WO2005020523A1

WO2005020523A1 - セッション中継装置及び中継方法

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Publication number: WO2005020523A1
Application number: PCT/JP2004/010604
Authority: WO
Inventors: Hideyuki Shimonishi; Tutomu Murase; Yasuhiro Yamasaki; Yohei Hasegawa
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2005-03-03
Also published as: JP4269176B2; CN1836411A; JPWO2005020523A1; US7675898B2; US20070058534A1

Abstract

　セッション識別部（１１）は到着したパケットが属するセッションを決定し、セッション中継部（１２−１～１２−Ｎ）は送信端末とのセッションと受信端末とのセッションとの間で中継を行う。パケットスケジューラ（１３）は各セッション中継部（１２−１～１２−Ｎ）からのパケット出力を指示制御し、出力制御部（１４）はその指示に基づいて各セッション中継部（１２−１～１２−Ｎ）からのパケット出力を行う。セッション中継部（１２−１）において、送信セッション処理部（１２１−１）は受信端末へとデータを送信するセッションの処理を行い、送信バッファ（１２２−１）は受信したデータを送信終了まで蓄えておく。受信セッション処理部（１２３−１）は送信端末からデータを受信するセッションの処理を行う。

Description

明細書

fン中継装置及び中継方法

技術分野

[0001] 本発明はセッション中継装置及びそれに用いるセッション中継方法に関し、特に T CP (Transmission Control Protocol)セッション間でデータの中継を行う装置に関する。

背景技術

[0002] —般的に、通信アプリケーションにおいては、送信端末と受信端末との間で通信セッシヨンを確立し、確立したセッション上で通信を行う。し力しながら、送信端末と受信端末との間の伝播遅延時間が非常に長い場合、もしくは有線と無線とのように特性の異なるネットワークを横断して通信する場合には、送信端末と受信端末との間の通信のスループットが低下する。

[0003] この問題を解決するための方法としては、下記の文献 1一 3に開示されているような方式が存在する。この方式では、送信端末と受信端末との間を一つのセッションで通信を行うのではなぐ送信端末と受信端末との間に中継装置を設置する。そして、送信端末から中継装置へのセッションと中継装置から受信端末へのセッションの 2つのセッション間でデータの中継を行うことによって通信が行われる。

[0004] 文献 1 :特開平 11一 252179号公報

文献 2：特開 2002 - 281104号公報

文献 3 : jay Bakre and B. R. Badrinath, "I—TCP ; Indirect TCP for Mo bile Host' , Department of Computer Science Rutgers University, D SC-TR-314, 1994 (http： //www. it. iitb. ac. in/it644/papers/i-tcp . Pdf)

中継装置においては、伝播遅延時間が非常に長い場合でもスループットを低下させないために、大きな送信バッファを持つことが有効であることが知られている。しかしながら、大きな送信バッファを持った場合、特に TCPのスロースタート（Slow Star t)時において、パケットがバースト的に出力されるためにネットワークの輻輳を発生させ、結果としてスループットの低下を招く場合がある。

[0005] このような問題を解決する方法としては、下記の文献 4に開示されているような、 TC Pセッションからバースト的にパケットを出力しないように出力するパケットの間隔を調整する方法がある。

[0006] 文献 4 : A. Aagarwal, S. Savage, ana T. Anderson. 'Understanding the

Performance of TCP Pacing ， in proceedings of IEEE INFOCOM' 2000

また、他の方法としては、 TCPセッションからの出力パケットをキューイングしてスケジユーラで出力制御を行うことによって、任意の帯域でのパケット出力が可能となり、他の TCPセッションのスループットを制限し、特定のセッションのスループットを向上させることち可言である。

[0007] セッションの中継を行う場合、最も問題となることは、一般的に TCPセッションの処理において処理負荷が高ぐ高速な中継処理が難しいという問題がある。また、 TCP セッションからのパケット出力間隔を調整する場合には、処理負荷がさらに高くなる。

[0008] 上記の TCPセッションの処理を高速化する方式としては、以下に示すような方式が存在する。第 1の方式としては、 OS (Operation System)のカーネルとアプリケーシヨンプログラムとの間のデータ転送にゼロコピー方式を用いることによって、中継装置の処理負荷を下げる方式がある。この第 1の方式では、実際にデータの送受信処理を行うカーネルプログラムと、データの中継処理を行うアプリケーションプログラムとの間で、データの受け渡しを行う際、物理的なデータのコピーを行わず、ページマツビングによる仮想的なデータの移動を行う。

[0009] 第 2の方式としては、中継処理を行う際、再送制御のみを行う方式がある。この第 2 の方式では、中継装置でセッションの終端を行わず、送受信端末間で 1本のセッションを設定する。そして、中継装置においては送信端末から受信したパケットを受信端末へと出力する際、単にパケットを転送するだけでなぐパケットを中継装置内に保存しておく。

[0010] 中継装置では受信端末から送信端末に返される ACK (acknowledgement)パケットを監視し、もし中継装置と受信端末との間でパケット廃棄を検出すると、保存しておいたパケットを受信端末に出力することで、送信端末力ものパケットの再送を防ぎ、パケット廃棄による送信端末と受信端末との間のスループットの低下を防いでいる。

[0011] この第 2の方式では、セッション間の中継処理を行わず、再送処理を行うのみであり、中継処理を行う場合に比べて中継装置の負荷を下げることができる。

[0012] 第 3の方式としては、中継の必要が無いセッションの中継処理を行わず、中継を行う必要があるセッションのみ中継処理を行うことで、中継装置の処理負荷を下げる方式がある。例えば、この方式としては、下記の文献 5に開示されているような、セッションのスループットを計測し、中継処理を行うことで、スループットが向上するセッションのみを選択して中継処理を行う方式がある。

[0013] 文献 5 :特開平 11-112576号公報

また、上記の方式としては、下記の文献 6に開示されているように、 HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)のリクエストを送信する際に中継処理を行わず、データ転送を行う際のみ中継処理を行う方式がある。

[0014] 文献 6 :特開 2002— 312261号公報

上述した従来のセッション中継方式では、第 1の方式の場合、データコピー以外の処理負荷も高いという問題がある。 TCP pacing方式やスケジューラによる出力制御を行う場合、 TCPの処理負荷に加えて、パケット出力制御の負荷が加わるため、全体の処理負荷が高くなる。

[0015] また、 TCPセッションの中継だけではなぐ例えば iSCSI (internet Small Com puter System Interface)のような上位レイヤプロトコルの中継処理を行う場合、さらに上位レイヤでの輻輳制御に基づくパケット出力制御が加わり、さらに処理負荷が高くなる。特に、中継するセッション数が多い場合には、セッション間でパケットの出力制御を行う処理の負荷が高くなる。

[0016] さらに、従来のセッション中継方式では、第 1の方式の場合、パケット長に制限があるという問題がある。 TCPレイヤとアプリケーションとの間でページマッピングによる仮想的なデータの移動を行うためには、 CPU (中央処理装置）のページサイズとバケツト長とが一致してレ、る必要がある。

[0017] 一般的に、セッション中継装置は送受信端末とは独立して存在し、送信端末及び受信端末が用いるパケット長を予め想定しておくことはできないため、帯域制御装置のページサイズと異なるパケット長を用いる送信端末及び受信端末に対しては、ゼロコピーによる処理負荷低減が期待できない。

[0018] 一方、従来のセッション中継方式では、第 2の方式の場合、パケット廃棄以外の要因によるスループット低下を改善することができないとレ、う問題がある。セッションの中継処理を行う場合には、セッション中継装置では送信端末からのパケット受信に対してすぐさま送信端末に対して受信確認のための ACKパケットを返送するが、この第 2 の方式では受信端末が送信端末に対して ACKパケットを返すのみであり、セッション中継装置自身は ACKパケットを返さない。そのため、伝播遅延が大きな環境では第 2の方式によるスループット向上の効果が小さい。

[0019] また、従来のセッション中継方式では、第 3の方式の場合、中継する必要のあるセッシヨン数が多い場合に処理負荷が軽減されないという問題がある。

発明の開示

[0020] そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、中継するセッション数が多ぐノケットの出力制御を行う場合でも、高速にセッション間の中継処理を行うことができるセッション中継装置及びそれに用いるセッション中継方法を提供することにある。

[0021] 本発明によるセッション中継装置は、複数のレイヤにおける輻輳制御処理とパケット出力制御処理とを含むセッション中継処理を行うセッション中継装置であって、前記複数のレイヤ各々が前記輻輳制御情報の作成のみを行レ、、前記パケット出力制御処理を IP (Internet Protocol)レイヤのスケジューラに集約している。

[0022] 本発明による他のセッション中継装置は、送信端末に向けたセッションと受信端末に向けたセッションとの間でデータの中継を行うことで前記受信端末と前記受信端末との間の通信を実現するセッション中継装置であって、

前記送信端末に向けたセッションからのデータを受信する受信セッション処理手段と、前記受信端末に向けたセッションへとデータを送信する送信セッション処理手段と、前記送信端末へと出力するデータを一時蓄えておく送信バッファと、前記送信バッファからのパケット出力を制御するパケットスケジューラと、前記パケットスケジューラの制御に応答して前記送信バッファに蓄えられたデータを出力制御する出力制御手段とを備え、

前記送信セッション処理手段において当該レイヤで出力が許可されているデータ量を計算し、これに基づいて前記パケットスケジューラが前記パケット出力を制御している。

[0023] 本発明による別のセッション中継装置は、送信端末に向けたセッションと受信端末に向けたセッションとの間でデータの中継を行うことで前記送信端末と前記受信端末との間の通信を実現するセッション中継装置であって、

複数のレイヤに対応して設けられかつ前記送信端末に向けたセッションからのデータを受信する受信セッション処理手段と、前記複数のレイヤに対応して設けられかつ前記受信端末に向けたセッションへとデータを送信する送信セッション処理手段と、前記送信端末へと出力するデータを一時蓄えておく送信バッファと、前記送信バッファからのパケット出力を制御するパケットスケジューラとを備え、

前記送信セッション処理手段各々において当該レイヤで出力が許可されているデ一タ量を計算し、前記複数のレイヤ全てで共通に許可されるデータ量に基づいて前記パケットスケジューラが前記パケット出力を制御している。

[0024] 本発明によるセッション中継方法は、複数のレイヤにおける輻輳制御処理とパケット出力制御処理とを含むセッション中継処理を行うセッション中継装置のセッション中継方法であって、前記複数のレイヤ各々で前記輻輳制御情報の作成のみを行い、前記パケット出力制御処理を IP (Internet Protocol)レイヤのスケジューラに集約している。

[0025] 本発明による他のセッション中継方法は、送信端末に向けたセッションと受信端末に向けたセッションとの間でデータの中継を行うことで前記受信端末と前記受信端末との間の通信を実現するセッション中継装置のセッション中継方法であって、前記セッシヨン中継装置側に、前記送信端末に向けたセッションからのデータを受信する受信セッション処理と、前記受信端末に向けたセッションへとデータを送信する送信セッシヨン処理と、前記送信端末へと出力するデータを送信バッファに一時蓄えておく処理と、前記送信バッファからのパケット出力をパケットスケジューラにて制御する処理と、前記パケットスケジューラの制御に応答して前記送信バッファに蓄えられたデータを出力制御手段にて出力制御する処理とを備え、前記送信セッション処理におレ、て当該レイヤで出力が許可されているデータ量を計算し、これに基づいて前記パケットスケジューラが前記パケット出力を制御している。

[0026] 本発明による別のセッション中継方法は、送信端末に向けたセッションと受信端末に向けたセッションとの間でデータの中継を行うことで前記送信端末と前記受信端末との間の通信を実現するセッション中継装置のセッション中継方法であって、前記セッシヨン中継装置側に、複数のレイヤ各々において前記送信端末に向けたセッション力のデータを受信する受信セッション処理と、前記複数のレイヤ各々において前記受信端末に向けたセッションへとデータを送信する送信セッション処理と、前記送信端末へと出力するデータを送信バッファに一時蓄えておく処理と、前記送信バッファ力ものパケット出力をパケットスケジューラにて制御する処理とを備え、前記送信セッシヨン処理各々において当該レイヤで出力が許可されているデータ量を計算し、前記複数のレイヤ全てで共通に許可されるデータ量に基づいて前記パケットスケジューラが前記パケット出力を制御している。

[0027] すなわち、本発明のセッション中継装置は、 TCP (Transmission Control Prot ocol)レイヤにおいてパケット出力の制御を行わず、 TCPレイヤでパケット出力のための制御情報を生成するのみとし、 IP (Internet Protocol)レイヤにおいてパケットスケジューラを用いてパケット出力の制御を行う。

[0028] また、本発明のセッション中継装置では、 iSCSI (internet Small Computer S ystem Interface)のような上位レイヤプロトコルにおける輻輳制御に関しても、制御情報の作成のみを上位レイヤで行レ、、実際のパケット出力制御には IPレイヤのパケットスケジューラを用いる。

[0029] これによつて、本発明のセッション中継装置では、複数のレイヤにおけるデータ出力制御を統合することができるため、パケット出力に関する処理負荷を軽減することが可能となる。

[0030] さらに、本発明のセッション中継装置では、アプリケーションへのデータコピーを行わないため、ページマッピングによるデータの移動の必要がなレ、。すなわち、受信パケットは TCPレイヤやその他の上位レイヤ、アプリケーションの受信バッファに格納されることなく、また TCPレイヤやその他の上位レイヤ、アプリケーションの送信バッファに格納に格納されることもなぐ直接 IPレイヤの送信バッファに格納される。そのため

、本発明のセッション中継装置では、セッション中継装置内のデータの移動は発生せず、ページマッピングによるデータの移動の必要がなレ、。

[0031] さらにまた、本発明のセッション中継装置では、中継処理をパケットの再送制御にのみを行うのではなぐセッションをー且終端して完全な中継処理を行っているため、パケット廃棄以外の要因によるスループット低下を改善することが可能となる。

[0032] 本発明のセッション中継装置では、セッション間の中継処理を高速化することで、中継セッション数が多い場合でも高速に処理を行うことが可能となる。

図面の簡単な説明

[0033] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態によるセッション中継装置を含む伝送システムの構成を示すブロック図である。

[図 2]図 2は、本発明の第 1の実施形態によるセッション中継装置の構成を示すブロック図である。

[図 3]図 3は、図 2のパケットスケジューラの構成を示すブロック図である。

[図 4]図 4は、本発明の第 1の実施形態によるセッション中継装置の動作を示すフローチャートである。

[図 5]図 5は、本発明の第 1の実施形態によるセッション中継装置の動作を示すフローチャートである。

[図 6]図 6は、図 3に示すパケットスケジューラの動作を示すフローチャートである。

[図 7]図 7は、送信待ちバイト数を示す模式図である。

[図 8]図 8は、本発明の第 2の実施形態によるパケットスケジューラの構成を示すプロック図である。

[図 9]図 9は、本発明の第 3の実施形態によるセッション中継装置の構成を示すブロック図である。

[図 10]図 10は、本発明の第 4の実施形態によるセッション中継装置の構成を示すブロック図である。

[図 11]図 11は、本発明の第 4の実施形態における送信待ちバイト数を説明する模式図である。

[図 12]図 12は、本発明の第 5の実施形態によるセッション中継装置の構成を示すブロック図である。

[図 13]図 13は、本発明の第 5の実施形態によるセッション中継装置 (送信端末)及びセッション中継装置 (受信端末）の間のデータの流れを示すブロック図である。

発明を実施するための最良な形態

[0034] 次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

(第 1の実施形態）

図 1は本発明の第 1の実施形態によるセッション中継装置 1を含む伝送システムの構成を示すブロック図である。図 1において、本実施形態によるセッション中継装置 1 はセッション識別部 11と、セッション中継部 12—1— 12— Nと、出力制御部 14とから構成され、受信端末 2及び送信端末 3に接続されている。

[0035] まず、送信端末 3から受信端末 2へデータを送る場合、送信端末 3からのデータパケットはセッション中継部 12—1の受信セッション処理部（図示せず）で処理され、その結果、 ACK (acknowledgement)パケットが送信端末 3へと返信される。

[0036] セッション中継部 12—1の受信セッション処理部で受取られたデータはセッション中継部 12— 1の送信セッション処理部（図示せず）へと送られ、ここから受信端末 2へとデータパケットが送信される。これに対して、受信端末 2が返信した ACKパケットはセッシヨン中継部 12—1の送信セッション処理部で処理される。

[0037] 同様に、受信端末 2から送信端末 3へデータを送る場合、受信端末 2からのデータパケットはセッション中継部 12— 2の受信セッション処理部（図示せず）で処理され、その結果、 ACKパケットが受信端末 2へと返信される。

[0038] セッション中継部 12— 2の受信セッション処理部で受取られたデータはセッション中継部 12— 2の送信セッション処理部（図示せず）へと送られ、ここから送信端末 3へとデータパケットが送信される。これに対して、送信端末 3が返信した ACKパケットはセッション中継部 12-2の送信セッション処理部で処理される。

[0039] 図 2は本発明の第 1の実施形態によるセッション中継装置の構成を示すブロック図である。図 2において、セッション中継装置 1はセッション識別部 11と、セッション中継部 12—1— 12—Nと、パケットスケジューラ 13と、出力制御部 14とから構成されている

[0040] セッション識別部 11は到着したパケットが属するセッションを決定する。セッション中継部 12—1— 12—Nは送信端末 3とのセッションと受信端末 2とのセッションとの間で中継を行う。パケットスケジューラ 13は各セッション中継部 12—1 12—Nからのパケット出力を制御する。出力制御部 14はパケットスケジューラ 13からの指示に基づいて各セッション中継部 12—1— 12—Nからのパケット出力を行う。

[0041] また、セッション中継部 12_1は受信端末 2へとデータを送信するセッションの処理を行う送信セッション処理部 121— 1と、受信したデータを送信終了まで蓄えておく送信バッファ 122— 1と、送信端末 3からデータを受信するセッションの処理を行う受信セッシヨン処理部 123—1とから構成されている。尚、図示していないが、セッション中継部 12_2— 12—Nの構成は上記のセッション中継部 12_1の構成と同様である。

[0042] 図 3は図 2のパケットスケジューラ 13の構成を示すブロック図である。図 3において、パケットスケジューラ 13はリスト振り分け部 131と、状態更新部 132と、状態変数保存部 133と、リセット制御部 134と、送信可能リスト 135と、送信待ちリスト 136とから構成されている。

[0043] 送信可能リスト 135はパケット出力が可能なセッションの識別子を保持し、送信待ちリスト 136は送信待ち状態にあるセッションの識別子を保持する。リスト振り分け部 13 1はデータパケットセッションの識別子もしくは ACKパケットを受信したセッションの識別子を送信可能リスト 135もしくは送信待ちリスト 136に振り分ける。

[0044] 状態更新部 132は送信可能リスト 135からセッションの識別子を取出して出力制御部 14に通知し、かつ該セッションの状態を更新する。状態変数保存部 133は各セッシヨンの状態を保持し、リセット制御部 134は送信待ちリスト 136で管理されているセッシヨンの識別子を送信可能リスト 135へと移動させる。

[0045] TCP (Transmission Control Protocol)セッションでは、通常、送信端末 3と受信端末 2との間の双方向の通信を行う。そのため、本実施形態においては、一組の送信端末 3及び受信端末 2に対して 2つのセッション中継部を使用するものとし、夫々の方向へのデータ通信に対しては夫々対応するセッション中継部を使用する。 [0046] したがって、セッション中継部 12—1— 12—Nは複数の送信端末 3及び受信端末 2 の組に対して夫々 2つずつ用意され、セッション中継部 12—1— 12—N各々は夫々の送信端末 3からのセッションから対応する受信端末 2へのセッションへと、もしくは夫々の受信端末 2からのセッションから対応する送信端末 3へのセッションへとデータを中継する処理を行う。

[0047] 尚、 TCPセッションにおいては、ある方向のデータパケットとその反対方向への AC Kパケットとが 1つのパケット上に統合される場合があるが（ACKの piggy back)、本実施形態では説明を簡単化するために、このような動作に関しての説明については省略する。

[0048] 図 4及び図 5は本発明の第 1の実施形態によるセッション中継装置 1の動作を示すフローチャートであり、図 6は図 3に示すパケットスケジューラ 13の動作を示すフローチャートである。これら図 1一図 6を参照して本発明の第 1の実施形態によるセッション中継装置 1の動作について説明する。

[0049] 本実施形態によるセッション中継装置 1にパケットが入力された時（図 4ステップ S1) 、セッション識別部 11はパケットのヘッダを参照し、送信元 IP (Internet Protocol) アドレス、送信先 IPアドレス、第四層プロトコル番号、送信元第四層ポート番号、送信先第四層ポート番号等に基づいて、パケットが属するセッションを決定する（図 4ステップ S2)。

[0050] セッション識別部 11はパケットがデータパケットであれば（図 4ステップ S3)、対応するセッション中継部 12— 1一 12—Nの受信セッション処理部 123— 1一 123— N (受信セッション処理部 123—2— 123—Nは図示せず）へと渡す（図 4ステップ S4)。

[0051] また、セッション識別部 11はパケットが ACKパケットであれば（図 4ステップ S3)、対応するセッション中継部 12— 1一 12— Nの送信セッション処理部 121— 1一 121_N ( 送信セッション処理部 121—2— 121—Nは図示せず）へと渡す（図 4ステップ S10)。

[0052] 受信セッション処理部 123—1 123—Nでは入力されたデータパケットをシーケンス番号順に並べ替えて送信バッファ 122—1 122-N (送信バッファ 122—2 122- Nは図示せず）へと格納する（図 4ステップ S5)。また、受信セッション処理部 123— 1 一 123—Nは受信したデータパケットが正しいシーケンス番号を持つものであれば（図 4ステップ S6)、すなわち連続して受信しているデータの最後尾のシーケンス番号と連続してレ、れば、送信端末 3に対してデータの受信確認及び広告ウィンドサイズを通知するために、 ACKパケットを出力制御部 14を通して返送する（図 4ステップ S7)

[0053] さらに、受信セッション処理部 123— 1一 123— Nは連続して受信した最後のパケットのシーケンス番号を基に ACKパケット（重複 ACKパケット）を返送し、送信端末 3に対してパケットの未到着を通知する。

[0054] 上記の処理に関しては、 TCP/IP Illustrated, Volume l :The Protocols,

Addison-Wesley, 1994, ISBN 0—201— 63346— 9 (以下、文献 7とする）に詳しく記載されてレ、るので、その説明につレ、ては詳述しなレ、。

[0055] ACKパケットは生成された後、すぐさま出力制御部 14から出力される力、もしくは対応する逆方向のセッションの送信バッファ 122—1— 122—Nに格納され、逆方向のセッションのデータパケットとともに、パケットスケジューラ 13の指示で出力される。

[0056] また、受信セッション処理部 123-1— 123-Nでは、連続して受信しているデータの最後尾のシーケンス番号をパケットスケジューラ 13へと通知する（図 4ステップ S8)

[0057] 送信セッション処理部 121-1— 121-Nでは入力された ACKパケットを基に輻輳ゥインドサイズの変更を行レ、（図 4ステップ S9)、 ACKパケットが重複 ACKでなければ受信が確認されたデータを送信バッファ 122—1 122—Nから消去し（図 5ステップ S 12, S13)、重複 ACKであれば必要に応じてデータの再送処理を行う（図 5ステップ S12, Sl l)。尚、この処理に関しても上記の文献 7に詳しく記載されているので、その説明につレ、ては詳述しなレ、。

[0058] 送信セッション処理部 121—1 121—Nは受信した ACKパケットに記されている広告ウィンドと、更新した輻輳ウィンドとをパケットスケジューラ 13に通知する（図 5ステツプ S15)。また、送信セッション処理部 121—1 121—Nは再送がタイムアウトした場合（図 5ステップ S14)、受信確認済みの最後のシーケンス番号も通知する（図 5ステップ S16)。

[0059] 尚、本実施形態ではパケットスケジューラ 13からパケット出力の指示があった時にのみパケットの出力を行うため、ここでは重複 ACKを受信した時にすぐさまパケットの再送を行うのではなぐ次に出力すべきパケットとして再送するパケットのシーケンス番号を記憶しておくのみである。

[0060] 送信バッファ 122—1— 122—Nからのパケット出力は、パケットスケジューラ 13からの指示に基づいて行われる。パケットスケジューラ 13からパケット出力の指示があると、出力制御部 14は送信バッファ 122— 1一 122— Nからパケットを 1つ取出して出力回線に出力し、出力したパケットのパケット長をパケットスケジューラ 13に通知する。

[0061] 送信バッファ 122-1— 122— Nから出力するパケットは、再送処理を行う場合に記憶しておいたシーケンス番号のパケットであり、さもなければ未送信のパケットのうち最もシーケンス番号の小さレ、パケットである。

[0062] 尚、該セッションが TCPセッションでなければ、受信セッション処理部 123—1— 123 -Nでは受信したパケットをそのまま到着順に送信バッファ 122-1— 122-Nに格納するのみである。送信セッション処理部 121-1— 121-Nでは ACKパケットを受信せず、パケットスケジューラ 13に対しては送信バッファ 122-1— 122-Nのキュー長を広告ウィンド及び輻輳ウィンドとして通知することで、送信バッファ 122-1— 122— N にパケットがある限り、パケットスケジューラ 13にパケット出力を要求し続ける。

[0063] パケットスケジューラ 13では、状態変数保存部 133において、セッション毎に、割り当てウェイト、送信可能バイト数、送信待ちバイト数の 3つのノメータを保持する。

[0064] 割り当てウェイトは該セッションに割り当てられたウェイトである。パケットスケジユーラ 13は一定周期、あるいはパケット送信可能なセッションがなくなる毎にリセットを行レ、（図 6ステップ S26， S27)、このリセット 1周期内に送信可能なバイト数が割り当てゥエイトである。

[0065] 送信可能バイト数は現時点から次のリセットまでに送信可能なバイト数であり、初期値は割り当てウェイトであって（図 6ステップ S21)、パケットを出力する毎にパケット長分だけ減算される（図 6ステップ S22， S23)。

[0066] 送信待ちバイト数は TCPセッションの場合、 TCPレイヤが送信許可したシーケンス番号から既にパケットスケジューラ 13が送信を行ったシーケンス番号を引いたものであり、 min (連続して受信しているデータの最後尾のシーケンス番号 + 1、受信端末が示した広告ウィンド、該セッションの輻輳ウィンド)—送信済みシーケンス番号となる。 TCPセッションでない場合、送信待ちバイト数は送信バッファ 122—1— 122—N内のキュー長である。

[0067] 図 7は送信待ちバイト数を示す模式図である。図 7において、パケット出力が可能なセッション、すなわち送信可能バイト数と送信待ちバイト数とがともに 1あるいは MSS ( Maximum Segment Size)以上のセッションの識別子は送信可肯リスト 135で管理され（図 6ステップ S24， S25)、送信可能バイト数力 Sリセットされた後にパケット出力が可能となるセッション、すなわち送信待ちバイト数が 1あるいは MSS以上ある力送信可能バイト数が 1あるいは MSS未満であるセッションの識別子は送信待ちリスト 13 6で管理される（図 6ステップ S27— S29)。

[0068] 次に、図 3を参照してパケットスケジューラ 13の動作について説明する。リスト振り分け部 131はセッション中継部 12-1— 12— Nから、送信端末 3から連続して受信している最後尾のシーケンス番号や、受信端末 2から受信した広告ウィンド、更新した輻輳ウィンドを受取ると、図 7に示すようにして送信待ちバイト数を更新する。

[0069] また、リスト振り分け部 131は出力制御部 14において再送タイマがタイムアウトした際にも、送信済みシーケンス番号を受信確認済みのシーケンス番号まで戻し、送信待ちバイト数を更新する。リスト振り分け部 131は更新前の送信待ちバイト数力 S1あるいは MSS未満であれば、該セッションの識別子はまだ送信可能リスト 135あるいは送信待ちリスト 136で管理されていないため、更新後の送信待ちバイト数及び送信可能ノイト数を基に該セッションの識別子を送信可能リスト 135あるいは送信待ちリスト 13 6に新たに格納する。

[0070] 状態更新部 132は送信可能リスト 135の先頭から送信可能なセッションの識別子を 1つ取出し、これを出力制御部 14に通知してパケット出力を行わせる。その後、状態更新部 132は送信済みシーケンス番号に出力したパケット長を加算した後送信待ちバイト数を更新し、送信可能バイト数力も出力したパケット長を減算する。

[0071] 状態更新部 132は送信待ちバイト数及び送信可能バイト数にしたがって、改めて該セッションの識別子を送信可能リスト 135あるいは送信待ちリスト 136に格納する。すなわち、状態更新部 132は送信待ちバイト数及び送信可能バイト数がともに 1あるレ、は MSS以上であれば送信可能リスト 135に格納し、送信待ちバイト数が 1あるいは M SS以上であるが送信可能バイト数が 1あるいは MSS未満であれば送信待ちリスト 13 6に格納する。

[0072] 状態更新部 132は送信可能リスト 135が空になれば、全てのセッションの送信可能ノイト数をリセット、すなわち送信可能バイト数に割り当てウェイトを加え、もし送信可能バイト数が割り当てウェイト以上となれば送信可能バイト数を割り当てウェイトの値とする [送信可能バイト数 = min (送信可能バイト数 +割り当てウェイト，割り当てゥェイト) ]。

[0073] この処理によって、送信待ち状態にあったセッションは全て送信可能な状態に変化するため、送信待ちリスト 136で管理されていたセッションを全て送信可能リスト 135 へと移動する。

[0074] このリセット処理を行う前に、もし送信可能バイト数が 1あるいは MSS未満ではなぐかつ該セッションの送信バッファ 122-1— 122-N内に送信待ちのデータがあれば、該セッションからの出力帯域に余裕はある力送信セッション処理部 121-1— 121- Nにおいて TCP制御によって送信を止められている状態であるとする。

[0075] この場合には、将来の送信再開に備えて帯域を蓄えておくため、送信可能バイト数と割り当てウェイトとの和が割り当てウェイトを超えた場合でも、ある一定値までは送信可能バイト数を蓄えておく [送信可能バイト数 =min (送信可能バイト数 +割り当てウェイト，送信可能バイト数上限値) ]。

[0076] 上述したように、本実施形態では、中継するパケットが受信時の送信バッファ 122— 1一 122—Nへの格糸内と、送信時の送信バッファ 122—1 122—Nからの取出しの際にのみ移動するため、データ移動のオーバヘッドが小さレ、。また、 TCPレイヤ力、らの情報を用いたパケットスケジューラ 13によってパケット出力制御を行うため、送信セッシヨン処理部 121—1— 121—Nが直接パケット出力するよりも、少ない処理負荷で帯域制御を行いながらのパケット出力を行うことができる。

(第 2の実施形態）

本発明の第 2の実施形態によるセッション中継装置の構成は図 2に示す本発明の第 1の実施形態によるセッション中継装置 1の構成と同様である。 [0077] 図 8は本発明の第 2の実施形態によるパケットスケジューラの構成を示すブロック図である。図 8において、本発明の第 2の実施形態によるパケットスケジューラ 16は割り当てウェイト変更部 161及び制御パラメータ変更部 162を加えた以外は図 3に示す本発明の第 1の実施形態と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の第 1の実施形態と同様である。

[0078] この図 8を参照して本発明の第 2の実施形態によるパケットスケジューラ 16の動作について説明する。ここでは、本発明の第 1の実施形態によるパケットスケジューラ 1 3との相違点のみを説明する。

[0079] 本実施形態によるセッション中継装置では、パケットスケジューラ 16内の制御パラメータ変更部 162が割り当てウェイトとして設定した帯域にしたがって該セッションの T CP制御パラメータの値を動的に変更している。すなわち、制御パラメータ変更部 16 2は該セッションの送信可能バイト数が割り当てウェイトよりも大きい予め設定した値よりも大きくなれば、 TCP制御によってデータ出力が制限されていると判断し、該セッシヨンがより多くの帯域でデータ出力が可能となるように、該セッションの TCP制御パラメータの値を変更する。

[0080] 但し、 TCP制御パラメータを変更しても該セッションのデータ出力帯域が増加しない場合、あるいは再送タイムアウトが一定頻度以上で発生する場合には、ネットヮークの輻輳を防止するため、 TCPパラメータの変更を停止する。

[0081] また、該セッションの送信可能バイト数が予め設定した別の値よりも小さくなれば、 T CP制御によるデータ出力をパケットスケジューラ 16の割り当てウェイトによる帯域まで減少させるため、該セッションの TCP制御パラメータの値を変更する。

[0082] 前者の場合には、非輻輳時の輻輳ウィンドを上げ幅を大きくしたり、輻輳時の輻輳ウィンド下げ率を小さくしたりするが、後者の場合にはこの前者の場合とは逆の処理を行う。

[0083] また、本実施形態によるセッション中継装置では、パケットスケジューラ 16内の割り当てウェイト変更部 161が現在送信可能な帯域にしたがって動的に割り当てウェイトを変更させている。すなわち、割り当てウェイト変更部 161では該セッションの送信可能バイト数が割り当てウェイトよりも大きい予め設定した値よりも大きくなれば、割り当てウェイトで設定した帯域でのデータ出力が不可能であると判断し、割り当てウェイトを一時的に減少させる。

[0084] その後、割り当てウェイト変更部 161は送信可能バイト数が予め設定した別の値よりも小さくなれば、割り当てウェイトを元の値まで順次増加させる。また、割り当てゥェイト変更部 161はセッション中継部 12—1— 12—Nから通知される該セッションの輻輳ウィンド及び往復伝播遅延時間計測値を基に該セッションが送信可能な帯域を計算する。

[0085] さらに、割り当てウェイト変更部 161はこの計算値と割り当てウェイトによる帯域設定値がある一定閾値以上異なれば、割り当てウェイトによる帯域設定値が上記の計算値となるように割り当てウェイトを一時的に変更する。

(第 3の実施形態）

図 9は本発明の第 3の実施形態によるセッション中継装置の構成を示すブロック図である。図 9において、本発明の第 3の実施形態によるセッション中継装置は、セッシヨン中継部 15-1— 15-Nに受信レート制御部 151-1— 151_N (受信レート制御部 151-2— 151— Nは図示せず）を設けた以外は図 2に示す本発明の第 1の実施形態によるセッション中継装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の第 1の実施形態と同様である。尚、受信レート制御部 151_1— 151_Nは送信端末 3からの受信レートを制御する。

[0086] この図 9を参照して本発明の第 3の実施形態によるセッション中継装置の動作について説明するが、ここでは、上述した本発明の第 1の実施形態との相違点のみを説明する。

[0087] 本実施形態によるセッション中継装置では、送信バッファ 122—1 122— Nの空き容量がなくなると、受信セッション処理部 123_1— 123— Nが送信端末 3に対して広告ウィンドサイズが 0であることを通知し、これに応じて送信端末 3はデータの送信を停止する。

[0088] 本発明の第 1の実施形態では、その後、送信バッファ 122— 1一 122— Nに空き容量ができたとしても、送信端末 3がウィンド検査のためのパケットを出力してくるまでは、送信再開のための ACKを出力することができない。 [0089] これに対して、本実施形態では、パケットスケジューラ 13がパケット出力の指示を行つた際、受信レート制御部 151—1ではパケット出力後の送信バッファ 122—1— 122 一 Nの空き容量を検査し、もしこれが 1あるいは MSS以上であれば、送信端末 3に対してすばやい送信再開を促すために ACKパケットを生成する。

[0090] また、受信レート制御部 151—1— 151—Nでは送信バッファ 122—1— 122—Nの空き容量、あるいはその平均値が予め設定したある値以上になれば、送信バッファ 122 一 1一 122— Nの空き容量がなくなることを防ぐために、送信端末 3に対して送信帯域の低下を指示する。

[0091] これは、例えば、送信側に返送する ACKパケットを重複 ACKとすることや、受信パケットを廃棄すること、 ACKパケットに ECN (Explicit Congestion Notification )ビットを設定すること、 ACKパケットを遅延させること、 ACKパケットの広告ウィンドを一時的に小さく書換えること等で可能である。

(第 4の実施形態）

図 10は本発明の第 4の実施形態によるセッション中継装置の構成を示すブロック図である。図 10において、本発明の第 4の実施形態によるセッション中継装置は、送信 iSCSI (internet Small Computer System Interface)制 ί卸部 171— 1一 171 -Ν (送信 iSCSI制御部 171-2— 171-Nは図示せず）及び受信 iSCSI制御部 172 -1一 172-N (受信 iSCSI制御部 172—2— 172—Nは図示せず）をセッション中継部 17— 1一 17—Nに設けた以外は上述した本発明の第 3の実施形態によるセッション中継装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の第 3の実施形態によるセッション中継装置と同様でめる。

[0092] 送信 iSCSI制御部 171—1 171—Nは受信端末 2への送信レートに対して iSCSI レイヤの輻輳制御情報を反映させる。受信 iSCSI制御部 172—1 172— Nは送信端末 3からの受信レートに対して iSCSIレイヤの輻輳制御情報を反映させる。

[0093] この図 10を参照して本発明の第 4の実施形態によるセッション中継装置の動作について説明する。ここでは、本発明の第 4の実施形態における本発明の第 3の実施形態との相違点のみを説明する。 [0094] iSCSIレイヤにおいては、受信端末 2から送信端末 3に対して、受信端末 2が受信可能なデータ量を通知する R2T (Ready— To— Transfer)パケットを送信することで、送信端末 3と受信端末 2との間で転送制御を行う。

[0095] そこで、本実施形態では、送信 iSCSI制御部 171_1— 171—Nが受信端末 2から R 2Tパケットを受信すると、この R2Tパケットを受信端末 2に送らず、本実施形態によるセッション中継装置にて R2Tパケット受信時に出力を行ったデータの最後のシーケンス番号を記憶しておく。

[0096] 送信 iSCSI制御部 171-1— 171-Nは前回記憶しておいたシーケンス番号に、今回受信した R2Tパケットの送信可能データ量を加えたものを、 iSCSIレイヤで送信可能なデータ量としてパケットスケジューラ 13に通知する。

[0097] パケットスケジューラ 13では送信待ちバイト数を、 TCPレイヤが送信許可したデータ量と iSCSIレイヤが許可したデータ量との最小値とする。すなわち、図 11に示すように、送信待ちバイト数 =min (連続して受信しているデータの最後尾のシーケンス番号 + 1，受信端末が示した広告ウィンド，該セッションの輻輳ウィンド，前回 R2Tパケットを受信した際のシーケンス番号 +今回受信した R2Tパケットの送信可能データ量)一送信済みシーケンス番号となる。

[0098] 受信 iSCSI制御部 172—1— 172—Nではパケットスケジューラ 13がパケット出力の指示を行った際に、パケット出力後の送信バッファ 122— 1一 122—Nの空き容量を検查し、もしこれが予め定められ一定値以上であれば、送信端末 3に対して送信バッファの空き容量を R2Tパケットとして送信する。

[0099] 上述したように、本実施形態では送信端末 3と受信端末 2との間で iSCSIレイヤの輻輳制御を行うのではなぐセッション中継装置で iSCSIレイヤの輻輳制御を中継することで、 iSCSIレイヤにおいても TCPセッションを中継するのと同様のスループットの向上を図ることができる。

(第 5の実施形態）

図 12は本発明の第 5の実施形態によるセッション中継装置の構成を示すブロック図である。図 12において、本発明の第 5の実施形態によるセッション中継装置はセッシヨン識別部 11と、セッション送信部 41—1一 41—Nと、セッション受信部 42—1— 42— Nと、パケットスケジューラ 13と、出力制御部 14とから構成されている。

[0100] セッション識別部 11は到着したパケットが属するセッションを決定し、セッション送信部 41_1一 41—Nは受信端末へのセッションのデータ送信処理を行レ、、セッション受信部 42_1— 42—Nは受信端末へのセッションからのデータ受信処理を行う。

[0101] パケットスケジューラ 13は各セッション送信部 41—1一 41—Nからのパケット出力を制御する。出力制御部 14はパケットスケジューラ 13からの指示に基づいて各セッション送信部 41—1一 41—Nからのパケット出力を行う。

[0102] また、セッション送信部 41-1一 41-Nは送信セッション処理部 411-1一 411-N ( 送信セッション処理部 411-2— 411-Nは図示せず）と、送信データ生成部 412-1 一 412— N (送信データ生成部 412— 2— 412— Nは図示せず）と、送信バッファ 413— 1一 413—N (送信バッファ 413—1— 413—Nは図示せず）と力構成されている。

[0103] 送信データ生成部 413-1— 413-Nはアプリケーションプログラムからの送信データを送信バッファ 413-1— 413-Nへと格納する。送信バッファ 5-6-1は送信するデータを一時蓄えておく。送信セッション処理部 411-1一 411一 Nは受信端末へとデータを送信するセッションの処理を行う。

[0104] セッション受信部 42—1— 42—Nは受信セッション処理部 421—1— 421—N (受信セッシヨン処理部 421—2— 421—Nは図示せず）と、受信バッファ 422—1— 422—N (受信バッファ 422—2— 422—Nは図示せず）と、受信データ処理部 423—1— 423—Nと力構成されている。

[0105] 受信セッション処理部 421—1 421—Nは受信端末からのデータの受信処理を行レ、、受信バッファ 422—1— 422—Nは受信したデータを一時蓄えておく。受信データ処理部 423— 1— 423— Nは受信バッファ 5—14— 1からアプリケーションへ受信データを受け渡す。

[0106] TCPセッションでは、通常、送信端末と受信端末との間の双方向の通信を行うため、本実施形態では、一組の送信端末及び受信端末に対してそれぞれ 1つのセッション送信部 41—1一 41—N及びセッション受信部 42—1— 42—Nを使用する。本実施形態においては、セッション中継装置が送信端末あるいは受信端末を兼ねている。

[0107] 図 13は本発明の第 5の実施形態によるセッション中継装置 (送信端末)及びセッシヨン中継装置 (受信端末）の間のデータの流れを示すブロック図である。図 13において、セッション中継装置 (送信端末 ) 4_2からセッション中継装置 (受信端末 ) 4_1へデータを送る場合、セッション中継装置 (送信端末) 4—2のセッション送信部 41—1一 2 力も出力されたデータパケットはセッション中継装置（受信端末) 4一 1のセッション受信部 42— 1一 1で受信処理が行われる。その結果、生成された ACKパケットはセッション中継装置 (送信端末) 4 - 2のセッション送信部 41 - 1 - 2へと返送される。

[0108] また、セッション中継装置 (受信端末) 4一 1からセッション中継装置 (送信端末) 4一 2 へデータを送る場合、セッション中継装置 (受信端末) 4一 1のセッション送信部 41-1 -1から出力されたデータパケットはセッション中継装置 (送信端末) 4-2のセッション受信部 42 - 1 - 2で受信処理が行われる。その結果、生成された ACKパケットはセッシヨン中継装置 (受信端末) 4 - 1のセッション送信部 41 - 1 - 1へと返送される。

[0109] 次に、図 12を参照して本発明の第 5の実施形態の動作について説明する。まず、送信端末から受信端末へのデータ転送に関して説明する。

[0110] アプリケーションプログラムが出力した送信データは送信データ生成部 412— 1一 4 12—Nによって送信バッファ 413—1— 413—Nへと書込まれる。送信セッション処理部 411-1一 411-Nは送信バッファ 413-1— 413-Nから受信端末へのデータ送信処理を行う。この処理は上述した本発明の第 1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

[0111] ここで、パケットスケジューラ 13は送信待ちバイト数を計算する際に、連続して受信しているデータの最後尾のシーケンス番号の代わりに、アプリケーションプログラムから受取ったデータの最後のシーケンス番号を用いる。

[0112] 次に、受信端末力送信端末へのデータ転送に関して説明する。受信セッション処理部 421— 1一 42—1Nでは受信端末から送信されたデータの受信処理を行レ、、正しく受取ることができたデータを受信バッファ 422—1— 422—Nに格納する。

[0113] この受信処理は格納するバッファが送信バッファではなく受信バッファである点を除いて、上述した本発明の第 1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。受信バッファ 422—1— 422—Nに書込まれたデータは、受信データ処理部 423— 1一 4 23—Nによって取出されてアプリケーションプログラムへと渡される。 [0114] このように、本発明は、複数のレイヤにおける輻輳制御処理に関して、輻輳制御情報の作成のみをそれぞれのレイヤで行い、パケット出力制御処理を IPレイヤのスケジユーラに集約することで、セッション中継処理の高速化を実現することができる。

[0115] また、本発明は、複数のレイヤの受信バッファ及び送信バッファを IPレイヤの送信ノッファに集約することによって、バッファ間でのデータ移動をなくし、セッション中継処理の高速化を実現することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数のレイヤにおける輻輳制御処理とパケット出力制御処理とを含むセッション中継処理を行うセッション中継装置において、

前記複数のレイヤ各々が前記輻輳制御情報の作成のみを行い、前記パケット出力制御処理を IP (Internet Protocol)レイヤのスケジューラに集約することを特徴とするセッション中継装置。

[2] 前記複数のレイヤに対応する受信バッファ及び送信バッファが前記 IPレイヤに対応する送信バッファに集約されている請求項 1記載のセッション中継装置。

[3] 送信端末に向けたセッションと受信端末に向けたセッションとの間でデータの中継を行うことで前記受信端末と前記受信端末との間の通信を実現するセッション中継装 (こ:^ 5レヽて、

前記送信端末に向けたセッション力のデータを受信する受信セッション処理手段と、

前記受信端末に向けたセッションへとデータを送信する送信セッション処理手段と前記送信端末へと出力するデータを一時蓄えておく送信バッファと、

前記送信バッファからのパケット出力を制御するパケットスケジューラと、前記パケットスケジューラの制御に応答して前記送信バッファに蓄えられたデータを出力制御する出力制御手段とを有し、

前記送信セッション処理手段において当該レイヤで出力が許可されているデータ量を計算し、これに基づいて前記パケットスケジューラが前記パケット出力を制御することを特徴とするセッション中継装置。

[4] 前記受信セッション処理手段は、 TCP (Transmission Control Protocol)セッシヨンからのデータ受信処理を行い、

前記送信セッション処理手段は、前記 TCPセッションへのデータ出力処理を行い、

TCPウィンドフロー制御によって決定される出力可能なデータ量を前記パケットスケジユーラに通知し、

前記パケットスケジューラは、通知されたデータ量を基にスケジューリング処理を行う請求項 3記載のセッション中継装置。

[5] 前記パケットスケジューラは、前記セッションに割り当てられた帯域及び帯域比率を少なくとも含む通信資源割り当て方針と、前記送信セッション処理手段から通知された送信可能データ量と、前記送信バッファ内に蓄えられているデータ量とを基にパケット出力を行うセッションを決定し、前記セッション各々からのデータ出力を制御する請求項 3記載のセッション中継装置。

[6] 前記パケットスケジューラは、前記セッション各々における未使用の通信資源を蓄えておく蓄積手段をさらに備え、前記通信資源が必要になった際に前記蓄積手段に蓄えておいた通信資源を用いて通信を行う請求項 3記載のセッション中継装置。

[7] 前記パケットスケジューラは、前記送信バッファ内に出力すべきデータがあり、前記出力制御手段からの出力許可データ量の制限によって未使用となった前記通信資源の帯域のみを前記蓄積手段に蓄えておくことを特徴とする請求項 6記載のセッション中継装置。

[8] 前記送信セッションの制御パラメータを動的に変更する手段をさらに備え、前記パケットスケジューラからのデータ出力状況に応じて前記制御パラメータを変更する請求項 3記載のセッション中継装置。

[9] 前記セッションの未使用帯域が大きくなつた時に当該セッションの制御パラメータを当該セッション力の出力帯域が小さくなる方向に変更し、前記セッションの未使用帯域が小さくなつた時に当該セッションの制御パラメータを当該セッションからの出力帯域が大きくなる方向に変更し、前記制御パラメータの変更によって輻輳が発生した時に前記制御パラメータの変更を停止する請求項 8記載のセッション中継装置。

[10] 前記セッション各々に割り当てた帯域及び帯域比率を少なくとも含む通信資源割り当て量を動的に変更する手段をさらに備え、

前記パケットスケジューラからのデータ出力状況及び前記出力制御手段から通知される送信可能データ量に応じて前記制御パラメータを変更する請求項 9記載のセッシヨン中継装置。

[11] 前記セッションの未使用帯域が大きくなつた時に当該セッションの割り当て資源を減少させ、前記セッションの未使用帯域が小さくなった時に当該セッションの割り当て資源をその初期値を上限として増加させるとともに、前記出力制御手段から通知される送信可能データ量及びその平均のいずれかによつて前記割り当て資源を増減する請求項 10記載のセッション中継装置。

[12] 前記送信端末からのセッションの送信処理を制御する帯域、送信可否、送信可能データ量を少なくとも含む送信制御情報を制御する受信レート制御手段を含み、前記送信バッファの空き容量及び前記パケットスケジューラからの情報に応じて前記送信端末への送信制御情報の変更及び生成のいずれかを行う請求項 3記載のセッション中継装置。

[13] 前記パケットスケジューラからのパケット出力情報を受信する手段と、パケット出力によって変更された前記送信バッファの空き容量を調べる手段とをさらに備え、パケット出力後に前記送信バッファの空き容量が一定量以上となった時に前記送信端末に対して送達確認パケットを送信して送信再開を促す請求項 12記載のセッション中

[14] 前記送信バッファの空き容量及びその平均の少なくとも一方を調べる手段をさらに備え、前記空き容量に応じて前記送信端末に対して送信帯域の減少を指示する請求項 12記載のセッション中継装置。

[15] 送信端末に向けたセッションと受信端末に向けたセッションとの間でデータの中継を行うことで前記送信端末と前記受信端末との間の通信を実現するセッション中継装 (こ: fdレヽて、

複数のレイヤに対応して設けられかつ前記送信端末に向けたセッションからのデータを受信する受信セッション処理手段と、

前記複数のレイヤに対応して設けられかつ前記受信端末に向けたセッションへとデータを送信する送信セッション処理手段と、

前記送信端末へと出力するデータを一時蓄えておく送信バッファと、

前記送信バッファからのパケット出力を制御するパケットスケジューラとを有し、前記送信セッション処理手段各々において当該レイヤで出力が許可されているデ一タ量を計算し、前記複数のレイヤ全てで共通に許可されるデータ量に基づいて前記パケットスケジューラが前記パケット出力を制御することを特徴とするセッション中継

[16] 前記レイヤとして輻輳制御を行うレイヤのひとつとして iSCSI (internet Small C omputer System Interface)レイヤを含み、当該 iSCSIレイヤにおいて前記受信端末から受信する受信可能データ量を基に送信可能データ量を決定する請求項 15

[17] 前記パケットスケジューラからのパケット出力情報を受信する手段と、

パケット出力によって変更された前記送信バッファの空き容量を調べる手段とをさらに備え、

パケット出力後に前記送信バッファの空き容量が一定量以上となった時に前記送信端末に対して前記受信可能データ量を生成して送信再開を促す請求項 15記載のセッション中継装置。

[18] 前記受信セッション処理手段は、受信したパケットを前記送信バッファに直接格納し、前記送信バッファから直接出力する請求項 3記載のセッション中継装置。

[19] アプリケーションプログラムから前記送信バッファへとデータの書込みを行レ、、受信したデータを前記アプリケーションプログラムへと渡す請求項 3記載のセッション中継

[20] 複数のレイヤにおける輻輳制御処理とパケット出力制御処理とを含むセッション中継処理を行うセッション中継装置のセッション中継方法において、

前記複数のレイヤ各々で前記輻輳制御情報の作成のみを行い、前記パケット出力制御処理を IP (Internet Protocol)レイヤのスケジューラに集約することを特徴とするセッション中継方法。

[21] 21. 前記複数のレイヤに対応する受信バッファ及び送信バッファを前記 IPレイャに対応する送信バッファに集約する請求項 20記載のセッション中継方法。

[22] 送信端末に向けたセッションと受信端末に向けたセッションとの間でデータの中継を行うことで前記受信端末と前記受信端末との間の通信を実現するセッション中継装置のセッション中継方法において、

前記セッション中継装置側に、

前記送信端末に向けたセッションからのデータを受信する受信セッションステップと前記受信端末に向けたセッションへとデータを送信する送信セッションステップと、前記送信端末へと出力するデータを送信バッファに一時蓄えておくステップと、前記送信バッファからのパケット出力をパケットスケジューラにて制御するステップと前記パケットスケジューラの制御に応答して前記送信バッファに蓄えられたデータを出力制御手段にて出力制御するステップとを有し、

前記送信セッション処理において当該レイヤで出力が許可されているデータ量を計算し、これに基づいて前記パケットスケジューラが前記パケット出力を制御することを特徴とするセッション中継方法。

[23] 前記受信セッションステップは、 TCP (Transmission Control Protocol)セッシヨンからのデータ受信処理を行うステップを備え、

前記送信セッションステップは、前記 TCPセッションへのデータ出力処理を行レ、、 T

CPウィンドフロー制御によって決定される出力可能なデータ量を前記パケットスケジユーラに通知することで、前記パケットスケジューラが通知されたデータ量を基にスケジユーリング処理を行うステップを備える請求項 22記載のセッション中継方法。

[24] 前記パケットスケジューラが、前記セッションに割り当てられた帯域及び帯域比率を少なくとも含む通信資源割り当て方針と、前記送信セッション処理手段から通知された送信可能データ量と、前記送信バッファ内に蓄えられているデータ量とを基にパケット出力を行うセッションを決定し、前記セッション各々からのデータ出力を制御するステップをさらに備える請求項 22記載のセッション中継方法。

[25] 前記パケットスケジューラには前記セッション各々における未使用の通信資源を蓄えておく蓄積手段が含まれ、

前記パケットスケジューラにおいて前記通信資源が必要になった際に前記蓄積手段に蓄えておいた通信資源を用いて通信を行うステップをさらに備えた請求項 22のいずれか記載のセッション中継方法。

[26] 前記パケットスケジューラが、前記送信バッファ内に出力すべきデータがあり、前記出力制御手段からの出力許可データ量の制限によって未使用となった前記通信資源の帯域のみを前記蓄積手段に蓄えておくステップをさらに備えた請求項 25記載のセッション中継方法。

[27] 前記送信セッションの制御パラメータを動的に変更する手段が、前記パケットスケジユーラからのデータ出力状況に応じて前記制御パラメータを変更するステップをさらに備えた請求項 22記載のセッション中継方法。

[28] 前記セッションの未使用帯域が大きくなつた時に当該セッションの制御パラメータを当該セッション力の出力帯域が小さくなる方向に変更し、前記セッションの未使用帯域が小さくなつた時に当該セッションの制御パラメータを当該セッションからの出力帯域が大きくなる方向に変更し、前記制御パラメータの変更によって輻輳が発生した時に前記制御パラメータの変更を停止するステップをさらに備えた請求項 27記載のセッション中継方法。

[29] 前記セッション各々に割り当てた帯域及び帯域比率を少なくとも含む通信資源割り当て量を動的に変更する手段が、前記パケットスケジューラからのデータ出力状況及び前記出力制御手段から通知される送信可能データ量に応じて前記制御パラメータを変更するステップをさらに備えた請求項 28記載のセッション中継方法。

[30] 前記セッションの未使用帯域が大きくなつた時に当該セッションの割り当て資源を減少させ、前記セッションの未使用帯域が小さくなった時に当該セッションの割り当て資源をその初期値を上限として増加させるとともに、前記出力制御手段から通知される送信可能データ量及びその平均のいずれかによつて前記割り当て資源を増減するステップをさらに備えた請求項 29記載のセッション中継方法。

[31] 前記送信端末からのセッションの送信処理を制御する帯域、送信可否、送信可能データ量を少なくとも含む送信制御情報を制御する受信レート制御手段が、前記送信バッファの空き容量及び前記パケットスケジューラからの情報に応じて前記送信端末への送信制御情報の変更及び生成のいずれかを行うステップをさらに備えた請求項 22から請求項 29のいずれか記載のセッション中継方法。

[32] パケット出力後に前記送信バッファの空き容量が一定量以上となった時に前記送信端末に対して送達確認パケットを送信して送信再開を促すステップをさらに備えた請求項 31記載のセッション中継方法。

[33] 前記送信バッファの空き容量及びその平均の少なくとも一方を調べる手段で調べられた前記空き容量に応じて前記送信端末に対して送信帯域の減少を指示するステップをさらに備えた請求項 31記載のセッション中継方法。

[34] 送信端末に向けたセッションと受信端末に向けたセッションとの間でデータの中継を行うことで前記送信端末と前記受信端末との間の通信を実現するセッション中継装置のセッション中継方法において、

前記セッション中継装置側に、

複数のレイヤ各々において前記送信端末に向けたセッションからのデータを受信する受信セッションステップと、

前記複数のレイヤ各々において前記受信端末に向けたセッションへとデータを送信する送信セッションステップと、

前記送信端末へと出力するデータを送信バッファに一時蓄えておくステップと、前記送信バッファからのパケット出力をパケットスケジューラにて制御するステップとを備え、

前記送信セッション処理各々において当該レイヤで出力が許可されているデータ量を計算し、前記複数のレイヤ全てで共通に許可されるデータ量に基づいて前記パケットスケジューラが前記パケット出力を制御することを特徴とするセッション中継方法。

[35] 前記レイヤとして輻輳制御を行うレイヤのひとつとして iSCSI (internet Small C omputer System Interface)レイャを 3み、

当該 iSCSIレイヤにおいて前記受信端末から受信する受信可能データ量を基に送信可能データ量を決定するステップをさらに備えた請求項 34記載のセッション中継方法。

[36] パケット出力後に前記送信バッファの空き容量が一定量以上となった時に前記送信端末に対して前記受信可能データ量を生成して送信再開を促すステップをさらに備えた請求項 34記載のセッション中継方法。

[37] 前記受信セッションステップは、受信したパケットを前記送信バッファに直接格納し、前記送信バッファから直接出力するステップをさらに備えた請求項 22記載のセッシヨン中継方法。

[38] アプリケーションプログラムから前記送信バッファへとデータの書込みを行レ、、受信したデータを前記アプリケーションプログラムへと渡すステップをさらに備えた請求項 22記載のセッション中継方法。