JPH11225166A - フロー制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 急激なスループット変動にも対応する。 【解決手段】 今回受信した（ｎ）−ＡＣＫでの受信確
認データ量Ｄ（ｍ）を、今回（ｎ）−ＡＣＫの受信時刻
と前回（ｎ）−ＡＣＫの受信時刻との時間差で除算する
ことにより、最新の推定スループット１８を算出し、こ
の推定スループット１８に基づいて送信ウィンドウサイ
ズを算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フロー制御方法に
関し、特に送信側で推定したスループットに基づいて転
送データのフロー制御を行うフロー制御方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＯＳＩ参照モデルのトランスポ
ート層（第４層）では、ＴＣＰなどのコネクション型通
信プロトコルを用いて、ネットワークに依存せず、各通
信端末で動作する上位アプリケーション間すなわちエン
ド・ツー・エンドのデータ転送サービスが提供される。

【０００３】このような通信プロトコルでは、トラフィ
ックの過負荷によりデータ転送の渋滞を回避するため、
フロー制御として、通信相手との間の実際的な伝送速度
すなわちスループットに基づいて、送信ウィンドウサイ
ズ（送信側のデータ送信量）を制御するものとなってい
る。従来のフロー制御では、所定の固定時間の間に通信
相手からのＡＣＫにより送達が確認されたデータ量を、
その固定時間で除算することにより、スループットを推
定するものとなっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のフロー制御方法では、所定の固定時間におけ
る送達確認データ量をスループットとして算出している
ため、新たなスループットを得るには少なくとも固定時
間だけ時間が必要となり、スループットの急激な変動に
追従したフロー制御を実行することができないという問
題点があった。本発明はこのような課題を解決するため
のものであり、急激なスループット変動にも対応できる
フロー制御方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【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、本発明によるフロー制御方法は、送信側で
は、受信側からの第１の受信応答から得られた受信側で
の受信確認データ量を、第１の受信応答が送信側で検出
された第１の受信時刻とこの第１の受信応答の直前に検
出された第２の受信応答が検出された第２の受信時刻と
の時間差で除算することにより推定スループットを算出
し、この推定スループットに基づいて送信側から送出す
る転送データ量を算出するようにしたものである。

【０００６】また、送信側では、各転送データの送出か
らそれぞれの転送データに対する受信応答の検出までに
要する受信応答検出時間を算出し、過去に算出された受
信応答検出時間のうち最も小さい最小受信応答検出時間
と算出された推定スループットとの積と、受信側から通
知された受信可能データ量とのうち、いずれか小さい方
を転送データ量として設定するようにしたものである。

【０００７】

【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は本発明の一実施の形態であるフロ
ー制御方法が適用される通信プロトコルのデータ転送制
御部を示す説明図である。以下、ＯＳＩ参照モデルの第
ｎ層で用いられる通信プロトコルのデータ転送制御部を
例に説明する。

【０００８】第ｎ層には、通信相手との間で所定のコネ
クションを設定・解除するコネクション設定解除制御部
１１と、推定したスループットに基づいてフロー制御を
行うデータ転送制御部１２とが設けられている。各層
は、隣接上位層からの「リクエスト（要求）」に応じて
「コンファメーション（確認）」を返送し、また必要に
応じて「インディケーション（指示）」送信し「レスポ
ンス（応答）」を受信することにより、隣接上位層との
間で各種制御およびデータのやり取りが行われる。

【０００９】データ転送制御部１２では、フロー制御を
含む各種データ転送制御のためのプログラム１３と、デ
ータ転送制御に必要な各種制御データ（１４〜１８）と
を用いて、データ転送制御が実行される。（ｎ）−ＤＡ
ＴＡ送信履歴１４は第ｎ層でのデータ送信履歴情報、
（ｎ）−ＡＣＫ受信履歴１５は第ｎ層でのデータ受信履
歴情報である。

【００１０】また、最小ＲＴＴ１６は過去の受信応答検
出時間（ラウンドトリップタイム：ＲＴＴ）のうち最小
のＲＴＴ、ウィンドウサイズ１７は自己の送信可能デー
タ量および相手の受信可能データ量、推定スループット
１８は最新の（ｎ）−ＡＣＫに基づいて算出されたスル
ープット、送信待ちキュー１９は送信待ちのデータが保
持されるキューバッファである。なお、ここでいうＲＴ
Ｔとは、送信側からデータを送信した時刻から、受信側
でそのデータが受信確認されて送信側へその受信応答が
到達するまでの所要時間を示している。

【００１１】次に、図２を参照して、本発明の動作につ
いて説明する。図２は本発明のフロー制御処理動作を示
す状態遷移フローである。以下では、ＯＳＩ参照モデル
第ｎ層のデータ転送処理におけるフロー制御を例に説明
する。なお、ここでは、データ転送開始後の処理動作に
ついて説明し、他の事象、例えばデータ転送開始・終了
時などの処理動作についての説明は省略する。

【００１２】送信側第ｎ層のデータ転送制御部１２によ
り、送信側から送信した第ｎ層のデータ、すなわち
（ｎ）−ＤＡＴＡが送信される。これが受信側で正常に
受信された場合、受信側第ｎ層のデータ転送制御部（図
示せず）は、受信した（ｎ）−ＤＡＴＡの受信確認、す
なわち（ｎ）−ＡＣＫを送信側に対して返送する。

【００１３】なお、この（ｎ）−ＡＣＫにより、受信確
認されたデータの位置を示す受信シーケンス番号（アク
ノリッジ・ナンバ：ＡＣＫ）や、受信側で受信可能なデ
ータ量を示す受信ウィンドウサイズ（ウィンドウ：ＷＮ
ＤＷ）などの制御情報が送信側に通知される。

【００１４】送信側のデータ転送部１２では、各種デー
タ転送処理中であって、ＡＣＫまたはタイムアウト待ち
状態（ステップ２１）において、受信側からの（ｎ）−
ＡＣＫを受信した場合（ステップ２２）には、その
（ｎ）−ＡＣＫの受信シーケンス番号を確認する。そし
て、前回通知された受信シーケンス番号と今回通知され
たものを比較する（ステップ２３）。

【００１５】ここで、受信シーケンス番号が更新されて
いない場合には（ステップ２３：ＮＯ）、受信側で新た
にデータが受信処理されておらず、送信ウィンドウサイ
ズの更新処理が不要であると判断して、ステップ２１に
戻る。また、受信シーケンス番号が更新されている場合
には（ステップ２３：ＹＥＳ）、図３に示すような、最
小ＲＴＴ算出処理３０に移行する。

【００１６】図３は、最小ＲＴＴ算出処理を示すフロー
チャートである。まず、（ｎ）−ＡＣＫ受信履歴１５
（図１参照）から、今回受信した（ｎ）−ＡＣＫの受信
時刻をＴｒ（ｍ）として取得するとともに（ステップ３
１）、（ｎ）−ＤＡＴＡ送信履歴１４から、今回受信し
た（ｎ）−ＡＣＫにより受信確認された（ｎ）−ＤＡＴ
Ａの送出時刻Ｔｓ（ｍ）を取得する。

【００１７】そして、この受信時刻Ｔr（ｍ）と送出時
刻Ｔｓ（ｍ）との時間差を求めることにより、今回受信
した（ｎ）−ＡＣＫに関する受信応答検出時間ＲＴＴを
算出する（ステップ３３）。ここで、今回得られたＲＴ
Ｔと、通信開始から今までに算出したＲＴＴのうち最も
小さい値の最小ＲＴＴ１６（図１参照）とを比較し（ス
テップ３４）、今回得られたＲＴＴの方が小さい場合に
のみ（ステップ３４：ＹＥＳ）、最小ＲＴＴ１５を更新
記憶する（ステップ３５）。

【００１８】このようにして、最小ＲＴＴ算出処理（ス
テップ３０：図２参照）を実行した後、図４に示すよう
な、推定スループット算出処理を実行する（ステップ４
０）。図４は、推定スループット算出処理を示すフロー
チャートである。まず、（ｎ）−ＤＡＴＡ送信履歴１４
と（ｎ）−ＡＣＫ受信履歴１５とを参照することによ
り、今回受信した（ｎ）−ＡＣＫにより受信確認された
受信確認データ量Ｄ（ｍ）を算出する（ステップ４
１）。

【００１９】次に、（ｎ）−ＡＣＫ受信履歴１５から、
今回受信した（ｎ）−ＡＣＫの受信時刻Ｔr（ｍ）を取
得するとともに（ステップ４２）、前回受信した（ｎ）
−ＡＣＫの受信時刻Ｔr（ｍ）を受得する（ステップ４
３）。そして、受信確認データ量Ｄ（ｍ）を、今回受信
時刻Ｔr（ｍ）と前回受信時刻Ｔr（ｍ）との差で除算す
ることにより、今回受信した（ｎ）−ＡＣＫに基づく最
新の推定スループットを算出し、推定スループット１８
として記憶する。

【００２０】このようにして、推定スループット算出処
理（ステップ４０：図３参照）を実行した後、図５に示
すような、送信ウィンドウサイズ（転送データ量）算出
処理を実行する（ステップ５０）。図５は、送信ウィン
ドウサイズの算出処理を示すフローチャートである。

【００２１】まず、最小ＲＴＴ１６と推定スループット
１８との積と、今回（ｎ）−ＡＣＫで通知された受信ウ
ィンドウサイズ（受信可能データ量）とを比較し、いず
れか小さい値をパラメータａに設定する（ステップ５
１）。続いて、送信ウィンドウサイズの最小の大きさを
示す最小ウィンドウサイズをパラメータｂに設定する
（ステップ５２）。

【００２２】なお、最小ウィンドウサイズは、通常、デ
ータ転送制御に用いるプロトコルにより予め設定されて
いる。そして、これらパラメータａ，ｂを比較し、いず
れか大きい値を送信ウィンドウサイズとして算出し、ウ
ィンドウサイズ１７として記憶する。

【００２３】このようにして、送信ウィンドウサイズ算
出処理（ステップ４０：図２参照）を実行することによ
り、最新の推定スループットに基づく送信ウィンドウサ
イズを算出する。そして、送信待ちキュー１９に送信待
ちデータがまだ存在しており、有効な送信ウィンドウサ
イズが設定されている場合、すなちわ（ｎ）−ＤＡＴＡ
を送信可能な場合には（ステップ２４：ＹＥＳ）、送信
待ちデータを送信ウィンドウサイズだけ送信する（ステ
ップ２５）。

【００２４】また、送信ウィンドウサイズだけデータを
送信した後、あるいは送信待ちデータがなくなった場合
には（ステップ２４：ＮＯ）、送信処理を終了し、ＡＣ
Ｋまたはタイムアウト待ち状態（ステップ２１）に戻
る。

【００２５】なお、ステップ２１において、（ｎ）−Ｄ
ＡＴＡ送出から所定期間経過前に（ｎ）−ＡＣＫが受信
されなかった場合には、（ｎ）−ＡＣＫタイムアウトが
発生する（ステップ２６）。この場合には、前回（ｎ）
−ＡＣＫの受信時刻を不定とし（ステップ２７）、前回
（ｎ）−ＤＡＴＡを再送データとして設定する（ステッ
プ２８）。

【００２６】これにより、最小ＲＴＴ１５，推定スルー
プット１８，受信ウィンドウサイズ１７が未定となり、
続く、ステップ５０の送信ウィンドウサイズ算出処理
（ステップ５０）では、送信ウィンドウサイズとして、
パラメータｂすなわち最小ウィンドウサイズ×２が設定
される。

【００２７】このように、本発明は、今回受信した
（ｎ）−ＡＣＫでの受信確認データ量Ｄ（ｍ）を、今回
（ｎ）−ＡＣＫの受信時刻と前回（ｎ）−ＡＣＫの受信
時刻との時間差で除算することにより、最新の推定スル
ープット１８を算出し、この推定スループット１８に基
づいて送信ウィンドウサイズを算出するようにしたもの
である。

【００２８】したがって、従来のように、所定の固定時
間の間に通信相手からの受信応答により送達が確認され
た総データ量を、その固定時間で除算することにより、
スループットを推定するものと比較して、受信応答が検
出されるごとに新たなスループットを得ることができ、
スループットの急激な変動に追従したフロー制御を実行
することができる。また、スループットの検出周期が固
定されていないため、例えば通信回線速度の範囲など適
用可能な通信条件が少なくなり、各種通信に適用でき
る。

【００２９】また、通信開始から今までに算出した最も
小さい最小ＲＴＴ１６と、算出された推定スループット
１８との積と、受信側から通知された受信ウィンドウサ
イズとのうち、いずれか小さい方を送信ウィンドウサイ
ズとして設定するようにしたものである。したがって、
最新のＲＴＴを用いて算出する場合と比較して、ネット
ワーク負荷が増大しＲＴＴが増加した場合でも、ＲＴＴ
の変動にあまり左右されず、変動を抑制して安定した送
信ウィンドウサイズを得ることができ、安定したフロー
制御を行える。

【００３０】以下、図６を参照して、本発明の実施例に
ついて説明する。図６は、本発明の実施例を示すシーケ
ンス図である。まず、時刻Ｔｓ０において、４つの
（ｎ）−ＤＡＴＡが送信側第ｎ層のデータ転送制御部か
ら受信側第ｎ層のデータ転送制御部に対して、順に送信
されたとする。この場合、最小ＲＴＴおよび推定スルー
プットとも不定である。

【００３１】受信側では、これら（ｎ）−ＤＡＴＡを受
信し、正常受信された場合には、これら（ｎ）−ＤＡＴ
Ａに対する受信確認（ｎ）−ＡＣＫを送信側に返送す
る。ここでは、２つの（ｎ）−ＤＡＴＡを受信するごと
に、（ｎ）−ＡＣＫが返送されている。

【００３２】送信側では、時刻Ｔｒ１に最初の（ｎ）−
ＡＣＫを受信し、前述したステップ２２，２３（図２参
照）が実行された後、ステップ３０の最小ＲＴＴ算出処
理により、 最小ＲＴＴ＝Ｔｒ１−Ｔｓ０ が算出される。なお、この時点では前回（ｎ）−ＡＣＫ
が存在しないことから、推定スループットは不定のまま
である。

【００３３】続く時刻Ｔｒ２において、送信側で次の
（ｎ）−ＡＣＫが受信された場合、最小ＲＴＴ算出処理
（ステップ３０）において、 ＲＴＴ＝Ｔｒ２−Ｔｓ０ が求められるが、時刻Ｔｒ１に求めた最小ＲＴＴの方が
小さいため、最小ＲＴＴは更新されない。

【００３４】また、推定スループット算出処理（ステッ
プ４０）では、前回（ｎ）−ＡＣＫが存在することか
ら、 推定スループット＝２個／（Ｔｒ２−Ｔｒ１） が算出される。

【００３５】これにより、送信ウィンドウサイズ算出処
理（ステップ５０）において、 送信ウィンドウサイズ＝最小ＲＴＴ×推定スループット が算出され、この送信ウィンドウサイズに基づいて送信
待ちデータが送信されるものとなる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、受信側
からの第１の受信応答から得られた受信側での受信確認
データ量を、第１の受信応答が送信側で検出された第１
の受信時刻とこの第１の受信応答の直前に検出された第
２の受信応答が検出された第２の受信時刻との時間差で
除算することにより推定スループットを算出し、この推
定スループットに基づいて送信側から送出する転送デー
タ量を算出するようにしたものである。したがって、従
来のように、所定の固定時間の間に通信相手からの受信
応答により送達が確認された総データ量を、その固定時
間で除算することにより、スループットを推定するもの
と比較して、受信応答が検出されるごとに新たなスルー
プットを得ることができ、スループットの急激な変動に
追従したフロー制御を実行することができる。また、ス
ループットの検出周期が固定されていないため、例えば
通信回線速度の範囲など適用可能な通信条件が少なくな
り、各種通信に適用できる。

【００３７】また、送信側では、各転送データの送出か
らそれぞれの転送データに対する受信応答の検出までに
要する受信応答検出時間を算出し、過去に算出された受
信応答検出時間のうち最も小さい最小受信応答検出時間
と算出された推定スループットとの積と、受信側から通
知された受信可能データ量とのうち、いずれか小さい方
を転送データ量として設定するようにしたものである。
したがって、最新の受信応答検出時間を用いて算出する
場合と比較して、ネットワーク負荷が増大し受信応答検
出時間が増加した場合でも、受信応答検出時間の変動に
あまり左右されず、変動を抑制して安定した送信ウィン
ドウサイズを得ることができ、安定したフロー制御を行
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態によるフロー制御が適
用されるデータ転送制御部を示すブロック図である。

【図２】 本発明のフロー制御処理動作を示す状態遷移
フローである。

【図３】 最小ＲＴＴ算出処理を示すフローチャートで
ある。

【図４】 推定スループット算出処理を示すフローチャ
ートである。

【図５】 送信ウィンドウサイズ算出処理を示すフロー
チャートである。

【図６】 本発明の実施例を示すシーケンス図である。

【符号の説明】

１１…コネクション設定解放制御部、１２…データ転送
制御部、１３…プログラム、１４…（ｎ）−ＤＡＴＡ送
信履歴、１５…（ｎ）−ＡＣＫ受信履歴、１６…最小Ｒ
ＴＴ、１７…ウィンドウサイズ、１８…推定スループッ
ト、１９…送信待ちキュー。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側から送出した転送データが受信側
   で受信されたことを示す受信側からの受信応答に基づい
   て、順次、送信側から転送データを送出するとともに、
   送信側で推定した受信側へのデータ転送に対するスルー
   プットに応じてデータ送信量を制御するフロー制御方法
   において、 送信側では、 受信側からの第１の受信応答から得られた受信側での受
   信確認データ量を、第１の受信応答が送信側で検出され
   た第１の受信時刻とこの第１の受信応答の直前に検出さ
   れた第２の受信応答が検出された第２の受信時刻との時
   間差で除算することにより推定スループットを算出し、 この推定スループットに基づいて送信側から送出する転
   送データ量を算出することを特徴とするフロー制御方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のフロー制御方法におい
   て、 送信側では、 各転送データの送出からそれぞれの転送データに対する
   受信応答の検出までに要する受信応答検出時間を算出
   し、 過去に算出された受信応答検出時間のうち最も小さい最
   小受信応答検出時間と算出された推定スループットとの
   積と、受信側から通知された受信可能データ量とのう
   ち、いずれか小さい方を転送データ量として設定するこ
   とを特徴とするフロー制御方法。