JP2003224547A - Method for controlling flow - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an efficient flow controlling method in a network having a radio link for retransmitting a packet of a portion of the packet when a link error occurs. <P>SOLUTION: A data sender attaches data to be attached to a packet and an identifier for identifying the number of times of transmitting the data to the packet to be transmitted. A data receiver attaches an identifier response being a value for identifying the identifier attached to the received packet to acknowledgment. Then, the data sender determines the existence/absence of a packet loss based on the identifier response attached to the acknowledgment and decides a data transmission rate. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パケットによるデ
ータ通信におけるフロー制御方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a flow control method in packet-based data communication.

【０００２】[0002]

【従来の技術】パケットによるデータ通信において、通
信経路上でのパケットの損失によるデータ通信エラーを
回避し、信頼性を保証する、公平で効率のよいフロー制
御方法として、ＴＣＰ（ＲＦＣ−１１２２、ＲＦＣ−１
１２３）が広く使用されている。ＴＣＰは、ウィンドウ
方式のフロー制御方法である。以下に、ＴＣＰについて
説明する。ＴＣＰは、データの送り手とデータの受け手
にコネクションを確立してからデータの転送を行う。デ
ータの送り手はそのコネクションを介して、データを付
加したパケットをデータの受け手に送信する。データの
受け手は、パケットを受信するごとに、確認応答（ＡＣ
Ｋ）をデータの送り手に送信する。データの送り手は、
送信するデータの順序をデータの受け手に同定させるた
め、パケットにシーケンス番号を付加する。また、デー
タの受け手は、次に受信すべきパケットの持つシーケン
ス番号を確認応答番号としてＡＣＫに付加する。2. Description of the Related Art In packet data communication, TCP (RFC-1122, RFC) is used as a fair and efficient flow control method for avoiding data communication errors due to packet loss on a communication path and guaranteeing reliability. -1
123) is widely used. TCP is a window type flow control method. The TCP will be described below. TCP establishes a connection between a data sender and a data receiver before transferring data. The data sender sends the data-added packet to the data receiver via the connection. The data receiver receives an acknowledgment (AC
K) to the sender of the data. The sender of the data is
A sequence number is added to the packet so that the receiver of the data can identify the order of the data to be transmitted. Further, the data receiver adds the sequence number of the packet to be received next as an acknowledgment number to the ACK.

【０００３】データの送り手は、（１）タイムアウト又
は（２）Ｎ個の重複ＡＣＫの受信（通常はＮ＝３）によ
って、送信したパケットが通信経路上で損失したと判断
する。ここでタイムアウトとは、データの送り手がパケ
ットを送信してから、そのパケットの持つデータ又はそ
のデータ以降のデータに対するＡＣＫがない状態が時間
Ｔ続くことである。一般に、データの送り手は、パケッ
トの送信時刻とＡＣＫの受信時刻を測定し、その差分か
ら時間Ｔを決定する。また、Ｎ個の重複ＡＣＫの受信と
は、データの送り手が同一の確認応答番号を持つＡＣＫ
を（Ｎ＋１）個連続して受け取ることである。The data sender determines that the transmitted packet is lost on the communication path due to (1) timeout or (2) reception of N duplicate ACKs (usually N = 3). Here, the time-out means that, after the sender of the data transmits the packet, a state in which there is no ACK for the data included in the packet or the data subsequent to the packet continues for a time T. In general, the data sender measures the packet transmission time and the ACK reception time, and determines the time T from the difference between them. Also, the reception of N duplicate ACKs means an ACK in which the sender of the data has the same acknowledgment number.
Is received continuously (N + 1).

【０００４】データの送り手は、送信したパケットが通
信経路上で損失したと判断すると、そのパケットの持つ
データを再送信することでデータ通信エラーを回避す
る。また、通信経路上でのパケットの損失は、通信経路
上のあるリンクにおけるパケットの入力速度がそのリン
クの処理速度を超えたこと（ネットワーク輻輳）による
可能性があるので、そのリンクにおけるパケットの入力
速度を抑えるため、データの送り手はデータの送信速度
を下げる。ＴＣＰでは、データの送り手は、一度にネッ
トワークに注入できるデータの数を決定する輻輳ウィン
ドウサイズを小さくすることでデータの送信速度を下げ
る。When the data sender determines that the transmitted packet is lost on the communication path, the data sender resends the data of the packet to avoid a data communication error. The packet loss on the communication path may be due to the fact that the input speed of the packet on a certain link on the communication path exceeds the processing speed of the link (network congestion). To keep the speed down, the data sender slows down the data transmission rate. In TCP, the data sender slows down the data transmission rate by reducing the congestion window size, which determines the number of data that can be injected into the network at one time.

【０００５】ネットワークにおけるリンクとして、ＦＩ
ＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）の有線
リンクのみを有するネットワークにおいては、ＴＣＰは
リンク帯域を効率的に利用できるフロー制御方法であ
る。As a link in the network, FI
In a network having only FO (First-In First-Out) wired links, TCP is a flow control method capable of efficiently utilizing a link band.

【０００６】通信経路上の無線リンク、特に伝搬遅延時
間の大きな無線リンクが、リンクエラー発生時にパケッ
ト又はパケットの一部を再送信した場合など、往復遅延
時間（ＲＴＴ）が一時的に大きくなるとき、実際は通信
経路上においてパケットの損失が発生していないにも関
わらず、タイムアウトによって、データの送り手が通信
経路上での損失と誤認してしまう可能性がある。このよ
うに誤認した時、データの送り手は、ネットワーク輻輳
でないにも関わらず、データの送信速度を下げてしまう
ため、通信の効率が悪くなる。対策として、タイムアウ
トのパラメータ時間Ｔを大きめに決定することが考えら
れるが、時間Ｔを大きくすると、実際にパケットの損失
が起きたとき、データの送り手からの再送信が遅れるた
め、通信効率が悪くなる。When the round-trip delay time (RTT) temporarily increases, such as when a wireless link on a communication path, particularly a wireless link with a large propagation delay time, retransmits a packet or a part of a packet when a link error occurs. Although there is actually no packet loss on the communication path, the sender of data may mistakenly recognize it as a loss on the communication path due to the time-out. When the data is misidentified in this way, the data sender reduces the data transmission speed even though the network is not congested, resulting in poor communication efficiency. As a countermeasure, it is conceivable to set the time-out parameter time T to a large value. However, if the time T is set to a large value, retransmission of data from the sender of the data will be delayed when packet loss actually occurs, so that communication efficiency will be improved. become worse.

【０００７】また、通信経路上の無線リンク、特に帯域
幅の大きな無線リンクが、リンクエラー発生時にパケッ
ト又はパケットの一部を再送信した場合など、通信経路
上でのパケットの損失がないにも関わらず、データの送
り手からのパケットの送信順とデータの受け手でのパケ
ットの到着順が一致しないとき、データの送り手は、Ｎ
個の重複ＡＣＫの受信によって、通信経路上でのパケッ
トの損失と誤認してしまう可能性がある。このように誤
認した時、データの送り手は、ネットワーク輻輳でない
にも関わらず、データの送信速度を下げてしまうため、
通信の効率が悪くなる。対策として、データの受け手が
Ｎ番目以降の重複ＡＣＫの送信を時間ｄだけ待ち、時間
ｄ以内に欠落していたパケットが到着したときはこれら
のＮ番目以降の重複ＡＣＫを送信しない、Ｄｅｌａｙｅ
ｄ Ｄｕｐｌｅｃａｔｅ Ａｃｋｓ（ＤＤＡ）技術（”
Ｄｅｌａｙｅｄ Ｄｕｐｌｉｃａｔｅ Ａｃｋｎｏｗｌ
ｅｄｇｅｍｅｎｔｓ：Ａ ＴＣＰ−Ｕｎａｗａｒｅ Ａ
ｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ Ｐｅｒｆｏｒ
ｍａｎｃｅ ｏｆ ＴＣＰ ｏｖｅｒ Ｗｉｒｅｌｅｓ
ｓ“、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ９９−００
３、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄｅｐｔ．、
テキサスＡ＆Ｍ大学、１９９９年２月）がある。しか
し、ＤＤＡ技術は、最適な時間ｄの見積もりが難しい。
さらに、ＤＤＡ技術を用いたとき、データの受け手は、
通信経路上でのパケットの損失時にも、Ｎ番目以降の重
複ＡＣＫの送信を時間ｄだけ待つため、通信経路上での
パケットの損失時、データ通信エラーからの回復が遅れ
る。In addition, when a wireless link on a communication path, particularly a wireless link with a large bandwidth, retransmits a packet or a part of a packet when a link error occurs, there is no packet loss on the communication path. Regardless, when the transmission order of packets from the data sender and the arrival order of packets at the data receiver do not match, the data sender is
The reception of the duplicate ACKs may be mistaken for a packet loss on the communication path. When misidentified in this way, the sender of the data slows down the data transmission rate even though the network congestion is not present.
Communication efficiency becomes poor. As a countermeasure, the data receiver waits for transmission of the Nth and subsequent duplicate ACKs for time d, and does not transmit the Nth and subsequent duplicate ACKs when a missing packet arrives within the time d.
d Duplicate Acks (DDA) technology ("
Delayed Duplicate Acknowledge
edges: A TCP-Unaware A
pproach to Improv Perf
stance of TCP over Wireless
s ", Technical Report 99-00
3, Computer Science Dept. ,
Texas A & M University, February 1999). However, in the DDA technique, it is difficult to estimate the optimum time d.
Furthermore, when using DDA technology, the recipient of the data is
Even when the packet is lost on the communication path, the transmission of the Nth and subsequent duplicate ACKs is waited for the time d, so that the recovery from the data communication error is delayed when the packet is lost on the communication path.

【０００８】なお、従来のＴＣＰ（ＴＣＰ−Ｒｅｎｏ）
のデータの送り手の動作を示すフローチャートを図８に
示す。図８で用いている変数及び関数の意味は図１で用
いられている変数及び関数と同じであり、「発明の実施
の形態」で説明している。Conventional TCP (TCP-Reno)
FIG. 8 is a flow chart showing the operation of the sender of this data. The meanings of the variables and functions used in FIG. 8 are the same as the variables and functions used in FIG. 1 and are described in “Embodiment of the Invention”.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ＲＴＴ
が一時的に大きくなる場合や、通信経路上でのパケット
の損失がなく、データの送り手からのパケットの送信順
とデータの受け手でのパケットの到着順が一致しない場
合、データの送り手による通信経路上でのパケットの損
失の有無の判断が不正確になり、通信の効率が悪くな
る。In the prior art, the RTT is used.
If the data transmission becomes large, or there is no packet loss on the communication path, and the packet transmission order from the data sender does not match the packet arrival order at the data receiver, the data sender The determination as to whether or not there is a packet loss on the communication path becomes inaccurate, resulting in poor communication efficiency.

【００１０】本発明の目的は、これらの場合に、データ
の送り手による通信経路上でのパケットの損失の有無の
判断をより正確にし、効率の良いフロー制御方式を提供
することである。An object of the present invention is to provide an efficient flow control system in these cases by making it more accurate for the data sender to judge whether or not there is a packet loss on the communication path.

【００１１】特に、本発明の目的は、リンクエラー発生
時にパケット又はパケットの一部を再送信する無線リン
クを有するネットワークにおいて、これらの場合に、デ
ータの送り手による通信経路上でのパケットの損失の有
無の判断をより正確にし、効率の良いフロー制御方法を
提供することである。In particular, it is an object of the present invention, in a network having a wireless link to retransmit a packet or part of a packet when a link error occurs, in these cases the loss of the packet on the communication path by the sender of the data. It is to provide a more efficient flow control method by making the presence / absence of judgment more accurate.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明では、データの送
り手は、パケットに付加するデータと、そのパケットの
送信時までにおけるそのデータの送信回数と、を同定で
きる値である識別子を送信するパケットに付加する。ま
た、データの受け手は、受信したパケットに付加された
識別子をデータの送り手が認識できるようにするため、
その識別子のコピーなど、その識別子を同定する値であ
る識別子応答を確認応答に付加する。そして、データの
送り手は、確認応答に付加された識別子応答によって同
定される、データと、送信回数に基づいて、通信経路上
でのパケットの損失の有無を判断する。すなわち、デー
タの送り手があるデータの再送信後でも、データの送り
手は識別子応答により、データの受け手が受信した、そ
のデータを持つパケットが、そのデータを持つパケット
において、何番目に送信したパケットであるかを認識で
きるため、より正確に、通信経路上でのそのデータを持
つパケットの損失の有無を判断できる。データの送り手
は、その判断に基づいてデータの送信速度を決定する。According to the present invention, a data sender transmits an identifier which is a value capable of identifying data to be added to a packet and the number of times the data has been transmitted by the time the packet is transmitted. Add to packet. In addition, the data receiver can recognize the identifier added to the received packet by the data sender,
An identifier response, which is a value that identifies the identifier, such as a copy of the identifier, is added to the confirmation response. Then, the sender of the data determines whether there is a packet loss on the communication path based on the data identified by the identifier response added to the confirmation response and the number of times of transmission. In other words, even after the data sender has retransmitted the data, the data sender sends the packet with the data received by the data receiver in response to the identifier response in the packet with the data. Since it is possible to recognize whether the packet is a packet, it is possible to more accurately determine whether or not the packet having the data is lost on the communication path. The data sender determines the data transmission rate based on the judgment.

【００１３】本発明では、データの送り手は、送信する
パケットに付加する識別子の値を放射線崩壊の計測や半
導体ダイオードからの熱ノイズの測定等によって得られ
る物理乱数に基づいて決定する。In the present invention, the data sender determines the value of the identifier to be added to the packet to be transmitted, based on the physical random number obtained by measurement of radiation decay or measurement of thermal noise from the semiconductor diode.

【００１４】本発明では、データの送り手が送信するパ
ケット及びデータの受け手が送信する確認応答は、ＴＣ
Ｐヘッダを持つ。また、データの送り手は、識別子をＴ
ＣＰヘッダのタイムスタンプ・オプション部（ＲＦＣ−
１３２３）に置く。また、データの受け手は、ＴＣＰの
受け手と同じタイムスタンプ・オプション機能を持つ。In the present invention, the packet sent by the data sender and the acknowledgment sent by the data receiver are TC
It has a P header. Also, the sender of the data uses the identifier T
Time stamp option part of CP header (RFC-
1323). The data receiver has the same time stamp option function as the TCP receiver.

【００１５】[0015]

【発明の実施の形態】本発明のフロー制御方法の１つの
実施の形態について、図を参照して説明する。この形態
はすべての請求項に対応する。図１は、本形態のフロー
制御方法を示すフローチャートであり、データの送り手
によって実行される。図２は、本発明が適用されるデー
タ通信システムを示すブロック図である。図３は、本形
態で利用されるＴＣＰセグメントの形式である。図４
は、ＴＣＰヘッダにおけるＴＣＰタイムスタンプ・オプ
ション部の形式である。図５は、図２の形態のデータ通
信システムで、無線リンクを有する一例である。図６
は、図５のデータ通信システムにおけるＥｎｄ−ｔｏ−
ｅｎｄのスループットを示すグラフである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION One embodiment of a flow control method of the present invention will be described with reference to the drawings. This form corresponds to all the claims. FIG. 1 is a flowchart showing the flow control method of the present embodiment, which is executed by a data sender. FIG. 2 is a block diagram showing a data communication system to which the present invention is applied. FIG. 3 shows the format of the TCP segment used in this embodiment. Figure 4
Is the format of the TCP timestamp option part in the TCP header. FIG. 5 is an example of a data communication system of the form of FIG. 2 having a wireless link. Figure 6
Is End-to-in the data communication system of FIG.
It is a graph which shows the throughput of end.

【００１６】図２のデータ通信システムにおいて、デー
タの送り手１とデータの受け手２は、複数のリンク４及
び中継ノード５からなるネットワーク３を介して接続さ
れており、ネットワーク３中のリンク４及び中継ノード
５を介してパケットによりデータ通信を行う。In the data communication system of FIG. 2, a data sender 1 and a data receiver 2 are connected via a network 3 composed of a plurality of links 4 and relay nodes 5, and the links 4 and 4 in the network 3 are connected to each other. Data communication is performed by packets via the relay node 5.

【００１７】本形態において、本発明のすべての請求項
における識別子は、データ識別子とセグメント識別子か
ら構成される。データ識別子は、データの送り手が送信
するデータ間で重複しない値である。また、セグメント
識別子は、同一のデータを持つパケット間で重複しない
値である。In this embodiment, the identifier in all claims of the present invention is composed of a data identifier and a segment identifier. The data identifier is a value that does not overlap among the data transmitted by the data sender. Further, the segment identifier is a value that does not overlap between packets having the same data.

【００１８】ここで、データ識別子間の大小関係は、そ
れらのデータ識別子が付加されるパケットの持つデータ
の順序の前後関係に等しい。つまり、データの送り手が
送信する２つのデータＡ、Ｂについて、（データＡの順
番）＜（データＢの順番）であったとき、（データＡを
持つパケットのデータ識別子の値）＜（データＢを持つ
パケットのデータ識別子の値）とする。Here, the magnitude relation between the data identifiers is equal to the order relation of the data order of the packet to which the data identifiers are added. That is, for two data A and B transmitted by the data sender, when (order of data A) <(order of data B) <(value of data identifier of packet having data A) <(data The value of the data identifier of the packet having B).

【００１９】また、本形態では、セグメント識別子の値
は、半導体ダイオードの熱ノイズの測定から得られる物
理乱数である。Further, in the present embodiment, the value of the segment identifier is a physical random number obtained by measuring the thermal noise of the semiconductor diode.

【００２０】さらに、本発明のすべての請求項における
識別子応答は、データ識別子応答とセグメント識別子応
答から構成される。データ識別子応答は、データの送り
手が送信したパケットに付加されたデータ識別子の値で
ある。また、セグメント識別子応答は、データの送り手
が送信したパケットの付加されたセグメント識別子の値
である。Further, the identifier response in all claims of the present invention comprises a data identifier response and a segment identifier response. The data identifier response is the value of the data identifier added to the packet transmitted by the data sender. The segment identifier response is the value of the segment identifier added to the packet transmitted by the data sender.

【００２１】図１で示されるフロー制御方法の一例は、
ウィンドウ方式のフロー制御方法である。以下に、図１
のフローチャートで用いられる変数及び関数について説
明する。なお、図１のフローチャートでは、変数名、配
列名及び関数名間で名前衝突を許している。An example of the flow control method shown in FIG.
It is a window type flow control method. Below,
Variables and functions used in the flowchart of FIG. Note that in the flowchart of FIG. 1, name collision is allowed among variable names, array names, and function names.

【００２２】ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ
１２、Ｓ１３、Ｓ１６、Ｓ２２、Ｓ２４の変数ｃｗｎｄ
は、輻輳ウィンドウサイズを示し、データの送り手は、
輻輳ウィンドウサイズだけ同時にネットワークにパケッ
トを注入できる。Steps S1, S2, S10, S11, S
Variable cwnd of 12, S13, S16, S22, S24
Is the congestion window size, and the sender of the data is
You can inject packets into the network at the same time for the congestion window size.

【００２３】また、ステップＳ１、Ｓ１０、Ｓ２２、Ｓ
２４の変数ｓｓｔｈｒｅｓｈは、変数ｃｗｎｄの増加を
制御するための閾値である。変数ｓｓｔｈｒｅｓｈは、
ステップＳ１の初期値ＳＳＴＨＲＥＳＨ＿ＩＮＩＴによ
って初期化される。Further, steps S1, S10, S22, S
The 24 variable ssthresh is a threshold value for controlling the increase of the variable cwnd. The variable ssthresh is
It is initialized by the initial value SSTHRESH_INIT in step S1.

【００２４】ステップＳ３、Ｓ１３の関数ｎｅｘｔ＿ｓ
ｅｑ（）は、次に送信されるパケットがタイムアウト又
はＮ個の重複ＡＣＫ受信後に初めて送信されるパケット
でないとき、そのパケットに付加されるシーケンス番号
を返す関数である。Function next_s in steps S3 and S13
eq () is a function that returns the sequence number added to the packet when the packet to be transmitted next is not the packet transmitted for the first time after timeout or reception of N duplicate ACKs.

【００２６】ステップＳ１、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１３、Ｓ
２２、Ｓ２４の変数ｄｕｐａｃｋｓ＿ｆｌａｇは、Ｎ個
の重複ＡＣＫによってデータの送り手がデータを再送信
してから、データ通信エラーから回復するまでの間に立
つフラグである。ただし、ステップＳ２４において、変
数ｄｕｐａｃｋｓ＿ｆｌａｇの値は、ステップＳ１３、
Ｓ２２で記憶した値に戻される。Steps S1, S9, S10, S13, S
The variable dupacks_flag of S22 and S24 is a flag that is set between the time when the data sender retransmits the data by N duplicate ACKs and the time when the data communication error is recovered. However, in step S24, the value of the variable dupacks_flag is
It is returned to the value stored in S22.

【００２７】ステップＳ２の関数ｉｎｔ（ｘ）は、ｘの
値を超えない最大の整数を返す関数である。The function int (x) in step S2 is a function that returns the maximum integer that does not exceed the value of x.

【００２８】ステップＳ２の変数ｕｎａｃｋｅｄ＿ｓｅ
ｇ（）は、データの送り手が送信したデータ（ただし、
シーケンス番号が関数ｎｅｘｔ＿ｓｅｑ（）が返す値よ
り小さいデータ）で、まだデータの送り手が対応するＡ
ＣＫを受け取っていないデータの数を返す関数である。The variable unacked_se in step S2
g () is the data sent by the sender of the data (however,
The sequence number is smaller than the value returned by the function next_seq ()), and the sender of the data still corresponds to A
This function returns the number of data that has not received CK.

【００２９】ステップＳ３、Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ２０、
Ｓ２３の変数ｉ［ｘ］は、データの送り手が、データ識
別子ｘのデータを持つパケットを送信した回数である。Steps S3, S13, S15, S20,
The variable i [x] in S23 is the number of times the data sender has transmitted the packet having the data of the data identifier x.

【００３０】ステップＳ３、Ｓ１５、Ｓ２０、Ｓ２３、
Ｓ２４の変数ｊ［ｘ，ｙ］は、データ識別子ｘのデータ
とセグメント識別子ｙを持つパケットが、データ識別子
ｘのデータを持つパケットにおいて、何番目に送信した
パケットであるかを示す。Steps S3, S15, S20, S23,
The variable j [x, y] of S24 indicates the number of the packet having the data of the data identifier x and the segment identifier y that is transmitted in the packet having the data of the data identifier x.

【００３１】ステップＳ３、Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ２０の
関数ｄ＿ｉｄ（ｘ）は、シーケンス番号ｘのデータを持
つパケットに付加するデータ識別子を返す関数である。The function d_id (x) in steps S3, S13, S15 and S20 is a function for returning the data identifier to be added to the packet having the data of the sequence number x.

【００３２】ステップＳ３、Ｓ１５、Ｓ２０の関数ｓ＿
ｉｄ（ｘ）は、次に送信するシーケンス番号ｘのデータ
を持つパケットに付加するセグメント識別子を返す関数
である。Function s_ of steps S3, S15 and S20
id (x) is a function that returns a segment identifier to be added to a packet having the data of the sequence number x to be transmitted next.

【００３３】ステップＳ８、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９の
変数ｄｕｐａｃｋは、データの送り手が連続して受信し
ている重複ＡＣＫの数を示す。The variable dupack in steps S8, S17, S18, and S19 indicates the number of duplicate ACKs that the sender of the data has continuously received.

【００３４】ステップＳ１３、Ｓ１５、Ｓ２０の関数ｒ
ｔｘ＿ｓｅｑ（）は、タイムアウト又はＮ個の重複ＡＣ
Ｋ受信後に再送信するデータのシーケンス番号を返す関
数である。Function r in steps S13, S15 and S20
tx_seq () is a timeout or N duplicate ACs
This function returns the sequence number of the data to be retransmitted after receiving K.

【００３５】ステップＳ１３、Ｓ２２の関数ｍａｘ
（ｘ，ｙ）は、ｘとｙで大きい方の値を返す関数であ
る。Function max in steps S13 and S22
(X, y) is a function that returns the larger value of x and y.

【００３６】ステップＳ１３、Ｓ２２、Ｓ２４の変数ｓ
ｓｔｈｒｅｓｈ［ｘ］、ｃｗｎｄ［ｘ］及びｄｕｐａｃ
ｋｓ＿ｆｌａｇ［ｘ］は、データの送り手が再送信して
いるデータの（ｘ＋１）回目の送信直前における変数ｓ
ｓｔｈｒｅｓｈ、ｃｗｎｄ、ｄｕｐａｃｋｓ＿ｆｌａｇ
の値である。Variable s in steps S13, S22 and S24
sthresh [x], cwnd [x] and dupac
ks_flag [x] is a variable s immediately before the (x + 1) th transmission of the data retransmitted by the data sender.
sthresh, cwnd, dupacks_flag
Is the value of.

【００３７】ステップＳ２３、Ｓ２４の関数ｄ＿ｉｄ＿
ｒｅｓ（）及びｓ＿ｉｄ＿ｒｅｓ（）は、ステップＳ５
で受信したＡＣＫに付加されたデータ識別子応答の値及
びセグメント識別子応答の値を返す関数である。Function d_id_ in steps S23 and S24
res () and s_id_res () are set in step S5.
It is a function that returns the value of the data identifier response and the value of the segment identifier response that are added to the ACK received in.

【００３９】次に図１のフローチャートを用いて、本形
態におけるデータの送り手の動作を説明する。Next, the operation of the data sender in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

【００４０】ステップＳ１において、輻輳ウィンドウの
パラメータ及びフラグを初期化する。In step S1, the parameters and flags of the congestion window are initialized.

【００４１】ステップＳ２において、輻輳ウィンドウに
空きがあるかを判定する。空きがあるとき、ステップＳ
３に進み、空きがないとき、ステップＳ５でＡＣＫの受
信を待つ。In step S2, it is determined whether or not there is a free congestion window. If there is space, step S
If there is no free space, the process waits for the reception of ACK in step S5.

【００４２】ステップＳ３において、関数呼び出しｓ＿
ｉｄ（ｎｅｘｔ＿ｓｅｑ（））によって、次に送信する
データを持つパケットに付加するセグメント識別子を決
定する。In step S3, the function call s_
A segment identifier to be added to a packet having data to be transmitted next is determined by id (next_seq ()).

【００４３】ステップＳ４において、データの送り手が
パケットによってデータを送信する際、データ識別子及
びセグメント識別子をそのパケットに付加する。In step S4, when the data sender transmits the data in the packet, the data identifier and the segment identifier are added to the packet.

【００４４】ステップＳ５において、ＡＣＫの受信を待
つ。タイムアウト又はＡＣＫの受信によって、ステップ
Ｓ６に移る。In step S5, the reception of ACK is awaited. Upon time-out or reception of ACK, the process moves to step S6.

【００４５】ステップＳ６において、タイムアウトによ
りステップＳ５から抜けたとき、ステップＳ１５に移
る。In step S6, when the process exits step S5 due to a timeout, the process proceeds to step S15.

【００４６】タイムアウト発生時、ステップＳ１５にお
いて、関数呼び出しｓ＿ｉｄ（ｒｔｘ＿ｓｅｑ（））に
よって、再送信するデータを持つパケットに付加するセ
グメント識別子を決定する。When a timeout occurs, in step S15, the segment identifier to be added to the packet having the data to be retransmitted is determined by the function call s_id (rtx_seq ()).

【００４７】また、ステップＳ１４において、データの
送り手がパケットによってデータを再送信する際、デー
タ識別子及びセグメント識別子をそのパケットに付加す
る。Further, in step S14, when the data sender retransmits the data in the packet, the data identifier and the segment identifier are added to the packet.

【００４８】さらに、ステップＳ１３において、その時
点における輻輳ウィンドウのパラメータ等の値を記憶
し、その後輻輳ウィンドウのパラメータ等の値を変更す
る。Further, in step S13, the values of the parameters and the like of the congestion window at that time are stored, and thereafter the values of the parameters and the like of the congestion window are changed.

【００４９】ステップＳ７において、重複ＡＣＫの受信
によってステップＳ５から抜けたとき、ステップＳ１７
に移る。When it is determined in step S7 that step S5 has been completed due to the reception of the duplicate ACK, step S17
Move on to.

【００５０】Ｎ個の重複ＡＣＫ受信時、ステップＳ２０
において、関数呼び出しｓ＿ｉｄ（ｒｔｘ＿ｓｅ
ｑ（））によって、次に再送信するデータを持つパケッ
トに付加するセグメント識別子を決定する。Upon receiving N duplicate ACKs, step S20
, The function call s_id (rtx_se
q ()) determines the segment identifier to be added to the packet having the data to be retransmitted next.

【００５１】また、ステップＳ２１において、データの
送り手がパケットによってデータを再送信する際、デー
タ識別子及びセグメント識別子をそのパケットに付加す
る。Further, in step S21, when the data sender retransmits the data in the packet, the data identifier and the segment identifier are added to the packet.

【００５２】さらに、ステップＳ２２において、その時
点における輻輳ウィンドウのパラメータ等の値を記憶
し、その後輻輳ウィンドウのパラメータ等の値を変更す
る。Further, in step S22, the values of the parameters of the congestion window at that time are stored, and then the values of the parameters of the congestion window are changed.

【００５３】ステップＳ７において、重複ＡＣＫでない
ＡＣＫの受信によりステップＳ５を抜けたとき、ステッ
プＳ８に移る。When it is determined in step S7 that an ACK that is not a duplicate ACK is received and step S5 is exited, the process proceeds to step S8.

【００５４】ステップＳ２３において、ステップＳ５で
受信したＡＣＫに付加されたデータ識別子に対応するデ
ータを持つパケットのうち、最後に送信したパケットの
持つセグメント識別子の値とそのＡＣＫのセグメント識
別子応答の値が異なるとき、ステップＳ２４に移る。In step S23, among the packets having the data corresponding to the data identifier added to the ACK received in step S5, the value of the segment identifier of the last transmitted packet and the value of the segment identifier response of the ACK are If they are different, the process proceeds to step S24.

【００５５】ステップＳ２４では、ステップＳ１３また
はＳ２２で記憶した値を輻輳ウィンドウのパラメータ等
の値に戻す。In step S24, the value stored in step S13 or S22 is returned to the value of the congestion window parameter or the like.

【００５６】また、ステップＳ２３において、ステップ
Ｓ５で受信したＡＣＫに付加されたデータ識別子に対応
するデータを持つパケットのうち、最後に送信したパケ
ットの持つセグメント識別子の値とそのＡＣＫのセグメ
ント識別子応答の値が同じとき、ステップＳ９に移る。In step S23, of the packet having the data corresponding to the data identifier added to the ACK received in step S5, the value of the segment identifier of the last transmitted packet and the segment identifier response of the ACK When the values are the same, the process proceeds to step S9.

【００５７】以下のステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１１及び
Ｓ１２又はＳ１６では、従来のＴＣＰと同様に動作す
る。In the following steps S9, S10, S11 and S12 or S16, the operation is similar to that of the conventional TCP.

【００５８】データの受け手は、従来のＴＣＰと同様
に、データの送り手から送信されたパケットを受け取る
と、データの送り手に対してＡＣＫを送信する。The data receiver sends an ACK to the data sender when it receives the packet sent from the data sender, as in the conventional TCP.

【００５９】データの受け手は、確認応答番号のほか
に、データ識別子応答及びセグメント識別子応答をＡＣ
Ｋに付加する。In addition to the confirmation response number, the data receiver receives the data identifier response and the segment identifier response as AC.
Append to K.

【００６０】特に、本形態ではデータの受け手として、
タイムスタンプ・オプション機能を備えたＴＣＰの受け
手を利用する。データの送り手は、ＴＣＰセグメントを
用いてデータを送信する。データの送り手は、図３のＴ
ＣＰセグメントのオプション部１０に、データ識別子と
セグメント識別子を置く。ただし、オプションの種類は
タイムスタンプ・オプションとする。図４にタイムスタ
ンプ・オプションの形式を示す。データの送り手は、タ
イムスタンプ値部１１に、データ識別子とセグメント識
別子を、この順番で置く。このようにタイムスタンプ値
部１１を構成することで、ＴＣＰの周回シーケンス番号
防止（ＰＡＷＳ）に対応できる。In particular, in this embodiment, as a receiver of data,
Use a TCP recipient with a time stamp option feature. The data sender sends the data using the TCP segment. The sender of data is T in FIG.
A data identifier and a segment identifier are placed in the option part 10 of the CP segment. However, the option type is time stamp option. FIG. 4 shows the format of the time stamp option. The data sender places the data identifier and the segment identifier in the time stamp value portion 11 in this order. By configuring the time stamp value part 11 in this way, it is possible to cope with TCP Circular Sequence Number Prevention (PAWS).

【００６１】タイムスタンプ・オプション機能を備えた
ＴＣＰの受け手は、データの送り手が送ったＴＣＰセグ
メントのタイムスタンプ値部１１を、データの送り手に
送信するＡＣＫのタイムスタンプ・エコー応答部１２に
コピーする。すなわち、ＴＣＰの受け手はデータ識別子
応答の値とセグメント識別子応答の値をタイムスタンプ
・エコー応答部１２に置く。The TCP receiver equipped with the time stamp option function uses the time stamp value part 11 of the TCP segment sent by the data sender as the time stamp echo response part 12 of the ACK sent to the data sender. make a copy. That is, the TCP receiver places the value of the data identifier response and the value of the segment identifier response in the time stamp / echo response unit 12.

【００６２】本形態の有効性を確認するため、図５に示
されるデータ通信システムにおいて、本形態のフロー制
御方法と従来のＴＣＰのフロー制御方法のＥｎｄ−ｔｏ
−ｅｎｄのスループットをシミュレーションによって測
定した。In order to confirm the effectiveness of this embodiment, in the data communication system shown in FIG. 5, the flow control method of this embodiment and the End-to of the conventional TCP flow control method are used.
-End throughput was measured by simulation.

【００６３】データの送り手１から送信されるパケット
は、有線リンク７、基地局６及び無線リンク８をこの順
に介してデータの受け手２に伝送される。また、データ
の受け手２から送信されるＡＣＫは、無線リンク８、基
地局６及び有線リンク７をこの順に介して伝送される。The packet transmitted from the data sender 1 is transmitted to the data receiver 2 through the wired link 7, the base station 6 and the wireless link 8 in this order. The ACK transmitted from the data receiver 2 is transmitted via the wireless link 8, the base station 6, and the wired link 7 in this order.

【００６４】無線リンク８において、データの送り手１
から送信されるパケットが、リンクエラーによって正し
く伝送されなかったとき、データの受け手２は、無線リ
ンク８を介して基地局６にＮＡＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ
Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を送信する。基地局
６はＮＡＫを受け取ると、そのＮＡＫに対応するパケッ
トをデータの受け手に再送信する。本シミュレーション
では、無線リンク８において再送信されるパケットは、
他のパケットに優先して送信される。ＮＡＫの受信によ
り基地局６がパケットを再送信するとき、データの受け
手でのパケットの到着順がデータの送り手での送信順と
一致しなくなる場合がある。In the wireless link 8, the data sender 1
When the packet transmitted from the packet is not correctly transmitted due to a link error, the data receiver 2 transmits the NAK (Negative) to the base station 6 via the wireless link 8.
Acknowledgement) is transmitted. When the base station 6 receives the NAK, it retransmits the packet corresponding to the NAK to the data receiver. In this simulation, the packets retransmitted on the wireless link 8 are
It is sent with priority over other packets. When the base station 6 retransmits the packet by receiving the NAK, the arrival order of the packet at the data receiver may not match the transmission order at the data sender.

【００６５】本シミュレーションにおけるネットワーク
の属性値は以下の通りである。有線リンク７について、
上り、下り両方向とも、伝搬遅延時間は１０ミリ秒、帯
域幅は１０Ｍｂｐｓである。また、無線リンク８につい
て、上り、下り両方向とも、伝搬遅延時間は１０ミリ
秒、帯域幅は２Ｍｂｐｓである。無線リンク８のリンク
エラー率を変数としてシミュレーションを行った。ここ
で、リンクエラー率とは、データの送り手から送信され
るパケットのうち、リンクエラーによって正しく伝送さ
れないパケットの割合を指す。The attribute values of the network in this simulation are as follows. About wired link 7,
The propagation delay time is 10 milliseconds and the bandwidth is 10 Mbps in both the up and down directions. The radio link 8 has a propagation delay time of 10 milliseconds and a bandwidth of 2 Mbps in both the up and down directions. The simulation was performed using the link error rate of the wireless link 8 as a variable. Here, the link error rate refers to a rate of packets that are not correctly transmitted due to a link error among packets transmitted from a data sender.

【００６６】図６は、本形態のフロー制御方法と従来の
ＴＣＰのフロー制御方法によって、データの送り手１か
らデータの受け手２に４０秒間データを送信し続けたと
きの、Ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄの平均のスループットであ
る。無線リンク８におけるリンクエラー率を０％から１
０％まで、１％区切りにそれぞれ測定した。FIG. 6 shows an end-to-end condition when data is continuously transmitted from the data sender 1 to the data receiver 2 for 40 seconds by the flow control method of this embodiment and the conventional TCP flow control method. Is the average throughput of. The link error rate in the wireless link 8 is 0% to 1
Each measurement was made up to 0% in 1% intervals.

【００６７】無線リンク８におけるリンクエラー率が１
％のとき、従来のＴＣＰに比べ２０％のＥｎｄ−ｔｏ−
ｅｎｄのスループット改善が見られた。リンクエラー率
が大きくなるにつれ、スループットの改善の程度も大き
くなり、リンクエラー率１０％のときの改善率は１００
％を超えた。The link error rate in the wireless link 8 is 1
%, 20% End-to-compared to conventional TCP
An improvement in end throughput was seen. As the link error rate increases, the degree of improvement in throughput also increases, and when the link error rate is 10%, the improvement rate is 100.
% Exceeded.

【００６８】[0068]

【発明の効果】ＲＴＴが一時的に大きくなるネットワー
ク及び、通信経路上でのパケットの損失がなく、データ
の送り手からのパケットの送信順とデータの受け手での
パケットの到着順が一致しないネットワークにおいて、
本発明のフロー制御方法を適用すると、適切なスループ
ットが得られる。EFFECT OF THE INVENTION A network in which the RTT temporarily increases, and a network in which there is no packet loss on the communication path and the packet transmission order from the data sender does not match the packet arrival order at the data receiver. At
Appropriate throughput can be obtained by applying the flow control method of the present invention.

【００６９】特に、リンクエラー発生時にパケット又は
パケットの一部を再送信する無線リンクを有するネット
ワークにおいて、本発明のフロー制御方法を適用する
と、適切なスループットが得られる。In particular, when the flow control method of the present invention is applied to a network having a wireless link for retransmitting a packet or a part of a packet when a link error occurs, an appropriate throughput can be obtained.

【００７０】本発明では、識別子の値を物理乱数に基づ
いて決定することで、データの受け手が、受信していな
いパケットの持つ識別子の値を予測することを困難に
し、不公平に大きなスループットを得ることを防ぐ。In the present invention, by determining the value of the identifier based on the physical random number, it becomes difficult for the receiver of the data to predict the value of the identifier of the packet that has not been received, and unfairly large throughput is achieved. Prevent getting.

【００７１】本発明では、ＴＣＰタイムスタンプ・オプ
ションを利用することで、データの受け手として、タイ
ムスタンプ・オプション機能を持つＴＣＰの受け手を利
用できる。In the present invention, by using the TCP time stamp option, a TCP receiver having a time stamp option function can be used as a data receiver.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施形態のフロー制御方法を示すフロ
ーチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a flow control method according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明が適用されるデータ通信システムを示す
ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a data communication system to which the present invention is applied.

【図３】本発明の実施形態で利用されるＴＣＰセグメン
トの形式を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a format of a TCP segment used in the embodiment of the present invention.

【図４】ＴＣＰヘッダにおけるＴＣＰタイムスタンプ・
オプション部の形式を示す図である。FIG. 4 is a TCP time stamp in a TCP header.
It is a figure which shows the format of an option part.

【図５】図２に形態のデータ通信システムで、無線リン
クを有する一例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of a data communication system of the form shown in FIG. 2 having a wireless link.

【図６】図５のデータ通信システムにおけるＥｎｄ−ｔ
ｏ−ｅｎｄのスループットを示すグラフである。6 is an End-t in the data communication system of FIG.
It is a graph which shows the throughput of o-end.

【図７】従来のＴＣＰのフロー制御方法を示すフローチ
ャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a conventional TCP flow control method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ データの送り手 ２ データの受け手 ３ ネットワーク ４ リンク ５ 中継ノード ６ 基地局 ７ 有線リンク ８ 無線リンク １０ ＴＣＰオプション部 １１ ＴＣＰタイムスタンプ・オプション部のタイムス
タンプ値部 １２ ＴＣＰタイムスタンプ・オプション部のタイムス
タンプ・エコー応答部1 data sender 2 data receiver 3 network 4 link 5 relay node 6 base station 7 wired link 8 wireless link 10 TCP option part 11 TCP time stamp option part time stamp value part 12 TCP time stamp option part time Stamp / Echo response part

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】データの送り手は、データをパケットに付
加してデータの受け手に送信し、データの受け手は、受
信したデータに対する確認応答をデータの送り手に送信
し、データの送り手は、確認応答に基づいてデータの送
信速度を決定するフロー制御方法において、データの送
り手は、パケットに付加するデータと、そのパケットの
送信時までにおけるそのデータの送信回数と、を同定す
る値である識別子を送信するパケットに付加し、データ
の受け手は、受信したパケットに付加された識別子のコ
ピーである識別子応答を確認応答に付加し、データの送
り手は、受信した確認応答に付加された識別子応答によ
って同定される、データと、送信回数と、に基づいて、
通信経路上における、送信したパケットの損失の有無を
判断し、その判断に基づいてデータの送信速度を決定す
ることを特徴とするフロー制御方法。1. A data sender adds data to a packet and sends it to a data receiver, the data receiver sends an acknowledgment for the received data to the data sender, and the data sender In the flow control method of determining the data transmission rate based on the acknowledgment, the data sender uses a value that identifies the data to be added to the packet and the number of times the data has been transmitted until the packet is transmitted. An identifier is added to the packet to be sent, the receiver of the data adds an identifier response, which is a copy of the identifier added to the received packet, to the acknowledgment, and the sender of the data is added to the received acknowledgment. Based on the data and number of transmissions identified by the identifier response,
A flow control method characterized by determining whether or not a transmitted packet is lost on a communication path and determining a data transmission rate based on the determination. 【請求項２】請求項１記載のフロー制御方法において、
データの送り手は、物理乱数に基づいて識別子を決定す
ることを特徴とするフロー制御方法。2. The flow control method according to claim 1, wherein
The flow control method, wherein the sender of the data determines the identifier based on a physical random number. 【請求項３】請求項１記載のフロー制御方法において、
データの送り手は、パケットにＴＣＰヘッダを付加し、
識別子をＴＣＰヘッダのタイムスタンプ・オプション部
に置き、データの受け手は、ＴＣＰの受け手と同じタイ
ムスタンプ・オプション機能を持つことを特徴とするフ
ロー制御方法。3. The flow control method according to claim 1, wherein
The data sender adds a TCP header to the packet,
A flow control method characterized in that an identifier is placed in a time stamp option part of a TCP header, and a data receiver has the same time stamp option function as a TCP receiver. 【請求項４】データの送り手は、データをパケットに付
加してデータの受け手に送信し、データの受け手は、受
信したデータに対する確認応答をデータの送り手に送信
し、データの送り手は、確認応答に基づいてデータの送
信速度を決定するフロー制御方法において、データの送
り手は、パケットに付加するデータと、そのパケットの
送信時までにおけるそのデータの送信回数と、を同定す
る値である識別子を送信するパケットに付加し、データ
の受け手は、受信したパケットに付加された識別子を同
定する値である識別子応答を確認応答に付加し、データ
の送り手は、受信した確認応答に付加された識別子応答
によって同定される、データと、送信回数と、に基づい
て、通信経路上における、送信したパケットの損失の有
無を判断し、その判断に基づいてデータの送信速度を決
定することを特徴とするフロー制御方法。4. A data sender adds data to a packet and sends it to a data receiver, and the data receiver sends a confirmation response to the received data to the data sender, and the data sender In the flow control method of determining the data transmission rate based on the acknowledgment, the data sender uses a value that identifies the data to be added to the packet and the number of times the data has been transmitted until the packet is transmitted. A certain identifier is added to the packet to be transmitted, the data receiver adds an identifier response, which is a value that identifies the identifier added to the received packet, to the confirmation response, and the data sender adds it to the received confirmation response. Based on the data and the number of times of transmission identified by the identified identifier response, the presence or absence of the loss of the transmitted packet on the communication path is determined, and Flow control method characterized by determining the transmission rate of the data based on the cross. 【請求項５】請求項４記載のフロー制御方法において、
データの送り手は、物理乱数に基づいて識別子を決定す
ることを特徴とするフロー制御方法。5. The flow control method according to claim 4,
The flow control method, wherein the sender of the data determines the identifier based on a physical random number.