった。

【００１３】すなわち、情報通信サービスの多様化・高
度化に伴い、ベストエフォート型サービスにおいて、い
わゆるＱｏＳ（サービス品質）の要求条件の一つとし
て、通信帯域の利用についての優先度付けを行い、きめ
細かいサービス実現が必要となりつつある。例えば、社
内利用を想定したイントラネットにおいて、業務種別や
職位に応じて通信帯域の割当の優先度をつけて、重要通
信や緊急通信でのスループット確保や応答時間短縮を図
ることが考えられるが、現状のＴＣＰの帯域制御では実
現できない。

【００１４】本発明はこのような課題を解決するための
ものであり、通信帯域の利用についての優先度付けに基
づいたきめ細かいサービスを実現できる帯域制御方法を
提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による帯域制御方法のうち、請求項１
の発明は、相手ノードの受信能力を示す受信告知ウィン
ドウ値と、ネットワークの転送能力を推定した輻輳ウィ
ンドウ値とのいずれか小さい値に基づいて、パケット送
信に用いる通信帯域を設定する通信プロトコルにおい
て、パケット紛失事象検出時には、輻輳ウィンドウ値を
直ちには削減せずにそのまま保持し、その後のパケット
紛失状況が悪化した場合にのみ輻輳ウィンドウ値を削減
して通信帯域を削減するようにしたものである。したが
って、パケット紛失事象検出時には、直ちに通信帯域が
削減されず現状のまま保持され、その後のパケット紛失
状況が悪化した場合にのみ通信帯域が削減される。

【００１６】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
において、ユーザレベルあるいはアプリケーション種別
に応じて帯域を優先的に割当てる優先通信が必要か否か
判断し、優先通信が不要な場合には、パケット紛失事象
検出時に輻輳ウィンドウ値を直ちに削減し、優先通信が
必要な場合には、パケット紛失事象検出時に輻輳ウィン
ドウ値を直ちには削減せずにそのまま保持し、その後の
パケット紛失状況が悪化した場合にのみ輻輳ウィンドウ
値を削減して通信帯域を削減するようにしたものであ
る。したがって、パケット紛失事象検出時、優先通信が
不要なコネクションについては直ちに通信帯域が削減さ
れ、これにより解放された通信帯域を用いて優先通信が
必要なコネクションの通信帯域が現状のまま保持され、
その後のパケット紛失状況が悪化した場合になって初め
て、優先通信が必要なコネクションの通信帯域が削減さ
れる。

【００１７】また、請求項３の発明は、請求項１または
２の発明において、所定の監視区間ごとにパケット紛失
量を算出し、任意の監視区間での第１のパケット紛失量
と、その直後の監視区間での第２のパケット紛失量とを
比較し、第２のパケット紛失量が第１のパケット紛失量
より大きい場合には、パケット紛失状況が悪化している
と判断するようにしたものである。また、請求項４の発
明は、請求項３の発明において、パケット紛失事象検出
時点から送信済みのパケットすべてについて受信側から
送達確認通知された時点までの区間を監視区間とするよ
うにしたものである。

【００１８】また、請求項５の発明は、ネットワークの
負荷状況を示すスループットを所定長の測定区間ごとに
測定し、その変化に応じてパケット送信量を調整する通
信プロトコルにおいて、スループットの低下検出時に
は、パケット送信量を直ちには削減せずにそのまま保持
し、その後のスループット低下がさらに悪化した場合に
のみパケット送信量を削減して通信帯域を削減するよう
にしたものである。したがって、スループット低下検出
時には、直ちに通信帯域が削減されず現状のまま保持さ
れ、その後のスループット低下がさらに悪化した場合に
のみ通信帯域が削減される。

【００１９】また、請求項６の発明は、請求項５の発明
において、ユーザレベルあるいはアプリケーション種別
に応じて帯域を優先的に割当てる優先通信が必要か否か
判断し、優先通信が不要な場合には、スループット低下
検出時にパケット送信量を直ちに削減し、優先通信が必
要な場合には、スループット低下検出時にパケット送信
量を直ちには削減せずにそのまま保持し、その後のスル
ープット低下がさらに悪化した場合にのみパケット送信
量を削減して通信帯域を削減するようにしたものであ
る。したがって、スループット低下検出時、優先通信が
不要なコネクションについては直ちに通信帯域が削減さ
れ、これにより生じた通信帯域を用いて優先通信が必要
なコネクションの通信帯域が現状のまま保持され、その
後のスループット低下がさらに悪化した場合になって初
めて、優先通信が必要なコネクションの通信帯域が削減
される。

【００２０】また、請求項７の発明は、請求項５または
６の発明において、任意の第１の測定区間でのスループ
ットと、その直後の第２の測定区間でのスループットと
の差から第１のスループット変化量を算出し、算出され
た第１のスループット変化量が所定しきい値以上の場合
に、スループットが低下していると判断し、第２の測定
区間でのスループットと、その直後の第３の測定区間で
のスループットとの差から第２のスループット変化量を
算出し、算出された第１および第２のスループット変化
量が所定しきい値以上の場合には、スループット低下が
さらに悪化していると判断するようにしたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である
通信システムのブロック図である。同図において、エン
ドノード１は、情報通信網２に接続され、相手のエンド
ノード１と通信するノード、情報通信網２は通信回線お
よび中継ノードから構成されるネットワークである。

【００２２】エンドノード１は、下位レイヤ処理部１
１、レイヤ４処理部１２、アプリケーション処理部１３
から構成されている。下位レイヤ処理部１１は、プロト
コルレイヤ３以下の処理、すなわち、通信回線との電気
的整合などのレイヤ１、フレームの組立／分解などのレ
イヤ２、およびルーティングなどのレイヤ３（ここでは
ＩＰとする）の各処理を行う。

【００２３】レイヤ４処理部１２は、レイヤ４（ここで
はＴＣＰとする）のコネクションの設定解放やフロー制
御などに基づいたデータ送受信の処理を行う。この場
合、プロトコルレイヤ４（ＴＣＰ）用の帯域制御のパラ
メータとして、受信告知ウィンドウ値（ａｄｗｎｄ）、
輻輳ウィンドウ値（ｃｗｎｄ）、スロースタート閾値
（ｓｓｔｈｒｅｓｈ）の他に、パケット紛失数をカウン
トする機能、パケット紛失数を保持する変数ｌｏｓｓ１
とｌｏｓｓ２、パケット紛失事象検出時の送信済みで未
確認の最大送信シーケンス番号を保持する変数ｈｉ＿ｃ
ｈｋを用いる。

【００２４】送信可能なパケット数は、ｍｉｎ（ｃｗｎ
ｄ，ａｄｗｎｄ）であり、各パラメータの変動に伴い通
信中に変化していく。ただし、ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）はＡと
Ｂの小さい方の値を採ることを示す。また、上位レイヤ
がＯＮ／ＯＦＦを設定し、ＴＣＰでの帯域制御の方法を
選択するための優先通信フラグを持つ。

【００２５】本発明の第１の実施の形態では、優先通信
フラグがＯＮのコネクションにおいてパケット紛失事象
が検出された場合には、直ちに帯域制御パラメータｓｓ
ｔｈｒｅｓｈとｃｗｎｄを削減せずに保持し、その後の
紛失状況が悪化した場合にのみ帯域制御パラメータｓｓ
ｔｈｒｅｓｈとｃｗｎｄを削減するものである。また、
パケット紛失事象が検出された時点での送信済みでかつ
送達未確認のパケットすべてについて送達確認されるま
でを監視区間とし、隣接する２つの監視区間に紛失した
それぞれの紛失パケット総数を比較することにより、パ
ケット紛失事象検出後の紛失状況が悪化しているか否か
を判断するものである。

【００２６】次に、図２〜４を参照して、本発明の第１
の実施の形態による動作として、帯域制御を中心とした
データ送信の動作について説明する。図２は通信シーケ
ンス全体の概略を示すシーケンス説明図、図３は帯域制
御全体の概略を示すフローチャート、図４は優先通信時
の帯域制御処理を示す状態遷移表である。以下では、ク
ライアント側（受信側）からの要求に応じて、サーバ側
（送信側）からパケット転送を行う場合を例に説明す
る。

【００２７】まず、クライアント側のレイヤ４処理部１
２（ＴＣＰ）は、アプリケーション処理部１３（上位Ａ
Ｐ）からの通信開始要求に基づいて、コネクション設定
要求およびコネクション設定応答を、サーバ側のレイヤ
４処理部１２（ＴＣＰ）とやり取りすることにより、コ
ネクションの設定を行う。このとき、ＴＣＰコネクショ
ンでＳＡＣＫオプションを使用したい場合には、コネク
ション設定要求パケットにＳＡＣＫ表示を付加して、送
信側と受信側でネゴシエーションしておく。

【００２８】なお、クライアント側のレイヤ４処理部１
２（ＴＣＰ）は、アプリケーション処理部１３（上位Ａ
Ｐ）からの通信終了要求に基づいて、コネクション開放
要求およびコネクション開放応答を、サーバ側のレイヤ
４処理部１２（ＴＣＰ）とやり取りすることにより、コ
ネクションの開放を行う。

【００２９】図２に示すように、コネクション設定完了
後、サーバ側はデータ転送可能な通常（Ｎ）状態となる
（図３：ステップ３１）。サーバ側の上位ＡＰは、クラ
イアント側の上位ＡＰから通知されるユーザＩＤまたは
要求アプリケーションＩＤに基づいて、設定したＴＣＰ
コネクションで優先的な帯域制御を行うか否か判断す
る。

【００３０】ここで、通知されたＩＤが、優先通信の必
要なコネクションを示す場合には、優先通信フラグをＯ
Ｎに設定し、優先通信の必要でないコネクションを示す
場合には、優先通信フラグをＯＦＦに設定しておく。し
たがって、以降のデータ転送の通常（Ｎ）状態におい
て、サーバ側のレイヤ４処理部１２により、ＴＣＰのＤ
Ｔパケットの紛失事象が検出された場合には、この優先
通信フラグのＯＮ／ＯＦＦにより、そのコネクションに
優先通信が必要か否か判断される。

【００３１】図３に示すように、データ転送の通常
（Ｎ）状態（ステップ３１）において、サーバ側のレイ
ヤ４処理部１２により、ＴＣＰのＤＴパケットの紛失事
象が検出された場合、その優先通信フラグがチェックさ
れる（ステップ３２）。ここで、優先通信フラグがＯＦ
Ｆならば、従来と同様の通常帯域制御が指定されている
コネクションであると判断して、直ちに帯域制御パラメ
ータｓｓｔｈｒｅｓｈとｃｗｎｄの削減を行う（ステッ
プ３３）。

【００３２】一方、優先通信フラグがＯＮの場合には、
優先通信が必要なコネクションであると判断して、以下
のような帯域制御処理を実行する。なお、パケット紛失
事象は、重複ＡＣＫ、ＳＡＣＫ（選択的応答）情報、送
達応答確認タイムアウトにより把握できる。また、紛失
パケット数Ｌは、重複ＡＣＫ、送達確認タイムアウトの
場合は１となるが、ＳＡＣＫ情報の場合はその情報から
判明する新たな紛失数Ｌとなる。

【００３３】通常（Ｎ）状態で、重複ＡＣＫ受信時また
はＳＡＣＫ受信時には、監視区間が開始され、その時点
での送信済みで未確認の最大送信シーケンス番号を変数
ｈｉ＿ｃｈｋへ設定し、変数ｌｏｓｓ１へ紛失パケット
数Ｌを設定し、ｃｗｎｄとｓｓｔｈｒｅｓｈの値を削減
することなく、監視１（Ｍ１）状態（ステップ３４）へ
遷移する。またＮ状態において、送達確認タイムアウト
時にも監視区間が開始され、その時点での送信済みで未
確認の最大送信シーケンス番号を変数ｈｉ＿ｃｈｋへ設
定し、変数ｌｏｓｓ１へ１を設定し、ｃｗｎｄとｓｓｔ
ｈｒｅｓｈの値を削減することなく、Ｍ１状態（ステッ
プ３４）へ遷移する。

【００３４】Ｍ１状態において、ＡＣＫ受信時の処理は
次のようになる。受信したＡＣＫパケットの受信シーケ
ンス番号（ＡＣＫｓｅｑ）が、ｈｉ＿ｃｈｋ＞ＡＣＫｓ
ｅｑの場合、すなわち送信済みで未確認のパケットすべ
てについてまだ送達確認されていない場合には、ｌｏｓ
ｓ１の変更はなく、Ｍ１状態のままとし、監視区間を継
続する。

【００３５】一方、ｈｉ＿ｃｈｋ≦ＡＣＫｓｅｑの場
合、すなわち送信済みで未確認のパケットすべてについ
て送達確認された場合には、その時点での送信済みで未
確認の最大送信シーケンス番号をｈｉ＿ｃｈｋへ設定
し、変数ｌｏｓｓ２を０とし、監視２（Ｍ２）状態（ス
テップ３５）へ遷移する。これにより、最初の監視区間
が終了して、次の監視区間が開始される。

【００３６】また、Ｍ１状態において、重複ＡＣＫ受信
時またはＳＡＣＫ受信時の処理は次のようになる。受信
するＡＣＫパケットの受信シーケンス番号（ＡＣＫｓｅ
ｑ）が、ｈｉ＿ｃｈｋ＞ＡＣＫｓｅｑの場合、すなわち
送信済みで未確認のパケットすべてについてまだ送達確
認されていない場合には、新たなパケット紛失の検出が
あればｌｏｓｓ１へ紛失数Ｌを加算し、Ｍ１状態のまま
とし、監視区間を継続する。

【００３７】一方、ｈｉ＿ｃｈｋ≦ＡＣＫｓｅｑの場
合、すなわち送信済みで未確認のパケットすべてについ
て送達確認された場合には、その時点での送信済みで未
確認の最大送信シーケンス番号をｈｉ＿ｃｈｋへ設定
し、新たなパケット紛失の検出があればｌｏｓｓ２へ紛
失数Ｌを設定して、Ｍ２状態へ遷移する。これにより、
最初の監視区間が終了して、次の監視区間が開始され
る。さらに、Ｍ１状態で、送達確認タイムアウト時は、
ｌｏｓｓ１を＋１し、Ｍ１状態のままとし、監視区間を
継続する。

【００３８】また、Ｍ２状態において、ＡＣＫ受信時の
処理は次のようになる。受信するＡＣＫパケットの受信
シーケンス番号（ＡＣＫｓｅｑ）が、ｈｉ＿ｃｈｋ＞Ａ
ＣＫｓｅｑの場合、すなわち送信済みで未確認のパケッ
トすべてについてまだ送達確認されていない場合には、
ｌｏｓｓ２の変更はなく、Ｍ２状態のままとし、監視区
間を継続する。

【００３９】一方、ｈｉ＿ｃｈｋ≦ＡＣＫｓｅｑの場
合、すなわち送信済みで未確認のパケットすべてについ
て送達確認された場合には、前後２つの監視区間が終了
したと判断して、ｌｏｓｓ１とｌｏｓｓ２の値を比較す
る（ステップ３６）。ここで、ｌｏｓｓ２＝０ならば、
後続の監視区間において紛失パケットが発生していない
ことから、輻輳状況は解消したと判断して、帯域制御パ
ラメータｓｓｔｈｒｅｓｈとｃｗｎｄは削減せず、通常
（Ｎ）状態（ステップ３１）へ遷移する。

【００４０】また、ｌｏｓｓ１≧ｌｏｓｓ２ならば、後
続の監視区間での紛失パケット総数が低減していること
から、輻輳状況は改善しつつあると考えられるため、帯
域制御パラメータｓｓｔｈｒｅｓｈとｃｗｎｄは削減せ
ず、さらに様子を見るため、新たな監視区間を開始す
る。このため、ｌｏｓｓ２の値をｌｏｓｓ１へ設定し、
ｌｏｓｓ２＝０とし、その時点での送信済みで未確認の
最大送信シーケンス番号をｈｉ＿ｃｈｋへ設定して、Ｍ
２状態（ステップ３５）へ戻り、監視区間を継続する。

【００４１】また、ｌｏｓｓ１＜ｌｏｓｓ２ならば、後
続の監視区間での紛失パケット総数が増加していること
から、ネットワークの輻輳状況が悪化していると考えら
れるため、帯域制御パラメータｓｓｔｈｒｅｓｈとｃｗ
ｎｄを削減（ステップ３７）した後に、Ｎ状態（ステッ
プ３１）へ遷移する。

【００４２】また、Ｍ２状態において、重複ＡＣＫ受信
時またはＳＡＣＫ受信時の処理は次のようになる。受信
するＡＣＫパケットの受信シーケンス番号（ＡＣＫｓｅ
ｑ）が、ｈｉ＿ｃｈｋ＞ＡＣＫｓｅｑの場合、すなわち
送信済みで未確認のパケットすべてについてまだ送達確
認されていない場合には、新たなパケット紛失の検出が
あればｌｏｓｓ２へ紛失数Ｌを加算し、Ｍ２状態のまま
とし、監視区間を継続する。

【００４３】ｈｉ＿ｃｈｋ≦ＡＣＫｓｅｑの場合、すな
わち送信済みで未確認のパケットすべてについて送達確
認された場合には、前後２つの監視区間が終了したと判
断して、ｌｏｓｓ１とｌｏｓｓ２の値を比較する（ステ
ップ３８）。ここで、ｌｏｓｓ１≧ｌｏｓｓ２ならば、
後続の監視区間での紛失パケット総数が低減しているこ
とから、輻輳状況は改善しつつあると考えられるため、
帯域制御パラメータｓｓｔｈｒｅｓｈとｃｗｎｄは削減
しない。

【００４４】そして、さらに様子を見るため、ｌｏｓｓ
２の値をｌｏｓｓ１へ設定するとともに、その時点での
送信済みで未確認の最大送信シーケンス番号をｈｉ＿ｃ
ｈｋへ設定し、新たなパケット紛失の検出があればｌｏ
ｓｓ２へ紛失数Ｌを設定して、Ｍ２状態（ステップ３
５）へ戻り、新たな監視区間を開始する。

【００４５】また、ｌｏｓｓ１＜ｌｏｓｓ２ならば、後
続の監視区間での紛失パケット総数が増加していること
から、ネットワークの輻輳状況が悪化していると考えら
れるため、帯域制御パラメータｓｓｔｈｒｅｓｈとｃｗ
ｎｄを削減（ステップ３９）した後に、Ｎ状態（ステッ
プ３１）へ遷移する。

【００４６】さらに、Ｍ２状態で、送達確認タイムアウ
ト時は、ｌｏｓｓ２を＋１し、Ｍ２状態のままとし、監
視区間を継続する。なお、ステップ３６，３８での帯域
制御パラメータｓｓｔｈｒｅｓｈとｃｗｎｄの削減は、
ここでは従来方式と同様に、ｓｓｔｈｒｅｓｈ＝ｍｉｎ
（ｃｗｎｄ，ａｄｗｎｄ）／２、新ｃｗｎｄ＝旧ｃｗｎ
ｄ／２とする。

【００４７】このように、本発明の第１の実施の形態で
は、パケット紛失事象が検出された場合には、直ちに帯
域制御パラメータｓｓｔｈｒｅｓｈとｃｗｎｄを削減せ
ずに保持し、その後の紛失状況が悪化した場合にのみ帯
域制御パラメータｓｓｔｈｒｅｓｈとｃｗｎｄを削減す
るようにした。したがって、図５（ａ）に示す従来の帯
域制御方法のように、パケット紛失事象の検出に応じて
一律に帯域削減を行う場合と比較して、図５（ｂ）に示
すように、重要／緊急などの優先度の高い通信のコネク
ションで帯域を確保することができ、通信帯域の利用に
ついての優先度付けに基づいたきめ細かいサービスを実
現できる。

【００４８】また、パケット紛失事象が検出された時点
での送信済みでかつ送達未確認のパケットすべてについ
て送達確認されるまでを監視区間とし、任意の監視区間
とその直後の監視区間で紛失したそれぞれの紛失パケッ
ト総数ｌｏｓｓ１，ｌｏｓｓ２を比較するようにしたの
で、パケット紛失事象検出後の紛失状況が悪化している
か否かを正確に判断できる。

【００４９】また、受信側（クライアント側）から通知
されたユーザＩＤまたは要求アプリケーションＩＤに基
づき、送信側（サーバ側）でそのコネクションへの優先
的な帯域制御を行うか否か判断するようにしたので、多
数の受信側に対する無制限な優先通信を容易に抑制する
ことができるとともに、優先通信を行わない従来と同様
のコネクションについてはパケット紛失事象の検出に応
じて直ちに帯域削減が行われ、優先通信を行うための帯
域を確保できる。

【００５０】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。ここでは、ネットワークの輻輳状況をパケッ
ト紛失事象でなく、スループットの変化状況から把握し
て、送信量を調整する通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ
−Ｖｅｇａｓと呼ばれるＴＣＰバージョン）の場合につ
いて説明する。なお、考え方は前述と同様であり、ここ
では簡単に説明する。

【００５１】まず、所定長の測定区間ごとにスループッ
トを算出する。スループットを算出する場合、まず、任
意の測定区間でのパケット送信開始から、その測定区間
に送信した全送信パケットに対して受信側から送達確認
通知されるまでの所要時間を計時する。そして、その測
定区間に送信したパケット送信量を所要時間で除算する
ことによりスループットを算出する。

【００５２】続いて、任意の測定区間で算出したスルー
プットをＰ１とするとともに、その直後の測定区間で算
出したスループットをＰ２とし、両測定区間におけるス
ループット変化量Ｄを、両者の差すなわちＤ＝Ｐ１−Ｐ
２で求める。この場合、所定のしきい値ａを定めて、ス
ループットが低下しているか否かの状況判断に使用す
る。

【００５３】ここで、優先通信フラグがＯＮの場合の動
作は次のようになる。Ｄ＜ａならば、スループットが良
好であると判断して、パケット送信量を増加させる。ま
た、Ｄ≧ａならば、スループットが低下していると判断
して、現状の送信量の値を保持して次期間の様子を見
る。

【００５４】続いて、このＰ２の値をＰ１として保存し
ておき、次期間のスループットをＰ２として求める。そ
して、再びスループット変化量Ｄを算出してしきい値ａ
との比較を行い、再びＤ≧ａならば、スループット低下
がさらに悪化していると判断して、現状のパケット送信
量の値を削減する。

【００５５】一方、優先通信フラグがＯＦＦの場合の動
作は次のようになる。前述と同様にして算出したスルー
プット変化量Ｄとしきい値ａとを比較し、Ｄ＜ａなら
ば、スループットが良好であると判断して、送信量を増
加させる。また、Ｄ≧ａならば、スループットが低下し
て、ネットワークの負荷が高くなりつつあるものとし
て、直ちに現状の送信量の値を削減する。

【００５６】したがって、スループットの変化状況から
把握して、送信量を調整する通信プロトコルでは、スル
ープット低下が検出された場合には、直ちにパケット送
信量を削減せずに保持し、その後のスループット低下が
さらに悪化した場合にのみパケット送信量を削減するよ
うにしたので、従来のようにパケット紛失事象の検出に
応じて一律に帯域削減を行う場合と比較して、重要／緊
急などの優先度の高い通信のコネクションで帯域を確保
することができ、通信帯域の利用についての優先度付け
に基づいたきめ細かいサービスを実現できる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ネッ
トワークの輻輳状況が検出された場合には、優先通信を
行うコネクションにおいて、直ちにパケット送信量を削
減せずそのまま保持し、その後の輻輳状況がさらに悪化
した場合にのみ優先通信を行うコネクションの通信帯域
を削減するようにしたものである。したがって、従来の
ようにパケット紛失事象の検出に応じて一律に帯域削減
を行う場合と比較して、重要／緊急などの優先度の高い
通信のコネクションで帯域を確保することができるとと
もに、さらには、ベストエフォート型サービスにおける
ＱｏＳ（サービス品質）の多様化に対応でき、通信帯域
の利用についての優先度付けに基づいたきめ細かいサー
ビスを実現できる。例えば、社内利用を想定したイント
ラネットにおいて、業務種別やユーザ種別に応じて通信
帯域の割当の優先度をつけて、重要通信や緊急通信での
スループット確保や応答時間短縮を図ることができ、ア
グレッシブなベストエフォート型サービスを実現でき
る。

【００５８】また、ユーザレベルあるいはアプリケーシ
ョン種別に応じて帯域を優先的に割当てる優先通信が必
要か否か判断し、優先通信が不要なコネクションについ
ては、輻輳状況検出時にパケット送信量を直ちに削減
し、優先通信が必要なコネクションについては、輻輳状
況検出時にパケット送信量を直ちには削減せずにそのま
ま保持し、その後の輻輳状況が悪化した場合にのみパケ
ット送信量を削減して通信帯域を削減するようにしたも
のである。したがって、ネットワークで輻輳状況が発生
し、使用可能な通信帯域が低減した場合でも、輻輳発生
に応じて直ちに削減された優先通信が不要なコネクショ
ンの通信帯域を用いて、優先通信が必要なコネクション
の通信帯域が現状のまま保持される。さらに、ユーザレ
ベルあるいはアプリケーション種別に応じて帯域を優先
的に割当てる優先通信が必要か否かを送信側で判断で
き、多数の受信側に対する無制限な優先通信を容易に抑
制することができるとともに、優先通信を行わない従来
と同様のコネクションについてはパケット紛失事象の検
出に応じて直ちに帯域削減が行われ、優先通信を行うた
めの帯域を確保できる。

【００５９】また、所定の監視区間ごとにパケット紛失
量を算出し、任意の監視区間での第１のパケット紛失量
と、その直後の監視区間での第２のパケット紛失量とを
比較し、第２のパケット紛失量が第１のパケット紛失量
より大きい場合には、パケット紛失状況が悪化している
と判断するようにし、さらには、パケット紛失事象検出
時点から送信済みのパケットすべてについて受信側から
送達確認通知された時点までの区間を監視区間とするよ
うにしたので、ネットワークの輻輳状況をパケット紛失
事象により検出し、そのパケット送信量を調整する通信
プロトコルにおいて、パケット紛失事象検出後の紛失状
況が悪化しているか否かを正確に判断できる。

【００６０】また、任意の第１の測定区間でのスループ
ットと、その直後の第２の測定区間でのスループットと
の差から第１のスループット変化量を算出し、算出され
た第１のスループット変化量が所定しきい値以上の場合
に、スループットが低下していると判断し、第２の測定
区間でのスループットと、その直後の第３の測定区間で
のスループットとの差から第２のスループット変化量を
算出し、算出された第１および第２のスループット変化
量が所定しきい値以上の場合には、スループット低下が
さらに悪化していると判断するようにしたので、ネット
ワークの輻輳状況をスループットの変化により検出し、
そのパケット送信量を調整する通信プロトコルにおい
て、スループットの低下、およびその後のさらなる悪化
を正確に判断できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態であるデータ通信シス
テムのブロック図である。

【図２】 通信シーケンス全体の概略を示すシーケンス
説明図である。

【図３】 帯域制御全体の概略を示すフローチャートで
ある。

【図４】 優先通信時の帯域制御処理を示す状態遷移表
である。

【図５】 本発明の動作概念を示す説明図である。

【符号の説明】

１…エンドノード、２…情報通信網、１１…下位レイヤ
処理部、１２…レイヤ４処理部、１３…アプリケーショ
ン処理部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相手ノードの受信能力を示す受信告知ウ
   ィンドウ値と、ネットワークの転送能力を推定した輻輳
   ウィンドウ値とのいずれか小さい値に基づいて、パケッ
   ト送信に用いる通信帯域を設定する通信プロトコルにお
   いて、 パケット紛失事象検出時には、輻輳ウィンドウ値を直ち
   には削減せずにそのまま保持し、 その後のパケット紛失状況が悪化した場合にのみ輻輳ウ
   ィンドウ値を削減して通信帯域を削減することを特徴と
   する帯域制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の帯域制御方法において、 ユーザレベルあるいはアプリケーション種別に応じて帯
   域を優先的に割当てる優先通信が必要か否か判断し、 優先通信が不要な場合には、パケット紛失事象検出時に
   輻輳ウィンドウ値を直ちに削減し、 優先通信が必要な場合には、パケット紛失事象検出時に
   輻輳ウィンドウ値を直ちには削減せずにそのまま保持
   し、 その後のパケット紛失状況が悪化した場合にのみ輻輳ウ
   ィンドウ値を削減して通信帯域を削減することを特徴と
   する帯域制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の帯域制御方法に
   おいて、 所定の監視区間ごとにパケット紛失量を算出し、 任意の監視区間での第１のパケット紛失量と、その直後
   の監視区間での第２のパケット紛失量とを比較し、 第２のパケット紛失量が第１のパケット紛失量より大き
   い場合には、パケット紛失状況が悪化していると判断す
   ることを特徴とする帯域制御方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の帯域制御方法において、 パケット紛失事象検出時点から送信済みのパケットすべ
   てについて受信側から送達確認通知された時点までの区
   間を監視区間とすることを特徴とする帯域制御方法。
5. 【請求項５】 ネットワークの負荷状況を示すスループ
   ットを所定長の測定区間ごとに測定し、その変化に応じ
   てパケット送信量を調整する通信プロトコルにおいて、 スループットの低下検出時には、パケット送信量を直ち
   には削減せずにそのまま保持し、 その後のスループット低下がさらに悪化した場合にのみ
   パケット送信量を削減して通信帯域を削減することを特
   徴とする帯域制御方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の帯域制御方法において、 ユーザレベルあるいはアプリケーション種別に応じて帯
   域を優先的に割当てる優先通信が必要か否か判断し、 優先通信が不要な場合には、スループット低下検出時に
   パケット送信量を直ちに削減し、 優先通信が必要な場合には、スループット低下検出時に
   パケット送信量を直ちには削減せずにそのまま保持し、 その後のスループット低下がさらに悪化した場合にのみ
   パケット送信量を削減して通信帯域を削減することを特
   徴とする帯域制御方法。
7. 【請求項７】 請求項５または６記載の帯域制御方法に
   おいて、 任意の第１の測定区間でのスループットと、その直後の
   第２の測定区間でのスループットとの差から第１のスル
   ープット変化量を算出し、 算出された第１のスループット変化量が所定しきい値以
   上の場合に、スループットが低下していると判断し、 第２の測定区間でのスループットと、その直後の第３の
   測定区間でのスループットとの差から第２のスループッ
   ト変化量を算出し、 算出された第１および第２のスループット変化量が所定
   しきい値以上の場合には、スループット低下がさらに悪
   化していると判断することを特徴とする帯域制御方法。