JP2003078560A - トランスポートレイヤプロトコルにおけるフロー制御方式 - Google Patents
トランスポートレイヤプロトコルにおけるフロー制御方式Info
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Abstract
割当情報をトランスポートレイヤプロトコルのフロー制
御に反映させることにより、輻輳状態の発生を抑えスル
ープットを向上させることができるトランスポートレイ
ヤプロトコルにおけるフロー制御方式を提供する。 【解決手段】 有線通信手段301と無線通信手段30
2と通信制御手段303と帯域割当手段304と割当帯
域識別手段305とRTT計測手段306とウィンドウ
書換手段307とを備え、そのウィンドウ書換手段30
7はデータ受信ホスト202からのACKパケットのウ
ィンドウフィールドに書き込まれたウィンドウサイズを
書き換える機能を有し、データリンクレイヤで端末ごと
に割り当てられた帯域割当情報に基づいて、前記ウィン
ドウサイズを書き換える。
Description
を用いてフロー制御を行うトランスポートレイヤプロト
コルに係り、特にデータリンクレイヤの帯域が端末(ホ
スト)ごとに割り当てられる帯域占有型リンクのような
経路を含む通信路でデータの送受信を行う場合に、帯域
割当情報をフロー制御に反映することにより、その経路
(リンク)で割り当てられた帯域を有効利用するトラン
スポートレイヤプロトコルにおけるフロー制御方式に関
するものである。
セス環境として、固定電話回線網あるいはセルラーネッ
トワークなどの移動体通信網でのPPP(Point−
toPoint Protocol)を利用したダイア
ルアップ接続が一般的である。これらのアクセス環境で
は、端末(ホスト)ごとに帯域を割り当てる方式を用い
ている。
ランスポートレイヤプロトコルとして、TCP(Tra
nsmission Control Protoco
l)〔RFC2581〕が利用されている。このTCP
では、エンドホスト間でスロースタートや輻輳回避とい
ったスライディングウィンドウに基づくフロー制御を行
い、時々刻々と変化するデータリンクレイヤの帯域を最
大限利用する方式を用いている。
の受信者と送信者により実現される。データの受信者は
受信ウィンドウによって、送信者は輻輳ウィンドウによ
ってフロー制御を行う。受信ウィンドウのみを用いてフ
ロー制御を行う場合、送信者と受信者の間にルータや低
速な回線があるとパケットロスの原因となる。
スロースタートと輻輳回避の2つのフェーズがある。
1セグメントに初期化し、送信したデータに対する受信
者からのACKを受け取るたびに、輻輳ウィンドウを1
セグメントずつ増加させる。すなわち、エンドホスト間
の経路でのネットワークの容量の限界に達するまで輻輳
ウィンドウは幾何級数的に増加する。スロースタート
は、送信者と受信者との間で新しいコネクションが確立
されたとき、および送信者が受信者からのACKのタイ
ムアウトにより輻輳を検知したときに実行される。
threshを越えた場合に実行され、送信したデータ
に対する受信者からのACKが受け取られるたびに、輻
輳ウィンドウを(1/輻輳ウィンドウ)ずつ増加させ
る。ssthreshは、新しいコネクションが確立さ
れたときに64KBに設定され、タイムアウトあるいは
重複ACK(DUPACK)の受信により送信者が輻輳
を検知した場合に、現在の送信ウィンドウサイズの1/
2に設定される。
いか小さい場合は、スロースタートが実行され、そうで
なければ輻輳回避が実行される。スロースタートが実行
された場合でも、輻輳ウィンドウがssthreshを
越えると輻輳回避が実行される。
は、Ethernet(登録商標)のような帯域共有型
リンクでの動作を前提としており、フロー制御は基本的
にパケットロスに基づいているため、データリンクレイ
ヤの帯域とは無関係なフロー制御方式となっている。す
なわちTCPは、帯域の利用率が時々刻々と変化する状
況において、常に帯域を最大限利用しようとするアルゴ
リズムを用いている。そのため、エンドホスト間の経路
上に端末ごとに帯域を割り当てるリンクが存在する場
合、送信者がその帯域以上の送信レートでデータを送信
し、輻輳が発生する。輻輳が起こるとパケットロスが発
生する。さらにパケットロスがバースト的に発生した場
合、送信者はタイムアウトを待って再送を行うため、ス
ループットが低下する。
帯域を割り当てるリンクでの帯域割当情報をトランスポ
ートレイヤプロトコルのフロー制御に反映させることに
より、輻輳状態の発生を抑えスループットを向上させる
ことができるトランスポートレイヤプロトコルにおける
フロー制御方式を提供することを目的とする。
成するために、 〔1〕ウィンドウサイズを用いてフロー制御を行うフロ
ー制御方式において、データリンクレイヤで端末ごとに
割り当てられた帯域割当情報に基づいて、前記ウィンド
ウサイズを書き換えることを特徴とする。
イヤプロトコルにおけるフロー制御方式において、帯域
を割り当てるノードが、割当帯域識別手段とウィンドウ
書換手段とを具備し、前記ノードが前記帯域割当情報を
利用して前記ウィンドウサイズの書き換えを行うことを
特徴とする。
イヤプロトコルにおけるフロー制御方式において、帯域
を割り当てるノードが、割当帯域識別手段と前記帯域割
当情報の端末への通知手段を具備し、前記端末が前記割
当帯域識別手段とウィンドウ書換手段を具備し、前記端
末が前記ウィンドウサイズの書き換えを行うことを特徴
とする。
イヤプロトコルにおけるフロー制御方式において、前記
ウィンドウサイズの書き換えを、さらに送受信間での往
復遅延時間情報を用いて行うことを特徴とする。
のトランスポートレイヤプロトコルにおけるフロー制御
方式において、前記往復遅延時間の測定は、帯域を割り
当てるノードがRTT(Round Trip Tim
e)計測手段を具備し、前記ノードが行うことを特徴と
する。
スポートレイヤプロトコルにおけるフロー制御方式にお
いて、前記往復遅延時間の測定は、前記端末が行うこと
を特徴とする。
イヤプロトコルにおけるフロー制御方式において、フロ
ー制御を行うトランスポートレイヤプロトコルは、TC
P(Transmission Control Pr
otocol)であることを特徴とする。
て図を参照しながら詳細に説明する。
受信者のバッファスペースを示す受信ウィンドウサイズ
を、帯域占有型リンクの帯域に比例したウィンドウサイ
ズとすることにより、帯域の有効利用を実現する。
下の式で表される。
は、エンドホスト間の通信遅延時間である。送信ウィン
ドウサイズは、輻輳ウィンドウと受信ウィンドウとの最
小値に設定されるため、受信ウィンドウサイズが輻輳ウ
ィンドウサイズよりも小さいとき、送信レートは受信ウ
ィンドウサイズによって制御される。
クの帯域が既知であり、かつRTTを見積もることがで
きれば、以下の式にて理想的な送信ウィンドウサイズを
導くことができる。
ールドであり、受信者からのすべてのTCPパケットに
書き込まれる。
す。すなわち、32ビット(0〜31)を有し、送信元
ポート101と、宛先ポート102とからなり、シーケ
ンス番号103、ACT番号104を有し、オフセット
105、(予約領域)106、制御フィールド107、
ウィンドウ108、チェックサム109、緊急ポインタ
110、オプション111、(パディング)112、デ
ータ113を有している。
る。
ているルータ(BS)が、TCPパケットに書き込まれ
た受信ウィンドウサイズを変更する場合の実施例であ
る。
を示す機能ブロック図の一例である。
データ受信ホスト202、ルータ(BS)203、およ
びそれらを接続する有線リンク、無線リンクで構成され
る。無線リンクは帯域占有型のリンクである。
トワークに接続され、トランスポートレイヤプロトコル
として通常のTCPが実装されたホストである。
無線リンクにてルータ(BS)203に接続され、トラ
ンスポートレイヤプロトコルとして通常のTCPが実装
されたホストである。
をブリッジングする機能を持ち、またデータ受信ホスト
202に対して通信に占有できる帯域を割り当て、通信
リンクを確立する機能を持つ。
ト202は有線リンクおよび無線リンクを経由し、ルー
タ(BS)203を介してデータを送受信する。データ
はデータ送信ホスト201より送信され、そのデータを
データ受信ホスト202が受信すると、そのデータに対
するACKを送信する。
S)203の構成を示す機能ブロック図の一例である。
データ送信ホスト201と通信を行う機能を持つ。
データ受信ホスト202と通信を行う機能を持つ。
1と無線通信手段302とを制御する機能を持ち、パケ
ットの分解および組立、パケットの経路制御などの機能
を持つ。
202に対し、無線リンクの帯域を割り当てる機能を持
つ。
304により割り当てられた無線リンクの帯域を識別す
る機能を持つ。
ト201とデータ受信ホスト202との通信遅延時間
(Round Trip Time)を計測し、その値
を保持する機能を持つ。なお、RTTの計測はTCPの
コネクション確立時のthree−way hands
hakeにおいて、SYNパケットおよびそのACKパ
ケットがルータ(BS)を通過する時刻を測定すること
により算出することも可能である。
ホスト202からのACKパケットのウィンドウフィー
ルドに書き込まれたウィンドウサイズを書き換える機能
を持つ。
を示している。また本発明では、有線リンク、および無
線リンクは特に限定しない。
の動作を示すフローチャートの一例である。図3のRT
T計測手段306にて、RTTはTCPのコネクション
確立時のthree−way handshakeにお
いて、SYNパケットおよびそのACKパケットがルー
タ(BS)を通過する時刻を測定することにより算出さ
れている。
信ホスト202からのACKパケットを受信する。
当帯域識別手段305より、データ受信ホスト202に
割り当てられた無線リンクの帯域を確認する。
よび上記ステップS2により得られた帯域より、上記式
(2)を用いて理想的なウィンドウサイズを算出する。
ケットに書き込まれた受信ウィンドウサイズと上記ステ
ップS3より得られた理想的なウィンドウサイズを比較
する。
ップS3より得られた理想的なウィンドウサイズと等し
いか小さい場合、何もせずに後記ステップS6において
ACKパケットを送信する。
まり、受信ウィンドウサイズが上記ステップS3より得
られた理想的なウィンドウサイズより大きい場合、上記
ステップS5において受信ウィンドウサイズを理想的な
ウィンドウサイズに書き換え、このステップS6におい
てACKパケットを送信する。
によれば、帯域占有型のリンクでの輻輳の発生を抑える
ことが可能となり、スロースタートや輻輳回避といった
スループットの低下を防ぐことができる。
よびデータ受信ホストに実装される現行のTCPに変更
を加える必要はない。
能を損ねることもない。
る。
ているルータ(BS)が、データ受信ホストに対し帯域
割当情報を通知することにより、データ受信ホストにて
TCPパケットに書き込む受信ウィンドウサイズを変更
する場合の実施例である。
て説明する。
全体を示す機能ブロック図の一例である。
データ受信ホスト502、ルータ(BS)503、およ
びそれらを接続する有線リンク、無線リンクで構成され
る。無線リンクは帯域占有型のリンクである。
トワークに接続され、トランスポートレイヤプロトコル
として通常のTCPが実装されたホストである。
無線リンクにてルータ(BS)503に接続し、ルータ
(BS)503により通知される帯域割当情報に基づき
受信ウィンドウを調整して通信を行うホストである。
をブリッジングする機能を持ち、またデータ受信ホスト
502に対して通信リンクを確立する機能を持ち、さら
に、データ受信ホスト502に割り当てた帯域を通知す
る機能を持つ。
ト502は有線リンクおよび無線リンクを経由し、ルー
タ(BS)503を介してデータを送受信する。データ
は、データ送信ホスト501より送信され、そのデータ
をデータ受信ホスト502が受信すると、そのデータに
対するACKを送信する。
信ホスト502に対し、割り当てた帯域割当情報を通知
する。
(BS)503の構成を示す機能ブロック図の一例であ
る。
データ送信ホスト501と通信を行う機能を持つ。
データ受信ホスト502と通信を行う機能を持つ。
1と無線通信手段602とを制御する機能を持ち、パケ
ットの分解および組立、パケットの経路制御などの機能
を持つ。
502に対し、無線リンクの帯域を割り当てる機能を持
つ。
604により割当られた無線リンクの帯域を識別する機
能を持つ。
605により得られた帯域割当情報を、無線通信手段6
02を利用してデータ受信ホスト502に通知する機能
を持つ。
信ホスト502の構成を示す機能ブロック図の一例であ
る。
ルータ(BS)503と通信を行う機能を持つ。
1とデータ受信手段703とを制御する機能を持ち、パ
ケットの分解および組立などを行う機能を持つ。
ト501との間で通信コネクションを確立し、送信され
たデータに対してACKを返す機能を持つ。また、受信
バッファの状態を管理し、その状態に応じてACKパケ
ットに受信ウィンドウサイズを書き込む機能を持つ。
ト501とデータ受信ホスト502との送信遅延時間を
計測する機能を持つ。なおこれは、現行のTCPのタイ
ムアウト計算に実装されているものを利用することも可
能である。
S)503から通知される帯域割当情報を識別する。
手段703によりACKパケットのウィンドウフィール
ドに書き込まれたウィンドウサイズを書き換える機能を
持つ。
る手段のみを示している。また本発明では、有線リン
ク、および無線リンクは特に限定しない。
明する。
示すフローチャートの一例である。
は現行のTCPのタイムアウト計算に実装されているも
のを利用して算出されている。
受信手段703からのACKパケットを受信する。
割当帯域識別手段705より、データ受信ホスト502
に割り当てられた無線リンクの帯域を確認する。
および上記ステップS12により得られた帯域より、上
記式(2)を用いて理想的なウィンドウサイズを算出す
る。
パケットに書き込まれた受信ウィンドウサイズと上記ス
テップS13より得られた理想的なウィンドウサイズを
比較する。
ップS13より得られた理想的なウィンドウサイズと等
しいか小さい場合、何もせずに後記のステップS16に
おいてACKパケットを送信する。
つまり、受信ウィンドウサイズが上記ステップS13よ
り得られた理想的なウィンドウサイズより大きい場合、
上記ステップS15において受信ウィンドウサイズを理
想的なウィンドウサイズに書き換え、このステップS1
6においてACKパケットを送信する。
れば、帯域占有型のリンクでの輻輳の発生を抑えること
が可能となり、スロースタートや輻輳回避といったスル
ープットの低下を防ぐことができる。また、本発明は現
行のTCPでのフロー制御の性能を損ねることはない。
る。
リンクを用いたが、これに限定することなく、例えば固
定電話回線網でPPP(Point−to Point
Protocol)を利用したダイアルアップ接続な
どの有線リンクでも実施可能である。
される端末数や、その端末が使用する帯域の平均値など
を帯域割当情報として利用することも可能である。
定的に割り当てられるリンクだけでなく、ある一定期間
内に帯域が変化する場合においても有効である。
S)に帯域通知手段を具備したが、端末に割り当てられ
る帯域が既知であるもの、例えば固定電話回線網あるい
はセルラーネットワークなどの移動体通信網でのPPP
(Point−to Point Protocol)
を利用したダイアルアップ接続では、あらかじめ端末に
帯域割当情報を入力しておくことにより、ルータ(B
S)へ帯域通知手段を具備する必要性はない。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
での帯域割当情報をトランスポートレイヤプロトコルの
フロー制御に反映させることにより、輻輳状態の発生を
抑えスループットを向上させることができる。
を抑えることが可能となり、スロースタートや輻輳回避
といったスループットの低下を防ぐことができる。
よびデータ受信ホストに実装される現行のTCPに変更
を加える必要はない。
能を損ねることもない。
示す図である。
ック図である。
示す機能ブロック図である。
チャートである。
機能ブロック図である。
成を示す機能ブロック図である。
02の構成を示す機能ブロック図である。
チャートである。
Claims (7)
- 【請求項1】 ウィンドウサイズを用いてフロー制御を
行うフロー制御方式において、 データリンクレイヤで端末ごとに割り当てられた帯域割
当情報に基づいて、前記ウィンドウサイズを書き換える
ことを特徴とするトランスポートレイヤプロトコルにお
けるフロー制御方式。 - 【請求項2】 帯域を割り当てるノードが、割当帯域識
別手段とウィンドウ書換手段とを具備し、前記ノードが
前記帯域割当情報を利用して前記ウィンドウサイズの書
き換えを行うことを特徴とする請求項1記載のトランス
ポートレイヤプロトコルにおけるフロー制御方式。 - 【請求項3】 帯域を割り当てるノードが、割当帯域識
別手段と前記帯域割当情報の端末への通知手段を具備
し、前記端末が前記割当帯域識別手段とウィンドウ書換
手段を具備し、前記端末が前記ウィンドウサイズの書き
換えを行うことを特徴とする請求項1記載のトランスポ
ートレイヤプロトコルにおけるフロー制御方式。 - 【請求項4】 前記ウィンドウサイズの書き換えを、さ
らに送受信間での往復遅延時間情報を用いて行うことを
特徴とする請求項1記載のトランスポートレイヤプロト
コルにおけるフロー制御方式。 - 【請求項5】 前記往復遅延時間の測定は、帯域を割り
当てるノードがRTT(Round Trip Tim
e)計測手段を具備し、前記ノードが行うことを特徴と
する請求項2、3又は4記載のトランスポートレイヤプ
ロトコルにおけるフロー制御方式。 - 【請求項6】 前記往復遅延時間の測定は、前記端末が
行うことを特徴とする請求項3又は4記載のトランスポ
ートレイヤプロトコルにおけるフロー制御方式。 - 【請求項7】 フロー制御を行うトランスポートレイヤ
プロトコルは、TCP(Transmission C
ontrol Protocol)であることを特徴と
する請求項1記載のトランスポートレイヤプロトコルに
おけるフロー制御方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001268183A JP2003078560A (ja) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | トランスポートレイヤプロトコルにおけるフロー制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001268183A JP2003078560A (ja) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | トランスポートレイヤプロトコルにおけるフロー制御方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003078560A true JP2003078560A (ja) | 2003-03-14 |
Family
ID=19094208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001268183A Pending JP2003078560A (ja) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | トランスポートレイヤプロトコルにおけるフロー制御方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003078560A (ja) |
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