WO2021199161A1 - 監視装置、通信システム、通信制御方法、及び監視プログラム - Google Patents

監視装置、通信システム、通信制御方法、及び監視プログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2021199161A1
WO2021199161A1 PCT/JP2020/014565 JP2020014565W WO2021199161A1 WO 2021199161 A1 WO2021199161 A1 WO 2021199161A1 JP 2020014565 W JP2020014565 W JP 2020014565W WO 2021199161 A1 WO2021199161 A1 WO 2021199161A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
communication
client
monitoring device
instruction
server
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/014565
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直剛 柴田
裕隆 氏川
Original Assignee
日本電信電話株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電信電話株式会社 filed Critical 日本電信電話株式会社
Priority to US17/914,849 priority Critical patent/US20230145000A1/en
Priority to JP2022512902A priority patent/JPWO2021199161A1/ja
Priority to PCT/JP2020/014565 priority patent/WO2021199161A1/ja
Publication of WO2021199161A1 publication Critical patent/WO2021199161A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/27—Evaluation or update of window size, e.g. using information derived from acknowledged [ACK] packets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/19—Flow control; Congestion control at layers above the network layer
    • H04L47/193—Flow control; Congestion control at layers above the network layer at the transport layer, e.g. TCP related
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08—Testing, supervising or monitoring using real traffic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/0289—Congestion control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/12—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on transmission quality or channel quality
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18—Negotiating wireless communication parameters
    • H04W28/20—Negotiating bandwidth
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/06—Transport layer protocols, e.g. TCP [Transport Control Protocol] over wireless

Definitions

  • the present invention relates to a monitoring device, a communication system, a communication control method, and a monitoring program.
  • Some communication systems that communicate via a network, for example, establish a connection by TCP (Transmission Control Protocol) and realize highly reliable communication between a client and a server.
  • TCP Transmission Control Protocol
  • terminal devices used in such communication systems include mobile phones / smartphones, PCs (personal computers), and server devices.
  • the network includes a PON (Passive Optical Network), a mobile communication system, a ring type network, a mesh type network and the like.
  • PON Passive Optical Network
  • TCP communication an algorithm called slow start is adopted at the start of communication to prevent clients such as terminal devices from sending a large amount of data to the server from the beginning and exceeding the capacity of the network. There is.
  • Slow start has parameters such as congestion window (CW) and slow start threshold (SST).
  • CW congestion window
  • SST slow start threshold
  • the amount of data transmitted by the terminal device depends on the CW. Further, the terminal device is set to have a small initial value of CW, and when it receives an acknowledgment (ACK) from the server, it exponentially increases the value of CW.
  • ACK acknowledgment
  • the SST is set to the same size as the maximum CW value at the start of communication, but when a timeout occurs, it is set to half of the CW at that time. Also, when a timeout occurs, CW is returned to 1.
  • An object of the present invention is to provide a monitoring device, a communication system, a communication control method, and a monitoring program that can improve the throughput of the terminal device when the terminal device establishes a connection by TCP.
  • the monitoring device is a monitoring device that monitors a network to which a plurality of terminal devices that establish a connection by TCP are connected, and a terminal device that is a client transmits to another terminal device that is a server.
  • the free bandwidth is calculated by subtracting the current traffic amount from the allowable communication capacity.
  • the client is asked to lower the slow start threshold value to a predetermined value regardless of whether or not a timeout occurs. It is characterized by having an instruction to be set for the server or a setting instruction unit for transmitting an instruction to be set to the server so as to reduce the window size to a predetermined value.
  • a terminal device serving as a client is used.
  • the request detection unit that detects the connection establishment request transmitted to other terminal devices that serve as the server and the communication path specified by the connection establishment request detected by the request detection unit. If the free band calculation unit that calculates the free band by subtracting the traffic amount of the above and the free band calculated by the free band calculation unit is smaller than the congestion window, the slow start threshold is set in advance regardless of whether a timeout occurs or not. Having an instruction to set the client to reduce to a predetermined value, or a setting instruction unit to send an instruction to set to the server to reduce the window size to a predetermined value. It is a feature.
  • the communication control method is a communication control method for controlling communication of a plurality of terminal devices for which a connection is established by TCP, with respect to another terminal device in which a terminal device as a client serves as a server.
  • a free band calculation process that calculates the free band by subtracting the current traffic amount from the allowable communication capacity for each of the request detection process that detects the transmitted connection establishment request and the communication path specified by the detected connection establishment request.
  • the instruction to set the client to lower the slow start threshold to a predetermined value regardless of whether a timeout occurs, or the window size. It is characterized by including a setting instruction step of transmitting an instruction to set to the server so as to reduce the value to a predetermined value.
  • the throughput of the terminal device can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the communication system 1.
  • the communication system 1 includes, for example, a first network 21-1 to which terminal devices 11-1 to 11-n are connected, and a second network 22-1 to which terminal devices 12-1 are connected.
  • the third network 23-1 to which the terminal device 13-1 is connected, and the terminal devices 11-1 to 11-n, the terminal device 12-1 and the terminal device 13-1 establish a TCP connection. It is possible to communicate with each other.
  • the communication here may be either wired communication or wireless communication.
  • TCP communication one of the terminal devices 11-1 to 11-n, the terminal device 12-1 and the terminal device 13-1 that first transmits the connection establishment request packet is set as the client, and the connection is first performed.
  • the server is any one of the terminal devices 11-1 to 11-n, the terminal device 12-1, and the terminal device 13-1 that receive the establishment request packet.
  • the communication system 1 includes a terminal device 11-1 which is a mobile phone and a terminal device 13-1 which is a server (content server) in which data (content) is stored in a data center. It may be configured to perform TCP communication between the two.
  • the communication between the first network 21-1 and the terminal device 11-1 is, for example, wireless communication.
  • the first network 21-1 is a wireless network having a base station function and an antenna.
  • the second network 22-1 is a network in a predetermined area such as in the prefecture in the backhaul of the base station.
  • the third network 23-1 is assumed to be a wide area network such as between prefectures in the backhaul of the base station. Then, the third network 23-1 and the terminal device 13-1 communicate with each other by, for example, wired communication.
  • the communication system 1 may be configured such that the terminal device 11-2, which is a PC, performs TCP communication with the terminal device 12-1, which is also a PC. ..
  • the terminal device 11-2 performs P2P (Peer to Peer) communication between the terminal device 12-1 and the terminal device 11-2
  • the communication between the first network 21-1 and the terminal device 11-2 is, for example, wired communication.
  • the first network 21-1 is a PON system for constructing FTTH (Fiber To The Home).
  • the second network 22-1 is also a PON system in an area different from that of the first network 21-1. Then, the second network 22-1 and the terminal device 12-1 communicate with each other by, for example, wired communication.
  • FIG. 2 is a graph showing changes over time in the congestion window (CW) and slow start threshold value (SST) in the communication system 1.
  • the client sets the size of the CW to 1MSS (Maximum Segment Size) when starting the slow start, and increases the CW each time an acknowledgment (ACK) is received.
  • the server notifies the client of the window size that can be received according to the load status of its own device.
  • the window size transmitted by the server is compared with the CW, and the data packet having the smaller value or less is transmitted.
  • the client sets the CW to 1 and restarts the slow start. Also, when a timeout occurs, the client halves the slow start threshold of the window at that time.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the communication system 1a according to the embodiment.
  • the communication system 1a includes, for example, a first network 21-1 to which terminal devices 11-1 to 11-n are connected and a second network 22-1 to which terminal devices 12-1 are connected.
  • a third network 23-1 to which the terminal device 13-1 is connected, and an integrated monitoring device 30, and the terminal devices 11-1 to 11-n, the terminal device 12-1 and the terminal device 13-1 are TCP. Connections have been established to enable communication with each other. It should be noted that the same reference numerals are given to the configurations substantially the same as the configurations of the communication system 1 shown in FIG.
  • the integrated monitoring device 30 is a monitoring device that integrally monitors and controls network communication in the communication system 1a.
  • the integrated monitoring device 30 includes terminal devices 11-1 to 11-n, terminal devices 12-1 and terminals via the first network 21-1, the second network 22-1, and the third network 23-1.
  • the traffic information of each route in the communication performed by the device 13-1 and the SYN packet for establishing the TCP connection in the communication system 1a are acquired, and the control parameters (TCP parameters) in the TCP communication are set to the terminal devices 11-1 to 11-1 to 11-n, transmission to terminal device 12-1 and terminal device 13-1.
  • the route (communication route) for the integrated monitoring device 30 to transmit the TCP parameter may be any route.
  • the integrated monitoring device 30 sets TCP parameters via the first network 21-1, the second network 22-1, and the third network 23-1 to the terminal devices 11-1 to 11-n, the terminal device 12-1, and the terminal device 12-1. It is transmitted to the terminal device 13-1.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing an outline of the functions of the integrated monitoring device 30 according to the embodiment.
  • the integrated monitoring device 30 includes, for example, a request detection unit 300, a free band calculation unit 302, and a setting command unit 304.
  • the request detection unit 300 detects a TCP connection establishment request (SYN packet: connection request) transmitted by the client terminal device to another terminal device that serves as a server, and the client makes a connection establishment request to the server.
  • the information indicating the transmission, the source address, and the destination address are output to the free band calculation unit 302.
  • the free bandwidth calculation unit 302 calculates the free bandwidth by subtracting the current traffic amount from the allowable communication capacity for each communication path specified by the connection establishment request detected by the request detection unit 300.
  • the free band calculation unit 302 holds the communication capacity of each network (each communication path) in advance, measures the amount of bandwidth currently used by using its own network traffic amount measurement function, and communicates. Calculate the free bandwidth by subtracting the traffic amount from the capacity.
  • the free band calculation unit 302 narrows down the networks through which the communication in which the request detection unit 300 has detected the SYN packet passes from all the networks in the communication system 1a, and the traffic information indicating the traffic amount of each network and the like. Is used to calculate the free bandwidth. Then, the free band calculation unit 302 outputs, for example, the minimum value of the free band of each network to the setting command unit 304.
  • the free band calculation unit 302 may narrow down the network through which the communication in which the SYN packet is detected passes by using the IP address or the MAC address. That is, the free band calculation unit 302 may store the IP address or MAC address in the network through which the data has passed, and specify which network the stored IP address or MAC address exists under. Further, when the free band calculation unit 302 cannot narrow down the network (communication path), the free band calculation unit 302 may calculate the free band on the assumption that data passes through all the communication paths.
  • FIG. 5 is a graph illustrating an SST set by the setting command unit 304 for the client.
  • the setting instruction unit 304 sets the server to reduce the window size to a predetermined value when the free bandwidth calculated by the free bandwidth calculation unit 302 is smaller than the CW (for example, the first SST). May be sent.
  • the setting command unit 304 sets the client to lower the SST to the minimum value, and for each of a plurality of predetermined CW values (predetermined thresholds from the first to the nth).
  • An instruction to set different SSTs to the client, or an instruction to set different window sizes to the server for each of a plurality of predetermined CW values (predetermined thresholds 1 to n). May be sent.
  • the integrated monitoring device 30 sets the setting command unit 304 based on the total traffic amount of the plurality of communications and the free bandwidth for each communication path. May send a command to set to the client or server.
  • the setting command unit 304 sets the SST or window size to be reduced in order from the communications having the lowest priority or importance. It may be configured to send instructions.
  • the integrated monitoring device 30 reduces the SST or window size in order from the communication having the lowest priority or importance to reduce the traffic amount, and when the free band secured after that becomes a sufficient amount, the priority or importance The process of reducing the SST or window size for low-frequency communication may be stopped.
  • the client compares the band based on its own CW and SST with the band indicated by the window size, and transmits the amount of data according to the smaller band to the server.
  • the client and the server have a function of changing the SST or the window size according to the TCP parameter transmitted from the integrated monitoring device 30.
  • the communication system 1a can avoid congestion by reducing the throughput of the traffic of priority or importance without lowering the throughput of the traffic of priority or importance.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the communication system 1b according to the embodiment.
  • the communication system 1b includes, for example, a first network 21-1 to which terminal devices 11-1 to 11-n are connected and a second network 22-1 to which terminal devices 12-1 are connected.
  • the third network 23-1 to which the terminal device 13-1 is connected, the integrated monitoring device 30b, the first monitoring device 40-1 to the third monitoring device 40-3, and the terminal devices 11-1 to 11-1 to 11-n, terminal device 12-1 and terminal device 13-1 establish a TCP connection to enable communication with each other.
  • the same reference numerals are given to the configurations substantially the same as the configurations of the communication system 1 shown in FIG.
  • the first monitoring device 40-1 is a monitoring device that monitors and controls network communication in the first network 21-1.
  • the first monitoring device 40-1 provides traffic information of each route in the communication performed by the terminal devices 11-1 to 11-n via the first network 21-1, and a SYN packet for establishing a TCP connection ( The connection request) and the like are acquired, and the acquired connection request and the band allocation information for each communication in the first network 21-1 are output to the integrated monitoring device 30b.
  • the first monitoring device 40-1 detects the connection request in the first network 21-1, and the information indicating that the client has sent the connection establishment request to the server, the source address, and the destination address. , And the band allocation information is transmitted to the integrated monitoring device 30b.
  • the second monitoring device 40-2 is a monitoring device that monitors and controls network communication in the second network 22-1.
  • the second monitoring device 40-2 includes traffic information of each route in the communication performed by the terminal device 12-1 via the second network 22-1, a SYN packet (connection request) for establishing a TCP connection, and the like. Is acquired, and the acquired connection request and the band allocation information of each communication in the second network 22-1 are output to the integrated monitoring device 30b.
  • the second monitoring device 40-2 detects the connection request in the second network 22-1, and the information indicating that the client has sent the connection establishment request to the server, the source address, and the destination address. , And the band allocation information is transmitted to the integrated monitoring device 30b.
  • the third monitoring device 40-3 is a monitoring device that monitors and controls network communication in the third network 23-1.
  • the third monitoring device 40-3 includes traffic information of each route in the communication performed by the terminal device 13-1 via the third network 23-1, and a SYN packet (connection request) for establishing a TCP connection. Is acquired, and the acquired connection request and the band allocation information of each communication in the third network 23-1 are output to the integrated monitoring device 30b.
  • the third monitoring device 40-3 detects the connection request in the third network 23-1, and the information indicating that the client has sent the connection establishment request to the server, the source address, and the destination address. , And the band allocation information is transmitted to the integrated monitoring device 30b.
  • the integrated monitoring device 30b is a monitoring device that integrally monitors and controls network communication in the communication system 1b.
  • the integrated monitoring device 30b is performed by the terminal devices 11-1 to 11-n, the terminal device 12-1 and the terminal device 13-1 via the first monitoring device 40-1 to the third monitoring device 40-3.
  • the terminal device 11 acquires the traffic information of each route in communication, the SYN packet (connection request) for establishing the TCP connection in the communication system 1b, each band allocation information, and the like, and sets the control parameter (TCP parameter) in TCP communication. -1 to 11-n, transmission to terminal device 12-1 and terminal device 13-1.
  • the route (communication route) for the integrated monitoring device 30b to transmit the TCP parameter may be any route.
  • the integrated monitoring device 30b sets TCP parameters via the first monitoring device 40-1 to the third monitoring device 40-3 to the terminal devices 11-1 to 11-n, the terminal device 12-1, and the terminal device 13-1. May be sent to.
  • FIG. 7 is a functional block diagram showing an outline of the functions of the integrated monitoring device 30b according to the embodiment.
  • the integrated monitoring device 30b has, for example, a free band calculation unit 302b and a setting command unit 304.
  • the free band calculation unit 302b is the first monitoring device 40-1 to the third monitoring device for each communication path specified by the connection request input from the first monitoring device 40-1 to the third monitoring device 40-3.
  • the free band is calculated based on the band allocation information input from 40-3, and is output to the setting command unit 304.
  • the free band calculation unit 302b calculates the free band by subtracting the traffic amount based on the current band allocation information from the communication capacity allowed for each communication path.
  • the free bandwidth calculation unit 302b collects communication routes in which the source address and the destination address match, for example, and minimizes the free bandwidth for each of the collected communication routes. The value is output to the setting command unit 304.
  • the setting command unit 304 lowers the SST to a predetermined value regardless of whether or not a timeout occurs. Send the command to set to the client.
  • the integrated monitoring device 30b has a lighter processing load than the integrated monitoring device 30 described above.
  • the client and the server have a function of changing the SST or the window size according to the TCP parameter transmitted from the integrated monitoring device 30b.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the communication system 1c according to the embodiment.
  • the communication system 1c includes, for example, a first network 21-2 to which terminal devices 11-1 to 11-n are connected and a second network 22-2 to which terminal devices 12-1 are connected. , A third network 23-2 to which the terminal device 13-1 is connected, and an integrated monitoring device 30c, and the terminal devices 11-1 to 11-n, the terminal device 12-1 and the terminal device 13-1 are TCP. Connections have been established to enable communication with each other. It should be noted that the same reference numerals are given to the configurations substantially the same as the configurations of the communication system 1 shown in FIG.
  • the integrated monitoring device 30c is a monitoring device that integrally monitors and controls network communication in the communication system 1c.
  • the integrated monitoring device 30c is a terminal device 11-1 to 11-n, a terminal device 12-1 and a terminal via the first network 21-2, the second network 22-2, and the third network 23-2.
  • the traffic information of each route in the communication performed by the device 13-1 and the SYN packet for establishing the TCP connection in the communication system 1c are acquired.
  • the integrated monitoring device 30c does not transmit the control parameter (TCP parameter) in the TCP communication to the terminal devices 11-1 to 11-n, the terminal device 12-1, and the terminal device 13-1. It transmits to 1 network 21-2, 2nd network 22-2 and 3rd network 23-2.
  • FIG. 9 is a functional block diagram showing an outline of the functions of the integrated monitoring device 30c according to the embodiment.
  • the integrated monitoring device 30c includes, for example, a request detection unit 300c, a free band calculation unit 302c, and a setting command unit 304c.
  • the request detection unit 300c detects a TCP connection establishment request (SYN packet: connection request) transmitted by the client terminal device to another terminal device that serves as a server, and the client makes a connection establishment request to the server.
  • the information indicating the transmission, the source address, and the destination address are output to the free band calculation unit 302c.
  • the free band calculation unit 302c calculates the free band by subtracting the current traffic amount from the allowable communication capacity for each communication path specified by the connection establishment request detected by the request detection unit 300c.
  • the setting command unit 304c reduces the SST to a predetermined value regardless of whether or not a timeout occurs when the free band calculated by the free band calculation unit 302c is smaller than the CW (for example, the first SST). Send the command to set.
  • the setting command unit 304c transmits an instruction to set the window size to be reduced to a predetermined value when the free band calculated by the free band calculation unit 302c is smaller than the CW (for example, the first SST). May be good.
  • the first network 21-2, the second network 22-2, and the third network 23-2 are communication paths in which a connection establishment request is detected in the signals flowing from the own network to the terminal device or another network, respectively. Rewrite the TCP parameters for the client or server based on the source and destination addresses of.
  • the communication route in which the connection establishment request is detected may be specified by anything as long as the communication route such as the IP address, MAC address, and VID (VLAN Identifier) can be uniquely specified.
  • the first network 21-2, the second network 22-2, and the third network 23-2 rewrite the window size notified from the server according to the free bandwidth.
  • the TCP parameter may be rewritten on any port in the network.
  • the communication systems 1a, 1b, and 1c are instructions for setting the client to reduce the SST to a predetermined value while increasing the CW to be larger than 1MSS when the free band is smaller than the CW.
  • the throughput of the terminal device can be improved when the terminal device establishes a connection by TCP.
  • the terminal devices 11-1 to 11-n, the terminal device 12-1, the terminal device 13-1, the integrated monitoring devices 30, 30b, 30c, and the first monitoring device 40-1 to the third monitoring device 40-3 Each of the functions possessed may be partially or wholly configured by hardware, or may be configured as a program executed by a processor such as a CPU.
  • the communication system 1 according to the present invention can be realized by using a computer and a program, and the program can be recorded on a storage medium or provided through a network.
  • FIG. 10 is a diagram showing a hardware configuration example of the integrated monitoring device 30 according to the embodiment.
  • the integrated monitoring device 30 has, for example, an input unit 500, an output unit 510, a communication unit 520, a CPU 530, a memory 540, and an HDD 550 connected via a bus 560, and has a function as a computer. Further, the integrated monitoring device 30 is capable of inputting / outputting data to / from the storage medium 570.
  • the input unit 500 is, for example, a keyboard, a mouse, or the like.
  • the output unit 510 is a display device such as a display.
  • the communication unit 520 is, for example, a wireless or wired network interface.
  • the CPU 530 controls each unit constituting the integrated monitoring device 30 and performs the above-described processing.
  • the memory 540 and the HDD 550 store data.
  • the storage medium 570 can store a monitoring program or the like that executes a function of the integrated monitoring device 30.
  • the architecture constituting the integrated monitoring device 30 is not limited to the example shown in FIG. Further, the integrated monitoring device 30b and the integrated monitoring device 30c may also have the same configuration as the integrated monitoring device 30.
  • 1,1a, 1b, 1c ... Communication system, 11-1 to 11-n, 12-1, 13-1 ... Terminal equipment, 21-1,1-2 ... First network, 22- 1,22-2 ... 2nd network, 23-1,23-2 ... 3rd network, 30,30b, 30c ... Integrated monitoring device, 40-1 ... 1st monitoring device, 40 -2 ... 2nd monitoring device, 40-3 ... 3rd monitoring device, 300, 300c ... Request detection unit, 302, 302b, 302c ... Free band calculation unit, 304, 304c ... Setting command unit, 500 ... Input unit, 510 ... Output unit, 520 ... Communication unit, 530 ... CPU, 540 ... Memory, 550 ... HDD, 560 ... Bus, 570 ⁇ ⁇ ⁇ Storage medium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

ＴＣＰによりコネクションを確立する複数の端末装置が接続されたネットワークを監視する監視装置において、クライアントとなる端末装置がサーバとなる他の端末装置に対して送信したコネクション確立要求を検出する要求検出部と、要求検出部が検出したコネクション確立要求によって特定される通信経路それぞれに対し、許容される通信容量から現在のトラヒック量を差し引いて空き帯域を算出する空き帯域算出部と、空き帯域算出部が算出した空き帯域が輻輳ウィンドウよりも小さい場合、タイムアウトが発生するか否かにかかわらずスロースタート閾値を予め定められた値まで下げるようにクライアントに対して設定する命令、又は、ウィンドウサイズを予め定められた値まで下げるようにサーバに対して設定する命令を送信する設定命令部とを有する。

Description

監視装置、通信システム、通信制御方法、及び監視プログラム
　本発明は、監視装置、通信システム、通信制御方法、及び監視プログラムに関する。
　ネットワークを介して通信を行う通信システムには、例えばＴＣＰ（Transmission Control Protocol）によってコネクションを確立し、クライアントとサーバとの間で信頼性の高い通信を実現しているものがある。
　このような通信システムにおいて用いられる端末装置として、例えば携帯電話・スマートフォン、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、サーバ装置などがある。また、ネットワークには、ＰＯＮ（Passive Optical Network）、移動通信システム、リング型ネットワーク、及びメッシュ型ネットワーク等がある。
竹下　隆史、他３名、「マスタリングＴＣＰ／ＩＰ　入門編」、第５版、株式会社オーム社、2012年02月25日、p.230-256
　ＴＣＰ通信では、端末装置などのクライアントがサーバに対して最初から大量のデータを送信してネットワークのキャパシティを超えてしまうことを防止するために、通信開始時にスロースタートと呼ばれるアルゴリズムを採用している。
　スロースタートには、輻輳ウィンドウ（Congestion Window：ＣＷ）、スロースタート閾値（Slow Start Threshold：ＳＳＴ）などのパラメータがある。
　端末装置が送信するデータ量は、ＣＷに依存する。また、端末装置は、ＣＷの初期値を小さく設定され、サーバからの肯定確認応答（ＡＣＫ）を受信すると、ＣＷの値を指数的に増加させる。
　ＳＳＴは、通信開始時には最大ＣＷ値と同じ大きさにされているが、タイムアウトが発生すると、その時のＣＷの半分に設定される。また、タイムアウトが発生すると、ＣＷは１に戻される。
　その後、ＣＷ＞ＳＳＴとなる領域では、ＣＷは、直線的な増加となり、指数的な増加よりも抑えられて、輻輳を回避させる。
　このため、ネットワークの空き帯域幅が小さい場合には、頻繁にＣＷが１に戻されることとなり、スループットが低下する。
　本発明は、端末装置がＴＣＰによりコネクションを確立する場合に、端末装置のスループットを向上させることができる監視装置、通信システム、通信制御方法、及び監視プログラムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様にかかる監視装置は、ＴＣＰによりコネクションを確立する複数の端末装置が接続されたネットワークを監視する監視装置において、クライアントとなる端末装置がサーバとなる他の端末装置に対して送信したコネクション確立要求を検出する要求検出部と、前記要求検出部が検出したコネクション確立要求によって特定される通信経路それぞれに対し、許容される通信容量から現在のトラヒック量を差し引いて空き帯域を算出する空き帯域算出部と、前記空き帯域算出部が算出した空き帯域が輻輳ウィンドウよりも小さい場合、タイムアウトが発生するか否かにかかわらずスロースタート閾値を予め定められた値まで下げるように前記クライアントに対して設定する命令、又は、ウィンドウサイズを予め定められた値まで下げるように前記サーバに対して設定する命令を送信する設定命令部とを有することを特徴とする。
　また、本発明の一態様にかかる通信システムは、ＴＣＰによりコネクションを確立する複数の端末装置と、複数の端末装置の通信を監視する監視装置とを備えた通信システムにおいて、クライアントとなる端末装置がサーバとなる他の端末装置に対して送信したコネクション確立要求を検出する要求検出部と、前記要求検出部が検出したコネクション確立要求によって特定される通信経路それぞれに対し、許容される通信容量から現在のトラヒック量を差し引いて空き帯域を算出する空き帯域算出部と、前記空き帯域算出部が算出した空き帯域が輻輳ウィンドウよりも小さい場合、タイムアウトが発生するか否かにかかわらずスロースタート閾値を予め定められた値まで下げるように前記クライアントに対して設定する命令、又は、ウィンドウサイズを予め定められた値まで下げるように前記サーバに対して設定する命令を送信する設定命令部とを有することを特徴とする。
　また、本発明の一態様にかかる通信制御方法は、ＴＣＰによりコネクションを確立する複数の端末装置の通信を制御する通信制御方法において、クライアントとなる端末装置がサーバとなる他の端末装置に対して送信したコネクション確立要求を検出する要求検出工程と、検出したコネクション確立要求によって特定される通信経路それぞれに対し、許容される通信容量から現在のトラヒック量を差し引いて空き帯域を算出する空き帯域算出工程と、算出した空き帯域が輻輳ウィンドウよりも小さい場合、タイムアウトが発生するか否かにかかわらずスロースタート閾値を予め定められた値まで下げるように前記クライアントに対して設定する命令、又は、ウィンドウサイズを予め定められた値まで下げるように前記サーバに対して設定する命令を送信する設定命令工程とを含むことを特徴とする。
　本発明によれば、端末装置がＴＣＰによりコネクションを確立する場合に、端末装置のスループットを向上させることができる。
通信システムの構成例を示す図である。 通信システムにおける輻輳ウィンドウ及びスロースタート閾値の経時的な変化を示すグラフである。 一実施形態にかかる通信システムの構成例を示す図である。 一実施形態にかかる統合監視装置が有する機能の概要を示す機能ブロック図である。 設定命令部がクライアントに対して設定するＳＳＴを例示するグラフである。 一実施形態にかかる通信システムの構成例を示す図である。 一実施形態にかかる統合監視装置が有する機能の概要を示す機能ブロック図である。 一実施形態にかかる通信システムの構成例を示す図である。 一実施形態にかかる統合監視装置が有する機能の概要を示す機能ブロック図である。 一実施形態にかかる統合監視装置のハードウェア構成例を示す図である。
　まず、本発明がなされるに至った背景について説明する。図１は、通信システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、通信システム１は、例えば端末装置１１－１～１１－ｎが接続された第１ネットワーク２１－１と、端末装置１２－１が接続された第２ネットワーク２２－１と、端末装置１３－１が接続された第３ネットワーク２３－１とを有し、端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１がＴＣＰのコネクションを確立して互いに通信を可能にされている。
　ここでの通信は、有線通信又は無線通信のいずれであってもよい。なお、ＴＣＰ通信を行う場合、最初にコネクションの確立要求パケットを送信する端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１のいずれかをクライアントとし、最初にコネクションの確立要求パケットを受信する端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１のいずれかをサーバとする。
　より具体的な構成例として、通信システム１は、携帯電話である端末装置１１－１が、データセンタに設置されてデータ（コンテンツ）を保管するサーバ（コンテンツサーバ）である端末装置１３－１との間でＴＣＰ通信を行うように構成されてもよい。
　このとき、第１ネットワーク２１－１と端末装置１１－１との間の通信は、例えば無線通信である。また、第１ネットワーク２１－１は、基地局機能及びアンテナを有する無線ネットワークであるとする。第２ネットワーク２２－１は、基地局のバックホールにおける例えば県内などの所定エリアのネットワークであるとする。第３ネットワーク２３－１は、基地局のバックホールにおける県間などの広域のネットワークであるとする。そして、第３ネットワーク２３－１と端末装置１３－１とは、例えば有線通信による通信を行う。
　また、他の具体的な構成例として、通信システム１は、ＰＣである端末装置１１－２が、同じくＰＣである端末装置１２－１との間でＴＣＰ通信を行うように構成されてもよい。
　ここで、端末装置１１－２が端末装置１２－１とＰ２Ｐ（Peer to Peer）通信を行う場合、第１ネットワーク２１－１と端末装置１１－２との間の通信は、例えば有線通信である。また、第１ネットワーク２１－１は、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）を構築するＰＯＮシステムであるとする。第２ネットワーク２２－１も、第１ネットワーク２１－１とは異なるエリアのＰＯＮシステムであるとする。そして、第２ネットワーク２２－１と端末装置１２－１とは、例えば有線通信による通信を行う。
　図２は、通信システム１における輻輳ウィンドウ（ＣＷ）及びスロースタート閾値（ＳＳＴ）の経時的な変化を示すグラフである。
　まず、クライアントは、スロースタートを開始するときにＣＷの大きさを１ＭＳＳ（Maximum Segment Size）に設定し、確認応答（ＡＣＫ）を受信するたびにＣＷを大きくする。サーバは、自身の装置負荷状況に応じて受信可能なウィンドウサイズをクライアントへ通知する。
　そして、クライアントは、データパケットを送信するときに、サーバが送信したウィンドウサイズとＣＷとを比較し、小さい方の値以下のデータパケットを送信する。
　タイムアウトが発生すると、クライアントは、ＣＷを１にしてスロースタートをやり直す。また、タイムアウトが発生すると、クライアントは、スロースタート閾値の大きさをそのときのウィンドウの半分にする。
　このように、ＴＣＰ通信では、通信開始後から徐々にスループットを向上させるが、ネットワークが混雑すると、タイムアウトが発生してスループットが急激に低下する。
　次に、一実施形態にかかる通信システムについて説明する。図３は、一実施形態にかかる通信システム１ａの構成例を示す図である。
　図３に示すように、通信システム１ａは、例えば端末装置１１－１～１１－ｎが接続された第１ネットワーク２１－１と、端末装置１２－１が接続された第２ネットワーク２２－１と、端末装置１３－１が接続された第３ネットワーク２３－１と、統合監視装置３０とを有し、端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１がＴＣＰのコネクションを確立して互いに通信を可能にされている。なお、図１に示した通信システム１の構成と実質的に同一の構成には同一の符号を付すこととする。
　統合監視装置３０は、通信システム１ａにおけるネットワーク通信を統合的に監視して制御する監視装置である。例えば、統合監視装置３０は、第１ネットワーク２１－１、第２ネットワーク２２－１、及び第３ネットワーク２３－１を介して、端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１が行う通信における各径路のトラヒック情報、及び通信システム１ａ内のＴＣＰコネクションを確立するためのＳＹＮパケット等を取得し、ＴＣＰ通信における制御パラメータ（ＴＣＰパラメータ）を端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１に対して送信する。
　なお、統合監視装置３０がＴＣＰパラメータを送信する経路（通信経路）は、どのような経路であってもよい。例えば、統合監視装置３０は、第１ネットワーク２１－１、第２ネットワーク２２－１及び第３ネットワーク２３－１を介してＴＣＰパラメータを端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１に対して送信する。
　図４は、一実施形態にかかる統合監視装置３０が有する機能の概要を示す機能ブロック図である。統合監視装置３０は、例えば要求検出部３００、空き帯域算出部３０２、及び設定命令部３０４を有する。
　要求検出部３００は、クライアントとなる端末装置がサーバとなる他の端末装置に対して送信したＴＣＰのコネクション確立要求（ＳＹＮパケット：接続要求）を検出し、クライアントがサーバに対してコネクション確立要求を送信したことを示す情報、送信元アドレス、及び宛先アドレスを空き帯域算出部３０２に対して出力する。
　空き帯域算出部３０２は、要求検出部３００が検出したコネクション確立要求によって特定される通信経路それぞれに対し、許容される通信容量から現在のトラヒック量を差し引いて空き帯域を算出する。
　例えば、空き帯域算出部３０２は、予め各ネットワーク（各通信経路）の通信容量を保持しており、自身が備えるネットワークのトラヒック量測定機能を用いて現在使用されている帯域量を測定し、通信容量からトラヒック量を差し引いて空き帯域を算出する。
　このとき、空き帯域算出部３０２は、通信システム１ａ内の全てのネットワークの中から、要求検出部３００がＳＹＮパケットを検出した通信が通るネットワークを絞り込み、その各ネットワークのトラヒック量等を示すトラヒック情報を用いて空き帯域を算出する。そして、空き帯域算出部３０２は、例えば各ネットワークの空き帯域の最小値を設定命令部３０４に対して出力する。
　なお、空き帯域算出部３０２は、ＳＹＮパケットを検出された通信が通るネットワークをＩＰアドレス又はＭＡＣアドレスを用いて絞り込んでもよい。すなわち、空き帯域算出部３０２は、データが通過したネットワークにおけるＩＰアドレス又はＭＡＣアドレスを記憶し、記憶したＩＰアドレス又はＭＡＣアドレスがどのネットワークの配下に存在するかを特定してもよい。また、空き帯域算出部３０２は、ネットワーク（通信経路）を絞り込むことができなかった場合、全ての通信経路をデータが通ると仮定して空き帯域を算出してもよい。
　設定命令部３０４は、空き帯域算出部３０２が算出した空き帯域がＣＷ（例えば最初のＳＳＴ）よりも小さい場合、タイムアウトが発生するか否かにかかわらずＳＳＴを予め定められた値まで下げるようにクライアントに対して設定する命令を送信する。図５は、設定命令部３０４がクライアントに対して設定するＳＳＴを例示するグラフである。
　また、設定命令部３０４は、空き帯域算出部３０２が算出した空き帯域がＣＷ（例えば最初のＳＳＴ）よりも小さい場合、ウィンドウサイズを予め定められた値まで下げるようにサーバに対して設定する命令を送信してもよい。
　具体例として、設定命令部３０４は、ＳＳＴを最低値まで下げるようにクライアントに対して設定する命令、予め定められた複数のＣＷの値（予め定められた第１～第ｎまでの閾値）ごとに異なるＳＳＴをクライアントに対して設定する命令、又は、予め定められた複数のＣＷの値（予め定められた第１～第ｎまでの閾値）ごとに異なるウィンドウサイズをサーバに対して設定する命令を送信してもよい。
　なお、統合監視装置３０は、要求検出部３００が複数の通信（ＳＹＮパケット）を同時に検出した場合、複数の通信の合計トラヒック量と、通信経路ごとの空き帯域とに基づいて、設定命令部３０４がクライアント又はサーバに対して設定する命令を送信してもよい。
　さらに、複数の通信に優先度やサービス等の重要度が異なる通信が含まれる場合には、設定命令部３０４は、優先度又は重要度が低い通信から順にＳＳＴ又はウィンドウサイズを下げるように設定する命令を送信するように構成されてもよい。
　例えば、統合監視装置３０は、優先度又は重要度が低い通信から順にＳＳＴ又はウィンドウサイズを下げてトラヒック量を絞り、その後に確保される空き帯域が十分な量になった場合、優先度又は重要度が低い通信に対するＳＳＴ又はウィンドウサイズを下げる処理を止めてもよい。
　そして、クライアントは、自身のＣＷ及びＳＳＴに基づく帯域と、ウィンドウサイズが示す帯域とを比べて、小さい方の帯域に合わせたデータ量をサーバに対して送信する。
　なお、クライアント及びサーバは、統合監視装置３０から送信されるＴＣＰパラメータに応じてＳＳＴ又はウィンドウサイズを変更する機能を備えているものとする。
　このように、通信システム１ａは、優先度又は重要度の高いトラヒックのスループットを低下させることなく、優先度又は重要度の低いトラヒックのスループットを絞ることにより、輻輳を回避することができる。
　次に、一実施形態にかかる通信システム１ａの第１変形例（通信システム１ｂ）について説明する。図６は、一実施形態にかかる通信システム１ｂの構成例を示す図である。
　図６に示すように、通信システム１ｂは、例えば端末装置１１－１～１１－ｎが接続された第１ネットワーク２１－１と、端末装置１２－１が接続された第２ネットワーク２２－１と、端末装置１３－１が接続された第３ネットワーク２３－１と、統合監視装置３０ｂと、第１監視装置４０－１～第３監視装置４０－３とを有し、端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１がＴＣＰのコネクションを確立して互いに通信を可能にされている。なお、図１に示した通信システム１の構成と実質的に同一の構成には同一の符号を付すこととする。
　第１監視装置４０－１は、第１ネットワーク２１－１におけるネットワーク通信を監視して制御する監視装置である。例えば、第１監視装置４０－１は、第１ネットワーク２１－１を介して端末装置１１－１～１１－ｎが行う通信における各径路のトラヒック情報、及びＴＣＰコネクションを確立するためのＳＹＮパケット（接続要求）等を取得し、取得した接続要求及び第１ネットワーク２１－１における通信それぞれの帯域割当情報を統合監視装置３０ｂに対して出力する。
　具体的には、第１監視装置４０－１は、第１ネットワーク２１－１における接続要求を検出し、クライアントがサーバに対してコネクション確立要求を送信したことを示す情報、送信元アドレス、宛先アドレス、及び帯域割当情報を統合監視装置３０ｂに対して送信する。
　第２監視装置４０－２は、第２ネットワーク２２－１におけるネットワーク通信を監視して制御する監視装置である。例えば、第２監視装置４０－２は、第２ネットワーク２２－１を介して端末装置１２－１が行う通信における各径路のトラヒック情報、及びＴＣＰコネクションを確立するためのＳＹＮパケット（接続要求）等を取得し、取得した接続要求及び第２ネットワーク２２－１における通信それぞれの帯域割当情報を統合監視装置３０ｂに対して出力する。
　具体的には、第２監視装置４０－２は、第２ネットワーク２２－１における接続要求を検出し、クライアントがサーバに対してコネクション確立要求を送信したことを示す情報、送信元アドレス、宛先アドレス、及び帯域割当情報を統合監視装置３０ｂに対して送信する。
　第３監視装置４０－３は、第３ネットワーク２３－１におけるネットワーク通信を監視して制御する監視装置である。例えば、第３監視装置４０－３は、第３ネットワーク２３－１を介して端末装置１３－１が行う通信における各径路のトラヒック情報、及びＴＣＰコネクションを確立するためのＳＹＮパケット（接続要求）等を取得し、取得した接続要求及び第３ネットワーク２３－１における通信それぞれの帯域割当情報を統合監視装置３０ｂに対して出力する。
　具体的には、第３監視装置４０－３は、第３ネットワーク２３－１における接続要求を検出し、クライアントがサーバに対してコネクション確立要求を送信したことを示す情報、送信元アドレス、宛先アドレス、及び帯域割当情報を統合監視装置３０ｂに対して送信する。
　統合監視装置３０ｂは、通信システム１ｂにおけるネットワーク通信を統合的に監視して制御する監視装置である。例えば、統合監視装置３０ｂは、第１監視装置４０－１～第３監視装置４０－３を介して、端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１が行う通信における各径路のトラヒック情報、通信システム１ｂ内のＴＣＰコネクションを確立するためのＳＹＮパケット（接続要求）、及び各帯域割当情報等を取得し、ＴＣＰ通信における制御パラメータ（ＴＣＰパラメータ）を端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１に対して送信する。
　なお、統合監視装置３０ｂがＴＣＰパラメータを送信する経路（通信経路）は、どのような経路であってもよい。例えば、統合監視装置３０ｂは、第１監視装置４０－１～第３監視装置４０－３を介してＴＣＰパラメータを端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１に対して送信してもよい。
　図７は、一実施形態にかかる統合監視装置３０ｂが有する機能の概要を示す機能ブロック図である。統合監視装置３０ｂは、例えば空き帯域算出部３０２ｂ、及び設定命令部３０４を有する。
　空き帯域算出部３０２ｂは、第１監視装置４０－１～第３監視装置４０－３から入力された接続要求によって特定される通信経路それぞれに対し、第１監視装置４０－１～第３監視装置４０－３から入力された帯域割当情報に基づいて空き帯域を算出し、設定命令部３０４に対して出力する。例えば、空き帯域算出部３０２ｂは、通信経路ごとに許容される通信容量から現在の帯域割当情報に基づくトラヒック量を差し引いて空き帯域を算出する。
　また、空き帯域算出部３０２ｂは、複数のネットワークにおいて接続要求が検出されている場合には、例えば送信元アドレス及び宛先アドレスが一致する通信経路をまとめ、まとめた通信経路ごとに空き帯域幅の最小値を設定命令部３０４に対して出力する。
　設定命令部３０４は、空き帯域算出部３０２ｂが算出した空き帯域がＣＷ（例えば最初のＳＳＴ）よりも小さい場合、タイムアウトが発生するか否かにかかわらずＳＳＴを予め定められた値まで下げるようにクライアントに対して設定する命令を送信する。
　つまり、統合監視装置３０ｂは、上述した統合監視装置３０よりも処理負荷が軽くなっている。
　なお、クライアント及びサーバは、統合監視装置３０ｂから送信されるＴＣＰパラメータに応じてＳＳＴ又はウィンドウサイズを変更する機能を備えているものとする。
　次に、一実施形態にかかる通信システム１ａの第２変形例（通信システム１ｃ）について説明する。図８は、一実施形態にかかる通信システム１ｃの構成例を示す図である。
　図８に示すように、通信システム１ｃは、例えば端末装置１１－１～１１－ｎが接続された第１ネットワーク２１－２と、端末装置１２－１が接続された第２ネットワーク２２－２と、端末装置１３－１が接続された第３ネットワーク２３－２と、統合監視装置３０ｃとを有し、端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１がＴＣＰのコネクションを確立して互いに通信を可能にされている。なお、図１に示した通信システム１の構成と実質的に同一の構成には同一の符号を付すこととする。
　統合監視装置３０ｃは、通信システム１ｃにおけるネットワーク通信を統合的に監視して制御する監視装置である。例えば、統合監視装置３０ｃは、第１ネットワーク２１－２、第２ネットワーク２２－２、及び第３ネットワーク２３－２を介して、端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１が行う通信における各径路のトラヒック情報、及び通信システム１ｃ内のＴＣＰコネクションを確立するためのＳＹＮパケット等を取得する。
　そして、統合監視装置３０ｃは、ＴＣＰ通信における制御パラメータ（ＴＣＰパラメータ）を、端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１及び端末装置１３－１に対して送信するのではなく、第１ネットワーク２１－２、第２ネットワーク２２－２及び第３ネットワーク２３－２に対して送信する。
　図９は、一実施形態にかかる統合監視装置３０ｃが有する機能の概要を示す機能ブロック図である。統合監視装置３０ｃは、例えば要求検出部３００ｃ、空き帯域算出部３０２ｃ、及び設定命令部３０４ｃを有する。
　要求検出部３００ｃは、クライアントとなる端末装置がサーバとなる他の端末装置に対して送信したＴＣＰのコネクション確立要求（ＳＹＮパケット：接続要求）を検出し、クライアントがサーバに対してコネクション確立要求を送信したことを示す情報、送信元アドレス、及び宛先アドレスを空き帯域算出部３０２ｃに対して出力する。
　空き帯域算出部３０２ｃは、要求検出部３００ｃが検出したコネクション確立要求によって特定される通信経路それぞれに対し、許容される通信容量から現在のトラヒック量を差し引いて空き帯域を算出する。
　設定命令部３０４ｃは、空き帯域算出部３０２ｃが算出した空き帯域がＣＷ（例えば最初のＳＳＴ）よりも小さい場合、タイムアウトが発生するか否かにかかわらずＳＳＴを予め定められた値まで下げるように設定する命令を送信する。
　また、設定命令部３０４ｃは、空き帯域算出部３０２ｃが算出した空き帯域がＣＷ（例えば最初のＳＳＴ）よりも小さい場合、ウィンドウサイズを予め定められた値まで下げるように設定する命令を送信してもよい。
　第１ネットワーク２１－２、第２ネットワーク２２－２及び第３ネットワーク２３－２は、それぞれ自ネットワークから端末装置又は他のネットワークに対して流れる信号の中で、コネクション確立要求が検出された通信経路の送信元アドレス及び宛先アドレスに基づいて、クライアント又はサーバに対するＴＣＰパラメータを書き換える。
　なお、コネクション確立要求が検出された通信経路は、ＩＰアドレス・ＭＡＣアドレス・ＶＩＤ（VLAN Identifier）などの通信経路を一意に特定できるものであれば何によって特定されてもよい。
　例えば、第１ネットワーク２１－２、第２ネットワーク２２－２及び第３ネットワーク２３－２は、サーバから通知されるウィンドウサイズを空き帯域に応じて書き換える。このとき、ＴＣＰパラメータの書き換えは、ネットワーク内の任意のどのポートで実施されてもよい。
　以上説明したように、通信システム１ａ，１ｂ，１ｃは、空き帯域がＣＷよりも小さい場合、ＣＷを１ＭＳＳよりも大きくしつつＳＳＴを予め定められた値まで下げるようにクライアントに対して設定する命令、又は、ウィンドウサイズを予め定められた値まで下げるようにサーバに対して設定する命令を送信するので、端末装置がＴＣＰによりコネクションを確立する場合に、端末装置のスループットを向上させることができる。
　なお、端末装置１１－１～１１－ｎ、端末装置１２－１、端末装置１３－１、統合監視装置３０，３０ｂ，３０ｃ、及び第１監視装置４０－１～第３監視装置４０－３が有する各機能は、それぞれ一部又は全部がハードウェアによって構成されてもよいし、ＣＰＵ等のプロセッサが実行するプログラムとして構成されてもよい。
　すなわち、本発明にかかる通信システム１は、コンピュータとプログラムを用いて実現することができ、プログラムを記憶媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
　図１０は、一実施形態にかかる統合監視装置３０のハードウェア構成例を示す図である。図１０に示すように、統合監視装置３０は、例えば入力部５００、出力部５１０、通信部５２０、ＣＰＵ５３０、メモリ５４０及びＨＤＤ５５０がバス５６０を介して接続され、コンピュータとしての機能を備える。また、統合監視装置３０は、記憶媒体５７０との間でデータを入出力することができるようにされている。
　入力部５００は、例えばキーボード及びマウス等である。出力部５１０は、例えばディスプレイなどの表示装置である。通信部５２０は、例えば無線又は有線のネットワークインターフェースである。
　ＣＰＵ５３０は、統合監視装置３０を構成する各部を制御し、上述した処理を行う。メモリ５４０及びＨＤＤ５５０は、データを記憶する。記憶媒体５７０は、統合監視装置３０が有する機能を実行させる監視プログラム等を記憶可能にされている。なお、統合監視装置３０を構成するアーキテクチャは図１０に示した例に限定されない。また、統合監視装置３０ｂ及び統合監視装置３０ｃも統合監視装置３０と同様の構成を備えていてもよい。
　１，１ａ，１ｂ，１ｃ・・・通信システム、１１－１～１１－ｎ，１２－１，１３－１・・・端末装置、２１－１，２１－２・・・第１ネットワーク、２２－１，２２－２・・・第２ネットワーク、２３－１，２３－２・・・第３ネットワーク、３０，３０ｂ，３０ｃ・・・統合監視装置、４０－１・・・第１監視装置、４０－２・・・第２監視装置、４０－３・・・第３監視装置、３００，３００ｃ・・・要求検出部、３０２，３０２ｂ，３０２ｃ・・・空き帯域算出部、３０４，３０４ｃ・・・設定命令部、５００・・・入力部、５１０・・・出力部、５２０・・・通信部、５３０・・・ＣＰＵ、５４０・・・メモリ、５５０・・・ＨＤＤ、５６０・・・バス、５７０・・・記憶媒体
 

Claims (8)

  1. 　ＴＣＰによりコネクションを確立する複数の端末装置が接続されたネットワークを監視する監視装置において、
    　クライアントとなる端末装置がサーバとなる他の端末装置に対して送信したコネクション確立要求を検出する要求検出部と、
    　前記要求検出部が検出したコネクション確立要求によって特定される通信経路それぞれに対し、許容される通信容量から現在のトラヒック量を差し引いて空き帯域を算出する空き帯域算出部と、
    　前記空き帯域算出部が算出した空き帯域が輻輳ウィンドウよりも小さい場合、タイムアウトが発生するか否かにかかわらずスロースタート閾値を予め定められた値まで下げるように前記クライアントに対して設定する命令、又は、ウィンドウサイズを予め定められた値まで下げるように前記サーバに対して設定する命令を送信する設定命令部と
    　を有することを特徴とする監視装置。
  2. 　前記設定命令部は、
    　スロースタート閾値を最低値まで下げるように前記クライアントに対して設定する命令、予め定められた複数の輻輳ウィンドウの値ごとに異なるスロースタート閾値を前記クライアントに対して設定する命令、又は、予め定められた複数の輻輳ウィンドウの値ごとに異なるウィンドウサイズを前記サーバに対して設定する命令を送信すること
    　を特徴とする請求項１に記載の監視装置。
  3. 　前記設定命令部は、
    　優先度又は重要度が低い通信から順にスロースタート閾値又はウィンドウサイズを下げるように設定する命令を送信すること
    　を特徴とする請求項１又は２に記載の監視装置。
  4. 　ＴＣＰによりコネクションを確立する複数の端末装置と、複数の端末装置の通信を監視する監視装置とを備えた通信システムにおいて、
    　クライアントとなる端末装置がサーバとなる他の端末装置に対して送信したコネクション確立要求を検出する要求検出部と、
    　前記要求検出部が検出したコネクション確立要求によって特定される通信経路それぞれに対し、許容される通信容量から現在のトラヒック量を差し引いて空き帯域を算出する空き帯域算出部と、
    　前記空き帯域算出部が算出した空き帯域が輻輳ウィンドウよりも小さい場合、タイムアウトが発生するか否かにかかわらずスロースタート閾値を予め定められた値まで下げるように前記クライアントに対して設定する命令、又は、ウィンドウサイズを予め定められた値まで下げるように前記サーバに対して設定する命令を送信する設定命令部と
    　を有することを特徴とする通信システム。
  5. 　前記設定命令部は、
    　スロースタート閾値を最低値まで下げるように前記クライアントに対して設定する命令、予め定められた複数の輻輳ウィンドウの値ごとに異なるスロースタート閾値を前記クライアントに対して設定する命令、又は、予め定められた複数の輻輳ウィンドウの値ごとに異なるウィンドウサイズを前記サーバに対して設定する命令を送信すること
    　を特徴とする請求項４に記載の通信システム。
  6. 　前記設定命令部は、
    　優先度又は重要度が低い通信から順にスロースタート閾値又はウィンドウサイズを下げるように設定する命令を送信すること
    　を特徴とする請求項４又は５に記載の通信システム。
  7. 　ＴＣＰによりコネクションを確立する複数の端末装置の通信を制御する通信制御方法において、
    　クライアントとなる端末装置がサーバとなる他の端末装置に対して送信したコネクション確立要求を検出する要求検出工程と、
    　検出したコネクション確立要求によって特定される通信経路それぞれに対し、許容される通信容量から現在のトラヒック量を差し引いて空き帯域を算出する空き帯域算出工程と、
    　算出した空き帯域が輻輳ウィンドウよりも小さい場合、タイムアウトが発生するか否かにかかわらずスロースタート閾値を予め定められた値まで下げるように前記クライアントに対して設定する命令、又は、ウィンドウサイズを予め定められた値まで下げるように前記サーバに対して設定する命令を送信する設定命令工程と
    　を含むことを特徴とする通信制御方法。
  8. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の監視装置の各部としてコンピュータを機能させるための監視プログラム。
     
PCT/JP2020/014565 2020-03-30 2020-03-30 監視装置、通信システム、通信制御方法、及び監視プログラム WO2021199161A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/914,849 US20230145000A1 (en) 2020-03-30 2020-03-30 Monitoring device, communication system, communication control method, and monitoring program
JP2022512902A JPWO2021199161A1 (ja) 2020-03-30 2020-03-30
PCT/JP2020/014565 WO2021199161A1 (ja) 2020-03-30 2020-03-30 監視装置、通信システム、通信制御方法、及び監視プログラム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/014565 WO2021199161A1 (ja) 2020-03-30 2020-03-30 監視装置、通信システム、通信制御方法、及び監視プログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021199161A1 true WO2021199161A1 (ja) 2021-10-07

Family

ID=77928773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/014565 WO2021199161A1 (ja) 2020-03-30 2020-03-30 監視装置、通信システム、通信制御方法、及び監視プログラム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230145000A1 (ja)
JP (1) JPWO2021199161A1 (ja)
WO (1) WO2021199161A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006067109A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Ntt Docomo Inc 通信端末および通信システム並びに輻輳制御方法
JP2011193046A (ja) * 2010-03-11 2011-09-29 Mitsubishi Electric Corp 無線通信装置および優先制御方法
JP2015154232A (ja) * 2014-02-14 2015-08-24 日本電信電話株式会社 映像伝送システムおよび映像伝送方法、ならびに、アクセスルータ、アクセス制御装置およびレート変換装置
JP2020502873A (ja) * 2016-11-02 2020-01-23 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． パケット送信方法および装置、チップ、ならびに端末

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006067109A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Ntt Docomo Inc 通信端末および通信システム並びに輻輳制御方法
JP2011193046A (ja) * 2010-03-11 2011-09-29 Mitsubishi Electric Corp 無線通信装置および優先制御方法
JP2015154232A (ja) * 2014-02-14 2015-08-24 日本電信電話株式会社 映像伝送システムおよび映像伝送方法、ならびに、アクセスルータ、アクセス制御装置およびレート変換装置
JP2020502873A (ja) * 2016-11-02 2020-01-23 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． パケット送信方法および装置、チップ、ならびに端末

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021199161A1 (ja) 2021-10-07
US20230145000A1 (en) 2023-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5255096B2 (ja) アドホックネットワーク
US12003407B2 (en) Resource usage in a multipath network
JP4740338B2 (ja) 通信装置および通信方法
AU2004202552A1 (en) Audio Communication Bandwidth Management System, Method and Program for the Same, Communication Connection Server, and Network Apparatus
US9510354B2 (en) Method and a device for low intrusive fast estimation of the bandwidth available between two IP nodes
JP5093160B2 (ja) 通信装置
US12010025B2 (en) System and method for accelerating or decelerating a data transport network protocol based on real time transport network congestion conditions
EP1670169A2 (en) Wireless LAN device and method of monitoring status of wireless LAN
JP4767210B2 (ja) アドホックネットワーク構築方法
JP5574944B2 (ja) 無線中継装置および無線中継方法
KR101435094B1 (ko) 무선 통신 장치, 정보 처리 장치 및 무선 통신 제어 방법
CN113726681B (zh) 一种网络拥塞控制方法及网络设备
CN107222403A (zh) 一种数据传输方法、系统和电子设备
JP2011176693A (ja) 移動体無線通信装置、ｔｃｐフロー制御装置及びその方法
WO2021199161A1 (ja) 監視装置、通信システム、通信制御方法、及び監視プログラム
WO2021199162A1 (ja) 監視装置、通信システム、通信制御方法、及び監視プログラム
CN108574615B (zh) 一种基于多路径mptcp的内容传输方法、设备及系统
KR100568232B1 (ko) 모바일 애드 혹 네트워크에서 전송층을 이용한 효율적인데이터 송수신 방법 및 상기 방법을 이용한 네트워크 장치
WO2021192294A1 (ja) 光伝送装置、光通信システム、及び光通信方法
CN113660198A (zh) 一种网关安全通道自适应方法、管理单元和系统
WO2019124290A1 (ja) 送信データ量制御装置、方法および記録媒体
CN112769593A (zh) 一种网络监控系统和网络监控方法
CN113950099A (zh) 一种网络拥塞控制方法及设备
JP2016054333A (ja) データ転送制御装置、方法及びプログラム
Kawana et al. Communication multiplexing of server with quic and sdn in multihomed networks

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20929440

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022512902

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20929440

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1