TW201720122A

TW201720122A - 資料通信裝置、資料通信方法及程式

Info

Publication number: TW201720122A
Application number: TW105120870A
Authority: TW
Inventors: 天野悟
Original assignee: 日本電氣股份有限公司
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2017-06-01
Also published as: WO2017022365A1

Abstract

本發明之資料通信裝置，包含：客戶端通信狀況保存部，存放有每一客戶端的通信狀況之資訊；以及傳送緩衝區，暫時性保存傳送往客戶端的資料；且於將資料傳送往前述客戶端之際，藉由存放於前述客戶端通信狀況保存部的資訊而判定與該客戶端之間的通信狀況，並因應於前述通信狀況來控制前述傳送緩衝區的資料蓄積量。

Description

資料通信裝置、資料通信方法及程式

本發明係關於在不同等待時間的網路間進行資料通信的資料通信裝置、資料通信方法、及程式。

在如行動網路的高等待時間環境與如廣域網路的低等待時間環境間中，資料的傳輸會產生速度差。以吸收此種網路間的資料之速度差並提升TCP(Transmis sion Control Protocol；傳輸控制通訊協定)處理量為目的，而在行動網路的邊緣設置有代理伺服器(例如專利文獻1)。亦即，代理伺服器設有：接收緩衝區，暫時性保存經由廣域網路傳輸而來的資料；以及傳送緩衝區，暫時性保存傳輸至行動網路的資料。利用控制此等接收緩衝區與傳送緩衝區，吸收廣域網路與行動網路之間的資料之速度差。

在行動網路環境中，會因為客戶端的通信區域，而混存有不同等待時間的區域。在低等待時間的行動網路之環境下，能期待利用加大傳送緩衝區的容量，而提升對於客戶端的資料之處理量。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2005-348107號公報

[發明所欲解決之問題] 然而，若加大代理伺服器的傳送緩衝區容量，代理伺服器將來自廣域網路的資料向傳送緩衝區加以緩衝處理中而自客戶端收到切斷信號之情形，恐將增加廣域網路的頻寬。意即，在此種狀況中，代理伺服器會接收來自內容伺服器的資料，進行緩衝處理，直到自客戶端收到切斷信號為止。在此，代理伺服器自客戶端收到切斷信號時，此時留在代理伺服器之傳送緩衝區的資料，成為不會向客戶端傳送的無用資料。只要傳送緩衝區容量大，此種不會向客戶端傳送的資料之資料量就多，相應地，內容伺服器與代理伺服器之間的廣域網路之頻寬會增加。

又，可認為若加大代理伺服器的傳送緩衝區容量，則行動網路側發生壅塞時，代理伺服器與內容伺服器之間的連線將會被切斷。意即，在行動網路側發生壅塞，代理伺服器與客戶端之間的資料通信暫時性中斷時，代理伺服器與內容伺服器之間的廣域網路通信仍在進行。因此，可認為代理伺服器的傳送緩衝區容量大時，在行動網路側發生壅塞期間，代理伺服器會將來自內容伺服器的內容資料取得到底。若代理伺服器會將來自內容伺服器的內容資料取得到底，則代理伺服器與內容伺服器之間成為無通信狀態。因此，引起內容伺服器側的無通信所致的逾時，代理伺服器與內容伺服器之間的連線將會被切斷。

如此，若加大代理伺服器的傳送緩衝區容量，會發生內容伺服器與代理伺服器之間的廣域網路的頻寬會增加的問題，或壅塞發生時代理伺服器與內容伺服器之間的連線會切斷之類的問題。又，若縮小代理伺服器的傳送緩衝區，則在如前所述的低等待時間高速通信的行動網路之環境下，無法獲得充足的處理量。

就解決手法而言，專利文獻1提案有一種手法，其係根據壅塞窗(cwnd)來決定傳送緩衝區的最大量，並因應於應保持於傳送緩衝區的資料量而將接收緩衝區(RWIN)通知給內容伺服器。然而，在專利文獻1的手法中，因為接收緩衝區進行伸縮，所以在無線環境中，即使係低等待時間環境，也會因為接收緩衝區變小而產生零窗(Zero Window，使得接收側的窗口尺寸為零)，而產生來自內容伺服器的接收速率變差之問題。又，在專利文獻1所示者之中，必須變更TCP模組的動作，所以必須改變形成OS (Operating System；作業系統)內核部分的核心(Kernel)。

有鑒於上述問題，本發明的目的在於提供一種資料通信裝置、資料通信方法、及程式，能抑制廣域網路的頻寬，且不降低給予客戶端的資料傳輸之處理量。 [解決問題之技術手段]

本發明係為解決上述問題而成，就本發明的一態樣而言，係一種資料通信裝置，包含：客戶端通信狀況保存部，存放每一客戶端的通信狀況之資訊；以及傳送緩衝區，暫時性保存傳送往客戶端的資料；且於將資料傳送往前述客戶端之際，藉由存放於前述客戶端通信狀況保存部的資訊而判定與該客戶端之間的通信狀況，因應於前述通信狀況來控制前述傳送緩衝區的資料蓄積量。 [發明之功效]

依據本發明，能藉由掌握與客戶端之間的通信狀況，並控制傳送緩衝區的資料蓄積量，而抑制廣域網路的頻寬之增大，且不降低給予客戶端的資料傳輸之處理量。

[實施發明之較佳形態] 以下，參照圖式說明本發明的實施形態。圖1係顯示本發明第1實施形態的通信系統1之構成的方塊圖。如圖1所示，本發明的第1實施形態之通信系統1包含：客戶端11、行動網路12、內容伺服器13、廣域網路14、以及代理伺服器15。

客戶端11係行動終端機或平板終端機等無線終端機。行動網路12係與客戶端11進行通信的無線網路。行動網路12含有與客戶端11進行無線通信的基地台和基地台間網路。就行動網路12而言，使用WCDMA(註冊商標)(Wideband Code Division Multiple Access；寬頻分碼多重存取)或LTE(Lo ng Term Evolution；長期演進技術)。

內容伺服器13係提供音樂或影片等內容的伺服器。內容伺服器13係設於廣域網路14上。廣域網路14係使用TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol；傳輸控制通訊協定/網際網路通訊協定)通訊協定進行資料通信的網路，例如網際網路。

代理伺服器15係對於來自自客戶端11的內容資料之要求，代替客戶端11而存取內容伺服器13並自內容伺服器13下載內容資料的伺服器。代理伺服器15係設於行動網路12與廣域網路14之間。自內容伺服器13經由廣域網路14而以代理伺服器15下載的內容資料係經由行動網路12而送至客戶端11。

其次說明代理伺服器15之構成的概略。首先，參照圖5說明概略，其後參照圖2說明細節。圖5係顯示代理伺服器15之構成的概略圖。如圖5所示，資料通信裝置31(相當於圖2中代理伺服器15)包含：客戶端通信狀況保存部32(對應於圖2中局部壅塞資料庫27)，存放每一客戶端的通信狀況之資訊；以及傳送緩衝區33(對應於圖2中傳送緩衝區26)，暫時性保存傳送往客戶端的資料。資料通信裝置31在將資料傳送往客戶端之際，藉由客戶端通信狀況保存部32判定與客戶端之間的通信狀況，並因應於通信狀況來控制傳送緩衝區33的資料蓄積量。

圖2係顯示代理伺服器15之構成的方塊圖。如圖2所示，代理伺服器15係由NIC(網路介面卡，Network Interface Card)21及22、TCP模組23與代理程序24。

NIC21係用於經由行動網路12而與客戶端11側連接的物理性介面。NIC22係用於經由廣域網路14而與內容伺服器13連接的物理性介面。

TCP模組23係執行TCP(Transmission Control Protocol；傳輸控制通訊協定)之控制的模組。TCP模組23係由形成OS(Operating System；作業系統)的內核部分之核心(Kernel)所管理。又，TCP模組23包含接收緩衝區25及傳送緩衝區26。

接收緩衝區25暫時性保存自內容伺服器13送來的內容資料。傳送緩衝區26暫時性保存傳送往客戶端11的內容資料。另，如後述說明，在本實施形態中，傳送緩衝區26的容量係可變。亦即，傳送緩衝區26的資料蓄積量，平常設定為即使在高速行動通信的等待時間下亦充足獲得高處理量的容量Q1。另一方面，局部壅塞時，設定為較小的容量Q2，用於不抑制廣域網路14的頻寬。

代理程序24控制應用程式。在本實施形態中，代理程序24具有：局部壅塞資料庫27(客戶端通信狀況保存部)，係顯示每一客戶端11的壅塞狀態之資料庫。每一客戶端11的壅塞狀態係根據與該客戶端的資料通信之中的響應時間來判定。就壅塞判定的方法而言，可使用例如日本特開2014-241552號公報所揭示的方法。

圖3係局部壅塞資料庫27的一例。如圖3所示，局部壅塞資料庫27中於每一客戶端的IP位址存放有RTT(Round Trip Time；往返等待時間)之量測値與壅塞旗標之資訊。壅塞旗標係在將資料傳送往客戶端11之際，用於判定客戶端11的通信狀況。

意即，RTT係傳送側將封包傳送至接收側，而接收側將確認封包送至傳送側，而在傳送側接受到此確認為止的響應時間。發生壅塞時，此RTT的量測時間變長。

代理程序24量測各客戶端11的RTT。並且，代理程序24將此量測結果描述於局部壅塞資料庫27的RTT量測値之項目。藉此，如圖3所示，各客戶端的每一IP位址，描述有RTT量測値。根據此RTT量測結果，能判定是否為局部壅塞狀態。亦即，代理程序24自RTT量測結果判定RTT量測時間是否為既定値以上。並且，代理程序24於RTT量測時間為既定値以上時，將「1」描述作為圖3之中的壅塞旗標之項目。壅塞旗標「1」係意指發生有局部壅塞的狀態。壅塞旗標「0」係意指未發生有局部壅塞的狀態。

如此，在本實施形態中，代理程序24設有局部壅塞資料庫27。藉由局部壅塞資料庫27，能在各客戶端11的通信中，判定是否發生有局部壅塞。並且，在本實施形態中，判定為局部壅塞時，縮小傳送緩衝區26的容量。藉此，能抑制廣域網路14的頻寬，且不降低給予客戶端11的資料傳輸之處理量。

圖4係顯示本發明第1實施形態的通信系統1之處理的流程圖。在圖4中，代理程序24與客戶端11建立TCP連線(步驟S1)。代理程序24與客戶端11建立TCP連線後，根據該當客戶端11的IP位址向局部壅塞資料庫27進行查詢，實施局部壅塞判定(步驟S2)。代理程序24判定查詢的結果是否為局部壅塞狀態(步驟S3)。並且，代理程序24判斷為局部壅塞狀態後(步驟S3：是)，縮小傳送緩衝區26的容量(步驟S4)，並結束處理。在步驟S3中，若非局部壅塞狀態(步驟S3：否)，則不變更傳送緩衝區26的容量，結束處理。

如以上說明，在本發明第1實施形態的通信系統1，藉由在判定為局部壅塞時，縮小傳送緩衝區26的容量，而能抑制廣域網路14的頻寬，且不降低給予客戶端11的資料傳輸之處理量。

又，在本發明的第1實施形態中，藉由平常將傳送緩衝區26的容量設定為充分夠大的値，而在低等待時間的行動網路之環境下，達到提升對於客戶端的資料之處理量。

又，在本發明第1實施形態中，代理程序24設有局部壅塞資料庫27，代理程序24藉由局部壅塞資料庫27判定是否局部壅塞，並控制傳送緩衝區26的容量。因此，能利用代理程序24的應用軟體來控制傳送緩衝區26的容量，且不改變形成OS內核部分的核心(Kernel)。

另，亦可將用於實現代理伺服器15的全部或一部份功能的程式記錄於電腦可讀取的記錄媒體，並使電腦系統將記錄於該記錄媒體的程式加以讀入並執行，藉以進行各部分的處理。另，在此所稱的「電腦系統」定為包含OS或周邊設備等硬體。又，「電腦系統」定為若係利用WWW系統時，則亦包含網頁提供環境(或者表示環境)。又，「電腦可讀取的記錄媒體」係指軟碟、磁光碟、ROM、CD-ROM等可攜式媒體、內置於電腦系統的硬碟等記憶裝置。再者「電腦可讀取的記錄媒體」亦包含如經由網際網路等網路或電話線路等通信線路而傳送程式時的通信線路地在短期間動態地保持程式者，如此此種情況下作為伺服器或客戶端的電腦系統內部之揮發性記憶體地將程式保持一定時間者。又，上述程式可係用於實現前述功能的一部份，再者，亦可係利用與已記錄於電腦系統的程式之組合而能實現前述功能。

又，可將上述實施形態之中的代理伺服器15，實現為LSI(Large Scale Integrat ion；大型積體電路)等積體電路。再者，代理伺服器15的各功能區塊可個別地處理器化，亦可將一部或全部加以整合而處理器化。又，積體電路化的手法不限於LSI，亦可利用專用電路或泛用處理器來實現。又，因為半導體技術之進歩而出現代替LSI之積體電路化的技術時，亦可使用利用該技術的積體電路。

以上已參照圖式詳述本發明實施形態，但具體構成並不限於此實施形態，亦包含不脫離本發明主旨精神範圍的設計變更等。

本申請案依據2015年8月5日申請的日本申請案特願2015-154861號案主張優先權，並在此引用其全部揭示。 [產業利用性]

依據本發明，能藉由掌握與客戶端之間的通信狀況，並控制傳送緩衝區的資料蓄積量，而抑制廣域網路的頻寬增大，且不降低給予客戶端的資料傳輸之處理量。

1‧‧‧通信系統
11‧‧‧客戶端
12‧‧‧行動網路
13‧‧‧內容伺服器
14‧‧‧廣域網路
15‧‧‧代理伺服器
21、22‧‧‧NIC
23‧‧‧TCP模組
24‧‧‧代理程序
25‧‧‧接收緩衝區
26‧‧‧傳送緩衝區
27‧‧‧局部壅塞資料庫
31‧‧‧資料通信裝置
32‧‧‧客戶端通信狀況保存部
33‧‧‧傳送緩衝區
Q1、Q2‧‧‧容量
S1~S4‧‧‧步驟

【圖1】係顯示本發明第1實施形態的通信系統之構成的方塊圖。【圖2】係顯示該第1實施形態的通信系統之中的代理伺服器之構成的方塊圖。【圖3】係該第1實施形態的通信系統之中的局部壅塞資料庫的一例之說明圖。【圖4】係顯示該第1實施形態的通信系統之處理的流程圖。【圖5】係顯示該第1實施形態的通信系統之中的代理伺服器之構成的概略圖。

15‧‧‧代理伺服器

21、22‧‧‧NIC

23‧‧‧TCP模組

24‧‧‧代理程序

25‧‧‧接收緩衝區

26‧‧‧傳送緩衝區

27‧‧‧局部壅塞資料庫

Q1、Q2‧‧‧容量

Claims

一種資料通信裝置，包含：客戶端通信狀況保存部，存放每一客戶端的通信狀況之資訊；以及傳送緩衝區，暫時性保存傳送往客戶端的資料；且於將資料傳送往該客戶端之際，藉由存放於該客戶端通信狀況保存部的資訊而判定與該客戶端之間的通信狀況，並因應於該通信狀況來控制該傳送緩衝區的資料蓄積量。
如申請專利範圍第1項之資料通信裝置，其中，就與該客戶端之間的通信狀況而言，係根據與該客戶端之間的資料通信之響應時間來判定壅塞狀態。
如申請專利範圍第1或2項之資料通信裝置，其中，該傳送緩衝區之資料蓄積量的控制如下：若取得處於壅塞狀態作為該通信狀況，則縮小該傳送緩衝區之資料蓄積量。
一種資料通信方法，包含以下步驟：客戶端通信狀況保存步驟，存放每一客戶端的通信狀況之資訊；傳送緩衝步驟，暫時性保存傳送往客戶端的資料；以及控制步驟，將資料傳送往該客戶端之際，藉由該客戶端通信狀況保存步驟中存放的資訊而判定與該客戶端之間的通信狀況，並因應於該通信狀況來控制該傳送緩衝步驟之中的資料蓄積量。
一種程式，令電腦執行以下步驟：客戶端通信狀況保存步驟，存放每一客戶端的通信狀況之資訊；傳送緩衝步驟，暫時性保存傳送往客戶端的資料；以及控制步驟，將資料傳送往該客戶端之際，藉由該客戶端通信狀況保存步驟中存放的資訊而判定與該客戶端之間的通信狀況，並因應於該通信狀況來控制該傳送緩衝步驟之中的資料蓄積量。