JP3852600B2 - 通信インタフェース装置およびプログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパケット通信に関し、特に、送信したパケットに対して確認応答パケットが受信されるまでの時間を監視することによってパケットの喪失を判断しパケットの再送を行うコネクション型のパケット通信に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コネクション型のパケット通信では、データの転送に先立って送信側と受信側との間にコネクションを確立する。コネクションは論理的なパスであり、１つの送信側が複数の受信側と同時に通信する場合、送信側と各受信側との間にそれぞれ異なるコネクションが確立される。送信側と各受信側は、確立したコネクションを通じてパケットの送受信を行う。送信側は、ある受信側に一連のパケットを送信する場合、各パケットに他のパケットと区別するための識別情報と誤り検出用のパリティビットなどのエラーチェック情報を付加して送信する。受信側は、エラーチェック情報を用いてパケットの誤りを検査し、誤りなく正常に受信できた場合には、正しく受信したことを示す確認応答パケットを送信側に返信し、反対に誤りを検出した場合には再送要求パケットを送信側に送って再送を行わせる。また、送信側は、パケットの送信後、通信プロトコルで予め規定されたタイムアウト時間内に、そのパケットに対する確認応答パケットを受信しないときは、パケットを自動的に再送する。
【０００３】
このようにコネクション型のパケット通信では、到達確認と時間監視によりパケットの喪失を検出し、喪失が発生した場合には再送を行って確実なデータ転送を保証している。しかしながら、パケットの喪失を検出する時間監視では、比較的大きな時間がタイムアウト時間として設定されている場合が少なくないことから、再送が開始されるまでに時間がかかってしまい、データが一定時間内に到達しないような事態が発生する。また、単純に時間監視のタイムアウト時間を短くした場合には、通信者間の経路の状況によって、タイムアウトの検出による再送が頻発してしまい、帯域に悪影響を及ぼす。従って、低レイテンシと確実性が同時に要求される通信において、従来のコネクション型通信では対応できないケースがあった。
【０００４】
このような事情を考慮して、送信相手毎のタイムアウト時間をパラメータテーブルに保持しておき、送信相手とコネクションを確立してパケット通信を開始する際に、その送信相手用のタイムアウト時間をパラメータテーブルから読み出して送信監視タイマに設定するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
【特開平９−２１９７２１号公報】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の従来技術によれば、再送のための時間監視に使うタイムアウト時間を送信相手毎に設定するため、適切な値を事前に決定することができれば、低レイテンシと確実性を同時に満足させることができる。しかしながら、同じ送信相手であっても、間に介在する通信経路やその負荷状況は一定でないため、適切な値を静的に決定することは極めて困難である。
【０００７】
そこで本発明の目的は、実際のパケット通信状況に応じてタイムアウト時間を適宜補正しながらパケットを再送することができる通信インタフェース装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、送信先との間に確立されるコネクション毎に、実際のパケット通信状況に応じてタイムアウト時間を適宜補正しながらパケットを再送することができる通信インタフェース装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の通信インタフェース装置は、パケットを送信する送信部と、前記送信部が送信したパケットに対する確認応答パケットを受信する受信部と、前記送信部が送信したパケットに対して前記受信部で確認応答パケットが受信されるまでの経過時間を監視することによってパケットの喪失を判断しパケットの再送を制御する再送制御部とを備えたコネクション型の通信を行う通信インタフェース装置において、前記再送制御部は、パケットが喪失したと判断する喪失予測時間をコネクション毎に保持する喪失予測時間保持部と、前記送信部が送信したパケットおよび使用したコネクションを特定する情報および送信時からの経過時間情報を含むパケット状態情報を記憶するパケット状態保持部と、前記送信部によるパケットの送信毎に経過時間情報を初期値に設定したパケット状態情報を前記パケット状態保持部に登録するパケット状態登録手段と、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報の経過時間情報を時間の経過に応じて更新し、前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を超えたパケットを検出する経過時間監視手段と、前記経過時間監視手段で検出されたパケットの再送を前記送信部に要求する再送指示手段と、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報のうち前記受信部で確認応答パケットが受信された時点の経過時間情報およびコネクションを特定する情報に基づいて前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を補正する喪失予測時間補正手段とを備える。
また、本発明の第２の通信インタフェース装置は、第１の通信インタフェース装置において、前記パケット状態保持部が記憶する前記使用したコネクションを特定する情報は、当該コネクション用の喪失予測時間が設定されている前記喪失予測時間保持部のエントリの番号であることを特徴とする。
また、本発明の第３の通信インタフェース装置は、第１の通信インタフェース装置において、前記再送指示手段は、前記パケット状態保持部に記憶されているパケット状態情報のうち前記再送を指示したパケットのパケット状態情報中の経過時間情報を初期化することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第１のプログラムは、パケットを送信する送信部と、前記送信部が送信したパケットに対する確認応答パケットを受信する受信部と、パケットが喪失したと判断する喪失予測時間をコネクション毎に保持する喪失予測時間保持部および前記送信部が送信したパケットおよび使用したコネクションを特定する情報および送信時からの経過時間情報を含むパケット状態情報を記憶するパケット状態保持部を備え、前記送信部が送信したパケットに対して前記受信部で確認応答パケットが受信されるまでの経過時間を監視することによってパケットの喪失を判断しパケットの再送を制御する再送制御部とを備えたコネクション型の通信を行う通信インタフェース装置の前記再送制御部を構成するコンピュータを、前記送信部によるパケットの送信毎に経過時間情報を初期値に設定したパケット状態情報を前記パケット状態保持部に登録するパケット状態登録手段、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報の経過時間情報を時間の経過に応じて更新し、前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を超えたパケットを検出する経過時間監視手段、前記経過時間監視手段で検出されたパケットの再送を前記送信部に要求する再送指示手段、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報のうち前記受信部で確認応答パケットが受信された時点の経過時間情報およびコネクションを特定する情報に基づいて前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を補正する喪失予測時間補正手段、として機能させる。
また、本発明の第２のプログラムは、第１のプログラムにおいて、前記パケット状態保持部が記憶する前記使用したコネクションを特定する情報は、当該コネクション用の喪失予測時間が設定されている前記喪失予測時間保持部のエントリの番号であることを特徴とする。
また、本発明の第３のプログラムは、第１のプログラムにおいて、前記再送指示手段は、前記パケット状態保持部に記憶されているパケット状態情報のうち前記再送を指示したパケットのパケット状態情報中の経過時間情報を初期化することを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明の通信インタフェース装置およびプログラムにあっては、送信先との間に確立されるコネクション毎に、実際のパケット通信状況に応じてタイムアウト時間を適宜補正しながらパケットの再送を制御する。
【００１７】
【発明の第１の実施の形態】
図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置１は、再送制御部１００と送信部２００と受信部３００とを含んで構成され、上位ホスト２とネットワーク３との間に接続され、計算機間でデータ通信を行うインタフェースとして使用される。ネットワーク３は、例えば公衆パケット通信網などである。上位ホスト２は、計算機であり、計算機間の通信を必要としている計算機そのものである。
【００１８】
送信部２００は、通信インタフェース装置１が送信側として機能する場合、送信するデータを上位ホスト２から受け取り、それを相互通信可能な形式であるパケットに生成し、ネットワーク３を通じて受信側の図示しない通信インタフェース装置へ送信する。また、パケットの再送制御に必要な情報を再送制御部１００と適宜授受し、再送制御部１００からの指示に従ってパケットの再送を行う。他方、通信インタフェース装置１が受信側として機能する場合、受信部３００からの指示に従って確認応答パケットおよび再送要求パケットを送信する。
【００１９】
受信部３００は、通信インタフェース装置１が送信側として機能する場合、送信部２００が送信したパケットに対する確認応答パケットあるいは再送要求パケットを受信し、再送制御部１００に通知する。他方、通信インタフェース装置１が受信側として機能する場合、ネットワーク３を通じて受信したパケットを復号し、上位ホスト２へ受信データを受け渡す。受信したパケットに異常を検出することなく受領できた場合には、送信元に正しく受領したことを示す確認応答パケットを送信するよう、送信部２００に指示を行う。反対に、受信したパケットに毀損が生じている場合は、送信元に再送を要求する再送要求パケットを送信するよう、送信部２００に指示を行う。
【００２０】
再送制御部１００は、コネクション型の通信において避けることの出来ないパケット喪失の検出と再送の制御を行う機能を有する。この再送制御部１００は、送信部２００がパケットを送信した時点からそのパケットに対する確認応答パケットを受信部が受信するまでの経過時間を測定し、この測定した経過時間に基づいて、パケットが喪失したと判断する喪失予測時間を補正する機能を有する。
【００２１】
図２を参照すると、再送制御部１００は、パケット状態保持部１０１、喪失予測時間保持部１０２、パケット状態登録部１０３、経過時間監視部１０４、喪失予測時間補正部１０５、パケット状態消去部１０６、再送指示部１０７を含んで構成され、それらはバス１０８に接続されている。
【００２２】
パケット状態保持部１０１は、複数のエントリ１１１を有する記憶装置で構成される。各エントリ１１１は、送信部２００が送信したパケットの状態情報を記憶するために使用される。１つのエントリ１１１には、当該エントリが有効か無効かを示す情報（Ｖ）１１２と、当該エントリで管理される送信パケットを識別するためのパケット識別情報（Ｐ）１１３と、その送信パケットが伝送されたコネクションを識別するためのコネクション識別情報（Ｃ）１１４と、送信時点からの経過時間（Ｔ）１１５とから構成されるパケット状態情報が保持される。情報１１２が無効を示すエントリ１１１を無効エントリあるいは空きエントリと呼び、情報１１２が有効を示すエントリ１１１を有効エントリあるいは使用中エントリと呼ぶ。通信インタフェース装置１は同時に多数のパケットを送信することができるため、空きエントリ数が不足しないように、パケット状態保持部１０１のエントリ総数が事前に設定されている。
【００２３】
喪失予測時間保持部１０２は、通信インタフェース装置１が同時に処理することのできるコネクション数分のエントリ１２１を有する記憶装置で構成される。各エントリ１２１には、当該エントリが有効か無効かを示す情報（Ｖ）１２２と、送信部２００が確立したコネクションを識別するためのコネクション識別情報（Ｃ）１２３と、そのコネクションを通じて送信されたパケットが喪失したと判断する喪失予測時間（ＥＴ）１２４とを記憶するために使用される。情報１２２が無効を示すエントリ１２１を無効エントリあるいは空きエントリと呼び、情報１２２が有効を示すエントリ１２１を有効エントリあるいは使用中エントリと呼ぶ。
【００２４】
パケット状態登録部１０３は、送信部２００に接続されており、喪失予測時間保持部１０２へ喪失予測時間の初期値を設定する処理と、パケット状態保持部１０１へパケット状態情報を登録する処理とを行う。パケット状態登録部１０３の処理例を図３に示す。
【００２５】
送信部２００は、新たなコネクションによる最初のパケットを送信すると、パケット状態登録部１０３に対して、その旨とパケット識別情報とコネクション識別情報とを通知してくる。パケット状態登録部１０３は、この通知を受けると、新たなコネクションによるパケットの送信であるため（Ｓ１でＹＥＳ）、喪失予測時間保持部１０２から空きエントリ１２１を１つ確保し、そのエントリ１２１に、前記新たなコネクションのコネクション識別情報１２３と、通信プロトコルで規定される本来のタイムアウト時間に初期設定した喪失予測時間１２４とを登録し、情報１２２を有効にする（Ｓ２）。次に、パケット状態保持部１０１から空きエントリ１１１を１つ確保し、通知されたパケット識別情報１１３とコネクション識別情報１１４と値０の経過時間１１５とをそのエントリ１１１に登録し、情報１１２を有効にする（Ｓ３）。また、送信部２００は、コネクションに後続のパケットを送信する毎に、パケット状態登録部１０３に対して、パケット識別情報とコネクション識別情報とを通知してくる。パケット状態登録部１０３は、この通知を受けると、新たなコネクションによるパケットの送信ではないので（Ｓ１でＮＯ）、パケット状態情報の登録処理だけを行う（Ｓ３）。つまり、パケット状態保持部１０１の空きエントリ１１１に、通知されたパケット識別情報１１３とコネクション識別情報１１４と値０の経過時間１１５とを登録し、情報１１２を有効にする（Ｓ３）。
【００２６】
なお、パケット状態登録部１０３は、送信部２００からコネクション識別情報を指定してコネクションを解放した旨の通知を受けると、喪失予測時間保持部１０２における指定されたコネクション識別情報を持つエントリ１２１の情報１２２を無効状態に書き換える処理も行っている。
【００２７】
経過時間監視部１０４は、再送指示部１０７に接続されており、パケット状態保持部１０１に登録されているパケット状態情報の経過時間１１５を時間の経過に応じて更新する処理と、その更新後の経過時間１１５が喪失予測時間を超えたかどうかを判定する処理と、若し喪失予測時間を超えていた場合には再送指示部１０７に対して再送指示を出す処理とを行う。経過時間監視部１０４の処理例を図４に示す。
【００２８】
経過時間監視部１０４は、単位時間が経過する毎に図４に示す処理を実行する。まず、パケット状態保持部１０１の１つの有効エントリ１１１に注目する（Ｓ１１）。次に、注目中の有効エントリ１１１の経過時間１１５を単位時間だけ加算し（Ｓ１３）、注目中のエントリ１１１のコネクション識別情報１１４に基づいて喪失予測時間保持部１０２からそのコネクション用の喪失予測時間１２４を読み出し（Ｓ１４）、更新後の経過時間１１５と比較する（Ｓ１５）。更新後の経過時間１１５が喪失予測時間１２４を超えていなければ、パケット状態保持部１０１の次の１つの有効エントリ１１１に注目を移し（Ｓ１７）、前述と同様の処理を繰り返す。他方、更新後の経過時間１１５が喪失予測時間１２４を超えていれば（Ｓ１５でＹＥＳ）、再送指示部１０７に対して、注目中のエントリ１１１のエントリ番号を指定した再送要求を送出する（Ｓ１６）。そして、パケット状態保持部１０１の次の１つの有効エントリ１１１に注目を移す（Ｓ１７）。パケット状態保持部１０１に登録されている全ての有効エントリ１１１について上述した処理を繰り返すと（Ｓ１２でＹＥＳ）、今回の処理を終える。
【００２９】
再送指示部１０７は、送信部２００、受信部３００および経過時間監視部１０４に接続されており、経過時間監視部１０４および受信部３００からのパケット再送指示に従って、送信部２００にパケットの再送を要求すると共に、パケット状態情報の経過時間を初期化する処理を行う。再送指示部１０７の処理例を図５に示す。
【００３０】
再送指示部１０７は、経過時間監視部１０４からパケット状態保持部１０１のエントリ番号を指定したパケットの再送指示を受けると、指定された番号のエントリ１１１中のパケット識別情報１１３およびコネクション情報１１４を読み出し、これらを指定して送信部２００に対してパケットの再送を要求する（Ｓ２１）。そして、そのエントリ１１１中の経過時間１１５を０に初期化する（Ｓ２２）。送信部２００は、再送指示部１０７から指定されたコネクション情報１１４およびパケット識別情報１１３で特定されるパケットを内部のバッファから読み出して再送する。
【００３１】
また再送指示部１０７は、受信部３００が受信側より再送要求パケットを受信したためにそのパケットで指定されたコネクション識別情報およびパケット識別情報を指定したパケット再送指示を再送指示部１０７に出力した場合も、図５と同様の処理を行う。つまり、指定されたパケット識別情報およびコネクション情報を指定して送信部２００に対してパケットの再送を要求し（Ｓ２１）、パケット状態保持部１０１における指定されたパケット識別情報およびコネクション情報を持つエントリ１１１中の経過時間１１５を０に初期化する（Ｓ２２）。
【００３２】
喪失予測時間補正部１０５は、受信部３００に接続されており、送信部２００が送信したパケットに対して確認応答パケットを受信した際に喪失予測時間を補正する処理を行う。また、パケット状態消去部１０６は、喪失予測時間補正部１０５に接続され、確認応答パケットの受信により不要になったパケット状態情報をパケット状態保持部１０１から消去する処理を行う。喪失予測時間補正部１０５およびパケット状態消去部１０６の処理例を図６に示す。
【００３３】
喪失予測時間補正部１０５は、受信部３００から、確認応答パケットに含まれるパケット識別情報およびコネクション情報を指定して、確認応答があった旨の通知を受けると、パケット状態保持部１０１における指定されたパケット識別情報およびコネクション情報を持つエントリ１１１から経過時間１１５を読み出し（Ｓ３１）、喪失予測時間を再計算する（Ｓ３２）。喪失予測時間を再計算する式を以下に示す。
【００３４】
喪失予測時間＝ｍｉｎ｛経過時間＋余裕時間、タイムアウト時間｝ …（１）
ここで、ｍｉｎ｛Ａ、Ｂ｝は、ＡおよびＢのうちの小さい値を選択することを意味する。また、タイムアウト時間は、パケット喪失が発生したと判断する経過時間として通信プロトコルで本来規定されている時間を意味する。余裕時間は予め設定されている値を使用する。
【００３５】
上記の計算式によれば、パケット通信経路の負荷等が小さく通信状態が良好な場合、確認応答パケットが返されてくるまでに要した経過時間がタイムアウト時間よりも十分に短い時間となるので、喪失予測時間は本来のタイムアウト時間よりも短い時間に設定される。また、通信状態が悪化して確認応答パケットが返されてくるまでに要する経過時間が長くなれば、それに応じて喪失予測時間も延長される。但し、喪失予測時間は、タイムアウト時間を超えることはない。
【００３６】
喪失予測時間補正部１０５は、喪失予測時間を再計算すると、喪失予測時間保持部１０２における受信部３００から通知されたコネクション識別情報１２３を持つエントリ１２１中の喪失予測時間１２４を、ステップＳ３２で再計算した値に書き換える（Ｓ３３）。そして、ステップＳ３１で経過時間１１５を読み出したパケット状態保持部１０１のエントリ１１１の番号をパケット状態消去部１０６へ通知する。パケット状態消去部１０６は、通知されたエントリ番号のエントリ１１１の情報１１２を無効状態に書き換えることにより、そのエントリ１１１に格納されていたパケット状態情報を消去する（Ｓ３４）。
【００３７】
このように本実施の形態にかかる通信インタフェース装置１によれば、パケット喪失が発生したと判断するための喪失予測時間を確認応答パケットの受信毎に再計算するため、通信プロトコル本来のタイムアウトによりパケットの喪失を判定する場合に比べ、宛て先への再送パケットをより早く到達させることが可能となる。また、通信経路の状況により応答時間が変化した場合、特に応答時間が悪化した場合でも、応答時間に応じて喪失予測時間の補正を行って再送開始のタイミングを変化させるため、喪失予測による再送が頻発して帯域が圧迫されるような事態の発生を最小限に抑えることが可能である。また、この喪失予測時間の補正は、多段にわたる通信経路を介する通信でも、同様に機能する。そして、本実施の形態では、喪失予測時間をコネクション毎に設定し且つコネクション毎に補正することが可能である。
【００３８】
以上の説明では、パケット状態保持部１０１の有効エントリ１１１に保持されたパケット状態情報がどのコネクションによるパケットのものであるかを管理するために、コネクション識別情報１１４を持たせたが、コネクション識別情報１１４として、そのコネクション用の喪失予測時間が設定されている喪失予測時間保持部１０２のエントリ１２１のエントリ番号を使用しても良い。この場合、コネクション識別情報を知る必要があるときは、エントリ番号を基に喪失予測時間保持部１０２のエントリ１２１のコネクション識別情報１２３を参照すれば良い。また、パケットの再送に備えて送信部２００側でパケットをバッファするものとしたが、パケット状態保持部１０１のエントリ１１１にパケットデータを保持しておく構成にすることも可能である。
【００３９】
次に、本実施の形態の効果をより明確にするために、より具体的な実施例を挙げて説明する。
【００４０】
【第１の実施の形態の実施例】
今、通信インタフェース装置１が送信側となって、複数のコネクション接続先と図７に示すような順序でパケットの送受信が行われている状況を考える。この場合、再送制御部１００のパケット状態保持部１０１のエントリ１１１および喪失予測時間保持部１０２のエントリ１２１は、時間の経過に応じて図８に示すように遷移する。なお、本実施例の場合、前述した喪失予測時間の計算式における余裕時間を１０秒、通信プロトコルで規定されるタイムアウト時間を２分としている。また、パケット状態保持部１０１のエントリ１１１におけるコネクション識別情報１１４に、喪失予測時間保持部１０２のエントリ１２１を指し示すエントリ番号を保持するものとしている。以下、詳細に説明する。
【００４１】
時刻0:00:00において、パケット状態保持部１０１と喪失予測時間保持部１０２のいずれも情報を保持していない状態である。
【００４２】
時刻0:00:01において、新たにパケットの送信が行われるが、これは新たなコネクションによるものであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#0へ格納するだけでなく、コネクションの情報として喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0へも格納される。コネクション開設時であるため、喪失予測時間保持部１０２のエントリへ格納される値としては、通信プロトコルにおけるパケット喪失を判断する時間である2分、即ち0:02:00が使用される。
【００４３】
時刻0:00:15において、新たにパケットの送信が行われるが、これは既に登録済みのコネクションであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#1へ格納するだけよい。
【００４４】
時刻0:00:31において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#0に登録されていること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:30に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち、喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0は0:00:40と補正され、更新される。
【００４５】
時刻0:00:32において、新たにパケットの送信が行われるが、これは新たなコネクションによるものであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#2へ格納するだけでなく、コネクションの情報として喪失予測時間保持部１０２のエントリ#1へも格納される。コネクション開設時であるため、喪失予測時間保持部１０２のエントリへ格納される値としては、通信プロトコルにおけるパケット喪失を判断する時間である2分、即ち0:02:00が使用される。
【００４６】
時刻0:00:45において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#1に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:30に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0は0:00:40と補正され、更新される。また同時に、新たにパケットの送信が行われるが、これは新たなコネクションによるものであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#3へ格納するだけでなく、コネクションの情報として喪失予測時間保持部１０２のエントリ#2へも格納される。コネクション開設時であるため、喪失予測時間保持部１０２のエントリへ格納される値としては、通信プロトコルにおけるパケット喪失を判断する時間である2分、即ち0:02:00が使用される。
【００４７】
時刻0:01:00において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#2に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#1に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:28に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#1は0:00:38と補正され、更新される。
【００４８】
時刻0:01:01において、新たにパケットの送信が行われるが、これは既に登録済みのコネクションであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#0へ格納するだけよい。
【００４９】
時刻0:01:15において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#3に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#2に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:30に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#2は0:00:40と補正され、更新される。また同時に、新たにパケットの送信が行われるが、これは既に登録済みのコネクションであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#2に格納するだけでよい。
【００５０】
時刻0:01:16において、新たにパケットの送信が行われるが、これは既に登録済みのコネクションのパケットであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#1へ格納するだけでよい。
【００５１】
時刻0:01:42において、パケット状態保持部１０１のエントリ#0において、経過時間が再送予測時間を超えることから、送信部２００に対して再送指示が発行される。また、再送指示を発行したことに伴い、パケット状態保持部１０１のエントリ#0の経過時間がクリアされ、0:00:00として更新される。再送指示の発行時には喪失予測時間の補正は行われないため、喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0の更新は行わない。
【００５２】
時刻0:01:50において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#1に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#2に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:34に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部のエントリ#2は0:00:44と補正され、更新される。
【００５３】
時刻0:01:51において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#2に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:36に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0は0:00:46と補正され、更新される。
【００５４】
時刻0:02:20において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０２のエントリ#3に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#1に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:38に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#1は0:00:48と補正され、更新される。
【００５５】
時刻0:02:21において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#0に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:38に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0は0:00:48と補正され、更新される。
【００５６】
このように本実施例では、パケットの喪失を予測して再送を開始するため、通信プロトコル本来のタイムアウトによりパケットの喪失を判定する場合に較べ、宛先への再送パケットをより早く到達させることが可能となる。すなわち、本実施例では時刻0:01:43でパケットの喪失を予測して、パケットの再送を行っている。しかしながら、通常であればパケットの喪失と判断する2分が経過しないと再送を行わない為、本来ならば時刻0:03:01を過ぎるまで再送を行うことが出来なかったのだが、喪失を予測して再送を行っているため、パケット喪失による転送遅延を大幅に短縮することが可能となる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コネクション型のパケット通信において低レイテンシと確実性を同時に満たすことが可能となる。その理由は、実際のパケット通信状況に応じてタイムアウト時間を適宜補正しながらパケットを再送することができるからである。また、送信先との間に確立されるコネクション毎に、実際のパケット通信状況に応じてタイムアウト時間を適宜補正しながらパケットを再送することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部のパケット状態登録部の処理例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部の経過時間監視部の処理例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部の再送指示部の処理例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部の喪失予測時間補正部およびパケット状態消去部の処理例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置の動作説明に用いるパケットの送受信状況を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部におけるパケット状態保持部および喪失予測時間保持部の登録内容の時間的な遷移を示す図である。
【符号の説明】
１…通信インタフェース装置
２…上位ホスト
３…ネットワーク
１００…再送制御部
１０１…パケット状態保持部
１０２…喪失予測時間保持部
１０３…パケット状態登録部
１０４…経過時間監視部
１０５…喪失予測時間補正部
１０６…パケット状態消去部
１０７…再送指示部
１０８…バス
１１１…エントリ
１１２…有効か無効かを示す情報
１１３…パケット識別情報
１１４…コネクション識別情報
１１５…経過時間
１２１…エントリ
１２２…有効か無効かを示す情報
１２３…コネクション識別情報
１２４…喪失予測時間
２００…送信部
３００…受信部
【発明の属する技術分野】
本発明はパケット通信に関し、特に、送信したパケットに対して確認応答パケットが受信されるまでの時間を監視することによってパケットの喪失を判断しパケットの再送を行うコネクション型のパケット通信に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コネクション型のパケット通信では、データの転送に先立って送信側と受信側との間にコネクションを確立する。コネクションは論理的なパスであり、１つの送信側が複数の受信側と同時に通信する場合、送信側と各受信側との間にそれぞれ異なるコネクションが確立される。送信側と各受信側は、確立したコネクションを通じてパケットの送受信を行う。送信側は、ある受信側に一連のパケットを送信する場合、各パケットに他のパケットと区別するための識別情報と誤り検出用のパリティビットなどのエラーチェック情報を付加して送信する。受信側は、エラーチェック情報を用いてパケットの誤りを検査し、誤りなく正常に受信できた場合には、正しく受信したことを示す確認応答パケットを送信側に返信し、反対に誤りを検出した場合には再送要求パケットを送信側に送って再送を行わせる。また、送信側は、パケットの送信後、通信プロトコルで予め規定されたタイムアウト時間内に、そのパケットに対する確認応答パケットを受信しないときは、パケットを自動的に再送する。
【０００３】
このようにコネクション型のパケット通信では、到達確認と時間監視によりパケットの喪失を検出し、喪失が発生した場合には再送を行って確実なデータ転送を保証している。しかしながら、パケットの喪失を検出する時間監視では、比較的大きな時間がタイムアウト時間として設定されている場合が少なくないことから、再送が開始されるまでに時間がかかってしまい、データが一定時間内に到達しないような事態が発生する。また、単純に時間監視のタイムアウト時間を短くした場合には、通信者間の経路の状況によって、タイムアウトの検出による再送が頻発してしまい、帯域に悪影響を及ぼす。従って、低レイテンシと確実性が同時に要求される通信において、従来のコネクション型通信では対応できないケースがあった。
【０００４】
このような事情を考慮して、送信相手毎のタイムアウト時間をパラメータテーブルに保持しておき、送信相手とコネクションを確立してパケット通信を開始する際に、その送信相手用のタイムアウト時間をパラメータテーブルから読み出して送信監視タイマに設定するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
【特開平９−２１９７２１号公報】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の従来技術によれば、再送のための時間監視に使うタイムアウト時間を送信相手毎に設定するため、適切な値を事前に決定することができれば、低レイテンシと確実性を同時に満足させることができる。しかしながら、同じ送信相手であっても、間に介在する通信経路やその負荷状況は一定でないため、適切な値を静的に決定することは極めて困難である。
【０００７】
そこで本発明の目的は、実際のパケット通信状況に応じてタイムアウト時間を適宜補正しながらパケットを再送することができる通信インタフェース装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、送信先との間に確立されるコネクション毎に、実際のパケット通信状況に応じてタイムアウト時間を適宜補正しながらパケットを再送することができる通信インタフェース装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の通信インタフェース装置は、パケットを送信する送信部と、前記送信部が送信したパケットに対する確認応答パケットを受信する受信部と、前記送信部が送信したパケットに対して前記受信部で確認応答パケットが受信されるまでの経過時間を監視することによってパケットの喪失を判断しパケットの再送を制御する再送制御部とを備えたコネクション型の通信を行う通信インタフェース装置において、前記再送制御部は、パケットが喪失したと判断する喪失予測時間をコネクション毎に保持する喪失予測時間保持部と、前記送信部が送信したパケットおよび使用したコネクションを特定する情報および送信時からの経過時間情報を含むパケット状態情報を記憶するパケット状態保持部と、前記送信部によるパケットの送信毎に経過時間情報を初期値に設定したパケット状態情報を前記パケット状態保持部に登録するパケット状態登録手段と、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報の経過時間情報を時間の経過に応じて更新し、前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を超えたパケットを検出する経過時間監視手段と、前記経過時間監視手段で検出されたパケットの再送を前記送信部に要求する再送指示手段と、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報のうち前記受信部で確認応答パケットが受信された時点の経過時間情報およびコネクションを特定する情報に基づいて前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を補正する喪失予測時間補正手段とを備える。
また、本発明の第２の通信インタフェース装置は、第１の通信インタフェース装置において、前記パケット状態保持部が記憶する前記使用したコネクションを特定する情報は、当該コネクション用の喪失予測時間が設定されている前記喪失予測時間保持部のエントリの番号であることを特徴とする。
また、本発明の第３の通信インタフェース装置は、第１の通信インタフェース装置において、前記再送指示手段は、前記パケット状態保持部に記憶されているパケット状態情報のうち前記再送を指示したパケットのパケット状態情報中の経過時間情報を初期化することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第１のプログラムは、パケットを送信する送信部と、前記送信部が送信したパケットに対する確認応答パケットを受信する受信部と、パケットが喪失したと判断する喪失予測時間をコネクション毎に保持する喪失予測時間保持部および前記送信部が送信したパケットおよび使用したコネクションを特定する情報および送信時からの経過時間情報を含むパケット状態情報を記憶するパケット状態保持部を備え、前記送信部が送信したパケットに対して前記受信部で確認応答パケットが受信されるまでの経過時間を監視することによってパケットの喪失を判断しパケットの再送を制御する再送制御部とを備えたコネクション型の通信を行う通信インタフェース装置の前記再送制御部を構成するコンピュータを、前記送信部によるパケットの送信毎に経過時間情報を初期値に設定したパケット状態情報を前記パケット状態保持部に登録するパケット状態登録手段、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報の経過時間情報を時間の経過に応じて更新し、前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を超えたパケットを検出する経過時間監視手段、前記経過時間監視手段で検出されたパケットの再送を前記送信部に要求する再送指示手段、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報のうち前記受信部で確認応答パケットが受信された時点の経過時間情報およびコネクションを特定する情報に基づいて前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を補正する喪失予測時間補正手段、として機能させる。
また、本発明の第２のプログラムは、第１のプログラムにおいて、前記パケット状態保持部が記憶する前記使用したコネクションを特定する情報は、当該コネクション用の喪失予測時間が設定されている前記喪失予測時間保持部のエントリの番号であることを特徴とする。
また、本発明の第３のプログラムは、第１のプログラムにおいて、前記再送指示手段は、前記パケット状態保持部に記憶されているパケット状態情報のうち前記再送を指示したパケットのパケット状態情報中の経過時間情報を初期化することを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明の通信インタフェース装置およびプログラムにあっては、送信先との間に確立されるコネクション毎に、実際のパケット通信状況に応じてタイムアウト時間を適宜補正しながらパケットの再送を制御する。
【００１７】
【発明の第１の実施の形態】
図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置１は、再送制御部１００と送信部２００と受信部３００とを含んで構成され、上位ホスト２とネットワーク３との間に接続され、計算機間でデータ通信を行うインタフェースとして使用される。ネットワーク３は、例えば公衆パケット通信網などである。上位ホスト２は、計算機であり、計算機間の通信を必要としている計算機そのものである。
【００１８】
送信部２００は、通信インタフェース装置１が送信側として機能する場合、送信するデータを上位ホスト２から受け取り、それを相互通信可能な形式であるパケットに生成し、ネットワーク３を通じて受信側の図示しない通信インタフェース装置へ送信する。また、パケットの再送制御に必要な情報を再送制御部１００と適宜授受し、再送制御部１００からの指示に従ってパケットの再送を行う。他方、通信インタフェース装置１が受信側として機能する場合、受信部３００からの指示に従って確認応答パケットおよび再送要求パケットを送信する。
【００１９】
受信部３００は、通信インタフェース装置１が送信側として機能する場合、送信部２００が送信したパケットに対する確認応答パケットあるいは再送要求パケットを受信し、再送制御部１００に通知する。他方、通信インタフェース装置１が受信側として機能する場合、ネットワーク３を通じて受信したパケットを復号し、上位ホスト２へ受信データを受け渡す。受信したパケットに異常を検出することなく受領できた場合には、送信元に正しく受領したことを示す確認応答パケットを送信するよう、送信部２００に指示を行う。反対に、受信したパケットに毀損が生じている場合は、送信元に再送を要求する再送要求パケットを送信するよう、送信部２００に指示を行う。
【００２０】
再送制御部１００は、コネクション型の通信において避けることの出来ないパケット喪失の検出と再送の制御を行う機能を有する。この再送制御部１００は、送信部２００がパケットを送信した時点からそのパケットに対する確認応答パケットを受信部が受信するまでの経過時間を測定し、この測定した経過時間に基づいて、パケットが喪失したと判断する喪失予測時間を補正する機能を有する。
【００２１】
図２を参照すると、再送制御部１００は、パケット状態保持部１０１、喪失予測時間保持部１０２、パケット状態登録部１０３、経過時間監視部１０４、喪失予測時間補正部１０５、パケット状態消去部１０６、再送指示部１０７を含んで構成され、それらはバス１０８に接続されている。
【００２２】
パケット状態保持部１０１は、複数のエントリ１１１を有する記憶装置で構成される。各エントリ１１１は、送信部２００が送信したパケットの状態情報を記憶するために使用される。１つのエントリ１１１には、当該エントリが有効か無効かを示す情報（Ｖ）１１２と、当該エントリで管理される送信パケットを識別するためのパケット識別情報（Ｐ）１１３と、その送信パケットが伝送されたコネクションを識別するためのコネクション識別情報（Ｃ）１１４と、送信時点からの経過時間（Ｔ）１１５とから構成されるパケット状態情報が保持される。情報１１２が無効を示すエントリ１１１を無効エントリあるいは空きエントリと呼び、情報１１２が有効を示すエントリ１１１を有効エントリあるいは使用中エントリと呼ぶ。通信インタフェース装置１は同時に多数のパケットを送信することができるため、空きエントリ数が不足しないように、パケット状態保持部１０１のエントリ総数が事前に設定されている。
【００２３】
喪失予測時間保持部１０２は、通信インタフェース装置１が同時に処理することのできるコネクション数分のエントリ１２１を有する記憶装置で構成される。各エントリ１２１には、当該エントリが有効か無効かを示す情報（Ｖ）１２２と、送信部２００が確立したコネクションを識別するためのコネクション識別情報（Ｃ）１２３と、そのコネクションを通じて送信されたパケットが喪失したと判断する喪失予測時間（ＥＴ）１２４とを記憶するために使用される。情報１２２が無効を示すエントリ１２１を無効エントリあるいは空きエントリと呼び、情報１２２が有効を示すエントリ１２１を有効エントリあるいは使用中エントリと呼ぶ。
【００２４】
パケット状態登録部１０３は、送信部２００に接続されており、喪失予測時間保持部１０２へ喪失予測時間の初期値を設定する処理と、パケット状態保持部１０１へパケット状態情報を登録する処理とを行う。パケット状態登録部１０３の処理例を図３に示す。
【００２５】
送信部２００は、新たなコネクションによる最初のパケットを送信すると、パケット状態登録部１０３に対して、その旨とパケット識別情報とコネクション識別情報とを通知してくる。パケット状態登録部１０３は、この通知を受けると、新たなコネクションによるパケットの送信であるため（Ｓ１でＹＥＳ）、喪失予測時間保持部１０２から空きエントリ１２１を１つ確保し、そのエントリ１２１に、前記新たなコネクションのコネクション識別情報１２３と、通信プロトコルで規定される本来のタイムアウト時間に初期設定した喪失予測時間１２４とを登録し、情報１２２を有効にする（Ｓ２）。次に、パケット状態保持部１０１から空きエントリ１１１を１つ確保し、通知されたパケット識別情報１１３とコネクション識別情報１１４と値０の経過時間１１５とをそのエントリ１１１に登録し、情報１１２を有効にする（Ｓ３）。また、送信部２００は、コネクションに後続のパケットを送信する毎に、パケット状態登録部１０３に対して、パケット識別情報とコネクション識別情報とを通知してくる。パケット状態登録部１０３は、この通知を受けると、新たなコネクションによるパケットの送信ではないので（Ｓ１でＮＯ）、パケット状態情報の登録処理だけを行う（Ｓ３）。つまり、パケット状態保持部１０１の空きエントリ１１１に、通知されたパケット識別情報１１３とコネクション識別情報１１４と値０の経過時間１１５とを登録し、情報１１２を有効にする（Ｓ３）。
【００２６】
なお、パケット状態登録部１０３は、送信部２００からコネクション識別情報を指定してコネクションを解放した旨の通知を受けると、喪失予測時間保持部１０２における指定されたコネクション識別情報を持つエントリ１２１の情報１２２を無効状態に書き換える処理も行っている。
【００２７】
経過時間監視部１０４は、再送指示部１０７に接続されており、パケット状態保持部１０１に登録されているパケット状態情報の経過時間１１５を時間の経過に応じて更新する処理と、その更新後の経過時間１１５が喪失予測時間を超えたかどうかを判定する処理と、若し喪失予測時間を超えていた場合には再送指示部１０７に対して再送指示を出す処理とを行う。経過時間監視部１０４の処理例を図４に示す。
【００２８】
経過時間監視部１０４は、単位時間が経過する毎に図４に示す処理を実行する。まず、パケット状態保持部１０１の１つの有効エントリ１１１に注目する（Ｓ１１）。次に、注目中の有効エントリ１１１の経過時間１１５を単位時間だけ加算し（Ｓ１３）、注目中のエントリ１１１のコネクション識別情報１１４に基づいて喪失予測時間保持部１０２からそのコネクション用の喪失予測時間１２４を読み出し（Ｓ１４）、更新後の経過時間１１５と比較する（Ｓ１５）。更新後の経過時間１１５が喪失予測時間１２４を超えていなければ、パケット状態保持部１０１の次の１つの有効エントリ１１１に注目を移し（Ｓ１７）、前述と同様の処理を繰り返す。他方、更新後の経過時間１１５が喪失予測時間１２４を超えていれば（Ｓ１５でＹＥＳ）、再送指示部１０７に対して、注目中のエントリ１１１のエントリ番号を指定した再送要求を送出する（Ｓ１６）。そして、パケット状態保持部１０１の次の１つの有効エントリ１１１に注目を移す（Ｓ１７）。パケット状態保持部１０１に登録されている全ての有効エントリ１１１について上述した処理を繰り返すと（Ｓ１２でＹＥＳ）、今回の処理を終える。
【００２９】
再送指示部１０７は、送信部２００、受信部３００および経過時間監視部１０４に接続されており、経過時間監視部１０４および受信部３００からのパケット再送指示に従って、送信部２００にパケットの再送を要求すると共に、パケット状態情報の経過時間を初期化する処理を行う。再送指示部１０７の処理例を図５に示す。
【００３０】
再送指示部１０７は、経過時間監視部１０４からパケット状態保持部１０１のエントリ番号を指定したパケットの再送指示を受けると、指定された番号のエントリ１１１中のパケット識別情報１１３およびコネクション情報１１４を読み出し、これらを指定して送信部２００に対してパケットの再送を要求する（Ｓ２１）。そして、そのエントリ１１１中の経過時間１１５を０に初期化する（Ｓ２２）。送信部２００は、再送指示部１０７から指定されたコネクション情報１１４およびパケット識別情報１１３で特定されるパケットを内部のバッファから読み出して再送する。
【００３１】
また再送指示部１０７は、受信部３００が受信側より再送要求パケットを受信したためにそのパケットで指定されたコネクション識別情報およびパケット識別情報を指定したパケット再送指示を再送指示部１０７に出力した場合も、図５と同様の処理を行う。つまり、指定されたパケット識別情報およびコネクション情報を指定して送信部２００に対してパケットの再送を要求し（Ｓ２１）、パケット状態保持部１０１における指定されたパケット識別情報およびコネクション情報を持つエントリ１１１中の経過時間１１５を０に初期化する（Ｓ２２）。
【００３２】
喪失予測時間補正部１０５は、受信部３００に接続されており、送信部２００が送信したパケットに対して確認応答パケットを受信した際に喪失予測時間を補正する処理を行う。また、パケット状態消去部１０６は、喪失予測時間補正部１０５に接続され、確認応答パケットの受信により不要になったパケット状態情報をパケット状態保持部１０１から消去する処理を行う。喪失予測時間補正部１０５およびパケット状態消去部１０６の処理例を図６に示す。
【００３３】
喪失予測時間補正部１０５は、受信部３００から、確認応答パケットに含まれるパケット識別情報およびコネクション情報を指定して、確認応答があった旨の通知を受けると、パケット状態保持部１０１における指定されたパケット識別情報およびコネクション情報を持つエントリ１１１から経過時間１１５を読み出し（Ｓ３１）、喪失予測時間を再計算する（Ｓ３２）。喪失予測時間を再計算する式を以下に示す。
【００３４】
喪失予測時間＝ｍｉｎ｛経過時間＋余裕時間、タイムアウト時間｝ …（１）
ここで、ｍｉｎ｛Ａ、Ｂ｝は、ＡおよびＢのうちの小さい値を選択することを意味する。また、タイムアウト時間は、パケット喪失が発生したと判断する経過時間として通信プロトコルで本来規定されている時間を意味する。余裕時間は予め設定されている値を使用する。
【００３５】
上記の計算式によれば、パケット通信経路の負荷等が小さく通信状態が良好な場合、確認応答パケットが返されてくるまでに要した経過時間がタイムアウト時間よりも十分に短い時間となるので、喪失予測時間は本来のタイムアウト時間よりも短い時間に設定される。また、通信状態が悪化して確認応答パケットが返されてくるまでに要する経過時間が長くなれば、それに応じて喪失予測時間も延長される。但し、喪失予測時間は、タイムアウト時間を超えることはない。
【００３６】
喪失予測時間補正部１０５は、喪失予測時間を再計算すると、喪失予測時間保持部１０２における受信部３００から通知されたコネクション識別情報１２３を持つエントリ１２１中の喪失予測時間１２４を、ステップＳ３２で再計算した値に書き換える（Ｓ３３）。そして、ステップＳ３１で経過時間１１５を読み出したパケット状態保持部１０１のエントリ１１１の番号をパケット状態消去部１０６へ通知する。パケット状態消去部１０６は、通知されたエントリ番号のエントリ１１１の情報１１２を無効状態に書き換えることにより、そのエントリ１１１に格納されていたパケット状態情報を消去する（Ｓ３４）。
【００３７】
このように本実施の形態にかかる通信インタフェース装置１によれば、パケット喪失が発生したと判断するための喪失予測時間を確認応答パケットの受信毎に再計算するため、通信プロトコル本来のタイムアウトによりパケットの喪失を判定する場合に比べ、宛て先への再送パケットをより早く到達させることが可能となる。また、通信経路の状況により応答時間が変化した場合、特に応答時間が悪化した場合でも、応答時間に応じて喪失予測時間の補正を行って再送開始のタイミングを変化させるため、喪失予測による再送が頻発して帯域が圧迫されるような事態の発生を最小限に抑えることが可能である。また、この喪失予測時間の補正は、多段にわたる通信経路を介する通信でも、同様に機能する。そして、本実施の形態では、喪失予測時間をコネクション毎に設定し且つコネクション毎に補正することが可能である。
【００３８】
以上の説明では、パケット状態保持部１０１の有効エントリ１１１に保持されたパケット状態情報がどのコネクションによるパケットのものであるかを管理するために、コネクション識別情報１１４を持たせたが、コネクション識別情報１１４として、そのコネクション用の喪失予測時間が設定されている喪失予測時間保持部１０２のエントリ１２１のエントリ番号を使用しても良い。この場合、コネクション識別情報を知る必要があるときは、エントリ番号を基に喪失予測時間保持部１０２のエントリ１２１のコネクション識別情報１２３を参照すれば良い。また、パケットの再送に備えて送信部２００側でパケットをバッファするものとしたが、パケット状態保持部１０１のエントリ１１１にパケットデータを保持しておく構成にすることも可能である。
【００３９】
次に、本実施の形態の効果をより明確にするために、より具体的な実施例を挙げて説明する。
【００４０】
【第１の実施の形態の実施例】
今、通信インタフェース装置１が送信側となって、複数のコネクション接続先と図７に示すような順序でパケットの送受信が行われている状況を考える。この場合、再送制御部１００のパケット状態保持部１０１のエントリ１１１および喪失予測時間保持部１０２のエントリ１２１は、時間の経過に応じて図８に示すように遷移する。なお、本実施例の場合、前述した喪失予測時間の計算式における余裕時間を１０秒、通信プロトコルで規定されるタイムアウト時間を２分としている。また、パケット状態保持部１０１のエントリ１１１におけるコネクション識別情報１１４に、喪失予測時間保持部１０２のエントリ１２１を指し示すエントリ番号を保持するものとしている。以下、詳細に説明する。
【００４１】
時刻0:00:00において、パケット状態保持部１０１と喪失予測時間保持部１０２のいずれも情報を保持していない状態である。
【００４２】
時刻0:00:01において、新たにパケットの送信が行われるが、これは新たなコネクションによるものであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#0へ格納するだけでなく、コネクションの情報として喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0へも格納される。コネクション開設時であるため、喪失予測時間保持部１０２のエントリへ格納される値としては、通信プロトコルにおけるパケット喪失を判断する時間である2分、即ち0:02:00が使用される。
【００４３】
時刻0:00:15において、新たにパケットの送信が行われるが、これは既に登録済みのコネクションであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#1へ格納するだけよい。
【００４４】
時刻0:00:31において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#0に登録されていること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:30に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち、喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0は0:00:40と補正され、更新される。
【００４５】
時刻0:00:32において、新たにパケットの送信が行われるが、これは新たなコネクションによるものであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#2へ格納するだけでなく、コネクションの情報として喪失予測時間保持部１０２のエントリ#1へも格納される。コネクション開設時であるため、喪失予測時間保持部１０２のエントリへ格納される値としては、通信プロトコルにおけるパケット喪失を判断する時間である2分、即ち0:02:00が使用される。
【００４６】
時刻0:00:45において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#1に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:30に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0は0:00:40と補正され、更新される。また同時に、新たにパケットの送信が行われるが、これは新たなコネクションによるものであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#3へ格納するだけでなく、コネクションの情報として喪失予測時間保持部１０２のエントリ#2へも格納される。コネクション開設時であるため、喪失予測時間保持部１０２のエントリへ格納される値としては、通信プロトコルにおけるパケット喪失を判断する時間である2分、即ち0:02:00が使用される。
【００４７】
時刻0:01:00において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#2に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#1に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:28に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#1は0:00:38と補正され、更新される。
【００４８】
時刻0:01:01において、新たにパケットの送信が行われるが、これは既に登録済みのコネクションであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#0へ格納するだけよい。
【００４９】
時刻0:01:15において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#3に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#2に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:30に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#2は0:00:40と補正され、更新される。また同時に、新たにパケットの送信が行われるが、これは既に登録済みのコネクションであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#2に格納するだけでよい。
【００５０】
時刻0:01:16において、新たにパケットの送信が行われるが、これは既に登録済みのコネクションのパケットであるため、パケットの情報をパケット状態保持部１０１のエントリ#1へ格納するだけでよい。
【００５１】
時刻0:01:42において、パケット状態保持部１０１のエントリ#0において、経過時間が再送予測時間を超えることから、送信部２００に対して再送指示が発行される。また、再送指示を発行したことに伴い、パケット状態保持部１０１のエントリ#0の経過時間がクリアされ、0:00:00として更新される。再送指示の発行時には喪失予測時間の補正は行われないため、喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0の更新は行わない。
【００５２】
時刻0:01:50において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#1に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#2に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:34に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部のエントリ#2は0:00:44と補正され、更新される。
【００５３】
時刻0:01:51において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#2に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:36に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0は0:00:46と補正され、更新される。
【００５４】
時刻0:02:20において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０２のエントリ#3に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#1に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:38に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#1は0:00:48と補正され、更新される。
【００５５】
時刻0:02:21において、送信済みパケットの確認応答を受信する。受信パケットの情報から、この確認応答に対応するパケットがパケット状態保持部１０１のエントリ#0に対応すること、またそのコネクションの情報が喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0に登録されていることを判別し、保持されていた経過時間0:00:38に余裕時間10秒を加えた値で喪失予測時間の補正を行う。即ち喪失予測時間保持部１０２のエントリ#0は0:00:48と補正され、更新される。
【００５６】
このように本実施例では、パケットの喪失を予測して再送を開始するため、通信プロトコル本来のタイムアウトによりパケットの喪失を判定する場合に較べ、宛先への再送パケットをより早く到達させることが可能となる。すなわち、本実施例では時刻0:01:43でパケットの喪失を予測して、パケットの再送を行っている。しかしながら、通常であればパケットの喪失と判断する2分が経過しないと再送を行わない為、本来ならば時刻0:03:01を過ぎるまで再送を行うことが出来なかったのだが、喪失を予測して再送を行っているため、パケット喪失による転送遅延を大幅に短縮することが可能となる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コネクション型のパケット通信において低レイテンシと確実性を同時に満たすことが可能となる。その理由は、実際のパケット通信状況に応じてタイムアウト時間を適宜補正しながらパケットを再送することができるからである。また、送信先との間に確立されるコネクション毎に、実際のパケット通信状況に応じてタイムアウト時間を適宜補正しながらパケットを再送することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部のパケット状態登録部の処理例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部の経過時間監視部の処理例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部の再送指示部の処理例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部の喪失予測時間補正部およびパケット状態消去部の処理例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置の動作説明に用いるパケットの送受信状況を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態にかかる通信インタフェース装置における再送制御部におけるパケット状態保持部および喪失予測時間保持部の登録内容の時間的な遷移を示す図である。
【符号の説明】
１…通信インタフェース装置
２…上位ホスト
３…ネットワーク
１００…再送制御部
１０１…パケット状態保持部
１０２…喪失予測時間保持部
１０３…パケット状態登録部
１０４…経過時間監視部
１０５…喪失予測時間補正部
１０６…パケット状態消去部
１０７…再送指示部
１０８…バス
１１１…エントリ
１１２…有効か無効かを示す情報
１１３…パケット識別情報
１１４…コネクション識別情報
１１５…経過時間
１２１…エントリ
１２２…有効か無効かを示す情報
１２３…コネクション識別情報
１２４…喪失予測時間
２００…送信部
３００…受信部
Claims (6)
- パケットを送信する送信部と、前記送信部が送信したパケットに対する確認応答パケットを受信する受信部と、前記送信部が送信したパケットに対して前記受信部で確認応答パケットが受信されるまでの経過時間を監視することによってパケットの喪失を判断しパケットの再送を制御する再送制御部とを備えたコネクション型の通信を行う通信インタフェース装置において、前記再送制御部は、パケットが喪失したと判断する喪失予測時間をコネクション毎に保持する喪失予測時間保持部と、前記送信部が送信したパケットおよび使用したコネクションを特定する情報および送信時からの経過時間情報を含むパケット状態情報を記憶するパケット状態保持部と、前記送信部によるパケットの送信毎に経過時間情報を初期値に設定したパケット状態情報を前記パケット状態保持部に登録するパケット状態登録手段と、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報の経過時間情報を時間の経過に応じて更新し、前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を超えたパケットを検出する経過時間監視手段と、前記経過時間監視手段で検出されたパケットの再送を前記送信部に要求する再送指示手段と、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報のうち前記受信部で確認応答パケットが受信された時点の経過時間情報およびコネクションを特定する情報に基づいて前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を補正する喪失予測時間補正手段とを備えることを特徴とする通信インタフェース装置。
- 前記パケット状態保持部が記憶する前記使用したコネクションを特定する情報は、当該コネクション用の喪失予測時間が設定されている前記喪失予測時間保持部のエントリの番号であることを特徴とする請求項１記載の通信インタフェース装置。
- 前記再送指示手段は、前記パケット状態保持部に記憶されているパケット状態情報のうち前記再送を指示したパケットのパケット状態情報中の経過時間情報を初期化することを特徴とする請求項１記載の通信インタフェース装置。
- パケットを送信する送信部と、前記送信部が送信したパケットに対する確認応答パケットを受信する受信部と、パケットが喪失したと判断する喪失予測時間をコネクション毎に保持する喪失予測時間保持部および前記送信部が送信したパケットおよび使用したコネクションを特定する情報および送信時からの経過時間情報を含むパケット状態情報を記憶するパケット状態保持部を備え、前記送信部が送信したパケットに対して前記受信部で確認応答パケットが受信されるまでの経過時間を監視することによってパケットの喪失を判断しパケットの再送を制御する再送制御部とを備えたコネクション型の通信を行う通信インタフェース装置の前記再送制御部を構成するコンピュータを、前記送信部によるパケットの送信毎に経過時間情報を初期値に設定したパケット状態情報を前記パケット状態保持部に登録するパケット状態登録手段、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報の経過時間情報を時間の経過に応じて更新し、前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を超えたパケットを検出する経過時間監視手段、前記経過時間監視手段で検出されたパケットの再送を前記送信部に要求する再送指示手段、前記パケット状態保持部に保持されたパケット状態情報のうち前記受信部で確認応答パケットが受信された時点の経過時間情報およびコネクションを特定する情報に基づいて前記喪失予測時間保持部に保持されている該当コネクション用の喪失予測時間を補正する喪失予測時間補正手段、として機能させるプログラム。
- 前記パケット状態保持部が記憶する前記使用したコネクションを特定する情報は、当該コネクション用の喪失予測時間が設定されている前記喪失予測時間保持部のエントリの番号であることを特徴とする請求項４記載のプログラム。
- 前記再送指示手段は、前記パケット状態保持部に記憶されているパケット状態情報のうち前記再送を指示したパケットのパケット状態情報中の経過時間情報を初期化することを特徴とする請求項４記載のプログラム。
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