JP5899328B2 - Tcpトラフィックをハンドリングするための方法及びネットワークノード - Google Patents
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Description
モバイルノード101は、初めてアップリンクTCPトラフィックをネットワークノード110に送信する。アップリンクTCPトラフィックは、TCPヘッダ内にTCP ACKを含む。TCP ACKメッセージは、モバイルノード101が対応ノード105から受け取る用意がある未処理データの量を示すウィンドウサイズを含む、ウィンドウ告知メッセージ(window advertisement message)である。未処理データの量は、オリジナルウィンドウサイズとも呼ばれることができ、TCP ACKメッセージ内のフィールドである。
ネットワークノード110は、アップリンクTCPトラフィックを検査し、それがTCP ACKメッセージを含むかを判定する。TCP ACKメッセージに含まれるオリジナルウィンドウサイズを検査するとき、ネットワークノード110は、オリジナルウィンドウサイズを最適ウィンドウサイズと比較し、オリジナルウィンドウサイズが最適ウィンドウサイズよりも大きいかを判定する。
この例では、ネットワークノード110は、以前に破棄されたトラフィックを全く検知しなかったため、変更されていないオリジナルウィンドウサイズを含むアップリンクTCPトラフィックを対応ノード105に転送する。それが最適ウィンドウサイズ、即ちMBRよりも大きいとしても、それは、TCP ACK内のオリジナルウィンドウサイズを変更しないまま維持する。これは、性能を可能な限り同一のレベルに保つためである。
対応ノード105は、ネットワークノード110からオリジナルウィンドウサイズを含むアップリンクTCPトラフィックを受信し、ネットワークノード110にダウンリンクTCPトラフィックを送信することにより、ネットワークノード110に応答を返す。
ネットワークノード110は、そのポリシング機能を実行する。ポリシング機能の結果は、ダウンリンクTCPトラフィックは、ネットワークノード110のMBRを超過しているということであり、したがって、ネットワークノード110は、TCPトラフィックを破棄する。
ネットワークノード110は、その状態(state)を、TCPトラフィックを全く破棄していない状態からTCPトラフィックを破棄したことを示す状態に変更する。状態は、例えばフラグによって表されることができ、“0”は、ネットワークノード110がTCPトラフィックを全く破棄していないことを示し、“1”は、ネットワークノード110がTCPトラフィックを破棄したことを示す。
モバイルノード101は、2回目のアップリンクTCPトラフィックをネットワークノード110に送信する。アップリンクTCPトラフィックは、TCP ACKメッセージを含む。オリジナルウィンドウサイズは、TCP ACKメッセージ内のフィールドである。
ネットワークノード110は、第2のアップリンクTCPトラフィックを検査し、それがTCP ACKメッセージを含むかを判定する。TCP ACKメッセージに含まれるオリジナルウィンドウサイズを検査するとき、ネットワークノード110は、オリジナルウィンドウサイズを最適ウィンドウサイズと比較し、オリジナルウィンドウサイズが最適ウィンドウサイズよりも大きいと判定する。言い換えると、モバイルノード101は、通信ネットワーク100における性能に最適ではない量のTCPトラフィックを送信することを望んでおり、したがって、ネットワーク性能により適したそのTCPトラフィックの量を減らす必要がある。ステップ206で、ネットワークノードは、その状態を変更したので、ネットワークノード110は、TCPトラフィック内のTCP ACKメッセージにおいて、オリジナルウィンドウサイズを最適ウィンドウサイズと置換する。
ネットワークノード110は、最適ウィンドウサイズを含むアップリンクTCPトラフィックを対応ノード105に転送する。
対応ノード105は、最適ウィンドウサイズを含むアップリンクTCPトラフィックを受信する。対応ノード105は、ここで、オリジナルウィンドウサイズよりも小さい最適ウィンドウサイズについての情報を有するため、それは、TCPトラフィックを送信するその速度を落とす。
このステップは、図2のステップ201に対応する。モバイルノード101は、初めてeノードB301にアップリンクTCPトラフィックを送信する。アップリンクTCPトラフィックは、TCP ACKメッセージを含む。TCP ACKメッセージは、TCP ACKメッセージ内のフィールドとしてオリジナルウィンドウサイズを含む。アップリンクTCPトラフィックは、また、ウィンドウ告知メッセージとも呼ばれ得る。
このステップは、図2のステップ201に対応している。eノードB301は、GTPプロトコルを用いて、即ちGTPペイロード内で、SGW305にアップリンクTCPトラフィックを転送する。
このステップは、図2のステップ202に対応している。SGW305は、アップリンクTCPトラフィックを検査し、アップリンクTCPトラフィックがTCP ACKメッセージを含むかを判定する。アップリンクTCPトラフィックがTCP ACKメッセージを含む場合、SGW305は、TCK ACKメッセージ内のオリジナルウィンドウサイズがPDPコンテキスト内の最適ウィンドウサイズよりも大きいかをチェックする。
このステップは、図2のステップ203に対応する。SGW305は、以前に破棄されたトラフィックを検出することができなかったため、GTPペイロード内の変更されていないオリジナルウィンドウサイズを含むアップリンクTCPトラフィックをPGW310に転送する。それが最適ウィンドウサイズ、即ちMBRよりも大きいとしても、それは、TCP ACK内のオリジナルウィンドウサイズを変更しないまま維持する。これは、可能な限り性能を同一レベルに維持するためである。
このステップは、図2のステップ203に対応する。PGW310は、SGW305からオリジナルウィンドウサイズを含むアップリンクTCPトラフィックを受信し、対応ノード105にダウンリンクTCPトラフィックを転送する。
このステップは、図2のステップ204に対応する。対応ノード105は、PGW310からオリジナルウィンドウサイズを含むアップリンクTCPトラフィックを受信し、PGW310にダウンリンクTCPトラフィックを送信することによって、PGW310に応答を返す。
このステップは、図2のステップ204に対応する。PGW310は、SGW305にGTPペイロード内に含まれるダウンリンクTCPトラフィックを転送する。
このステップは、図2のステップ205に対応する。しばらくしてから、モバイルノード101から対応ノード106に送信された大きなオリジナルウィンドウサイズに起因して、少しの間、ダウンリンクの速度がMBRを超過する。SGW305は、MBRなどのQoSパラメータに基づいて、そのポリシング機能を実行する。ポリシング機能の結果は、ダウンリンクTCPトラフィックが、SGW305のMBRを超過し、したがってSGW305がTCPトラフィックを破棄することである。
このステップは、図2のステップ206に対応する。SGW305は、その状態(state)を、TCPトラフィックを全く破棄したことがない状態から、TCPトラフィックを破棄したことがあることを示す状態に変更する。
このステップは、図2のステップ207に対応する。モバイルノード101は、2回目のアップリンクTCPトラフィックをeノードB301に送信する。アップリンクTCPトラフィックは、TCP ACKメッセージを含む。オリジナルウィンドウサイズは、TCP ACKメッセージ内のフィールドである。
このステップは、図2のステップ207に対応する。eノードB301は、SGW305にGTPプロトコルを用いて、即ちGTPペイロード内でアップリンクTCPトラフィックを転送する。
このステップは、図2のステップ208に対応する。SGW305は、新たなアップリンクTCPトラフィックを検査し、それがPDPレベル毎にTCP ACKメッセージを含むかを判定する。上述したように、TCP ACKメッセージは、パケット交換ネットワーク100内のGTP−Uトンネル上で送信される。TCP ACKメッセージに含まれるオリジナルウィンドウサイズを検査するとき、SGW305は、オリジナルウィンドウサイズを最適ウィンドウサイズと比較し、オリジナルウィンドウサイズが最適ウィンドウサイズよりも大きいかを判定する。言い換えると、モバイルノード101は、通信ネットワーク100における性能に対し最適でない量のTCPトラフィックを送信することを望んでおり、したがって、ネットワーク性能に対しより適切な、最適化された量のTCPトラフィックを送信するように指示される必要がある。SGW305は、ステップ409でその状態を変更し、従って、モバイルノード101から対応ノード105に送信された大きすぎるオリジナルウィンドウサイズに起因してトラフィックが破棄されたことがあることを知っているため、SGW305は、TCPトラフィック内のTCP ACKメッセージにおいて、オリジナルウィンドウサイズを最適ウィンドウサイズと置換する。言い換えると、TCP ACKメッセージ内のオリジナルウィンドウサイズは、最適ウィンドウサイズに更新される。最適ウィンドウサイズは、SGW305において予め定められることができ、PDP QoSコンテキストに関連付けられる。
このステップは、図2のステップ209に対応する。SGW305は、最適ウィンドウサイズを含み、GTPペイロードに含まれるアップリンクTCPトラフィックをPGW310に転送する。
このステップは、図2のステップ209に対応する。PGW310は、最適ウィンドウサイズを含むアップリンクTCPトラフィックを対応ノード105に送信する。
このステップは、図2のステップ210に対応する。対応ノード105は、最適ウィンドウサイズを含むアップリンクTCPトラフィックを受信する。対応ノード105は現在、オリジナルウィンドウサイズよりも小さい最適ウィンドウサイズについての情報を有するため、TCPトラフィックを送信するその速度を落とす。
このステップは、図2のステップ201並びに図4のステップ401及び402に対応する。ネットワークノード110は、モバイルノード101からアップリンクTCPトラフィックを受信する。いくつかの実施形態においては、TCPトラフィックは、GTPペイロード内に含まれる。
このステップは、図2のステップ202及び208並びに図4のステップ403及び412に対応する。ネットワークノード110は、TCPトラフィックがT−PDUタイプかどうかチェックする。TCPトラフィックがT−PDUタイプではない場合、図6で“No”で示され、方法は終了するか又はステップ601に戻る。TCPトラフィックがT−PDUタイプである場合、図6で“Yes”で示され、方法はステップ603に進む。
このステップは、図2のステップ202及び208並びに図4のステップ403及び412に対応する。TCPトラフィックがT−PDUタイプであるとネットワークノード110が判定したとき、それは、TCPトラフィックがTCP ACKを含むかどうかをチェックする。TCPトラフィックがTCP ACKを含まない場合、図6で“No”で示され、方法は終了するか又はステップ601に戻る。TCPトラフィックがTCP ACKを含む場合、図6で“Yes”で示され、方法はステップ604に進む。
このステップは、図2のステップ202及び208並びに図4のステップ403及び412に対応する。このステップは、ステップ605の前又は後に実行されてもよい。TCPトラフィックがTCP ACKを含むことをネットワークノード110が判定したとき、それは、オリジナルウィンドウサイズを最適ウィンドウサイズと比較する。比較の結果、オリジナルウィンドウサイズが最適ウィンドウサイズよりも小さい場合、図6で“No”で示され、方法は終了するか又はステップ601に戻る。比較の結果、オリジナルウィンドウサイズが最適ウィンドウサイズよりも大きい場合、図6で“Yes”で示され、方法はステップ605に進む。
このステップは、図2のステップ202及び208並びに図4のステップ403及び412に対応する。オリジナルウィンドウサイズが最適ウィンドウサイズよりも大きいとネットワークノード110が判定したとき、ネットワークノード110は、ネットワークノード110がポリシングに起因してTCPトラフィックを破棄したことがあるかどうかを判定することに進む。ネットワークノード101が、ポリシングに起因してTCPトラフィックを破棄したことがない場合、図6で“No”で示され、方法は終了するか又はステップ601に戻る。ネットワークノード110が、ポリシングに起因してTCPトラフィックを破棄したことがある場合、図6で“Yes”で示され、方法はステップ606に進む。
このステップは、図2のステップ208及び図4のステップ412に対応する。ネットワークノード110が、以前にポリシングに起因してTCPトラフィックを破棄したことがあると判定したとき、それは、オリジナルウィンドウサイズを最適ウィンドウサイズと置換し、最適ウィンドウサイズを含むアップリンクTCPトラフィックを対応ノード105に転送する。
このステップは、図2のステップ201及び207、図4のステップ401、402、410及び411、並びに図6のステップ601に対応する。ネットワークノード110は、モバイルノード101からTCPトラフィックを受信する。TCPトラフィックは、オリジナルウィンドウサイズを含む。ネットワークノード110は、ここで、TCPトラフィックを検査するための準備ができる。いくつかの実施形態では、TCPトラフィックはTCP ACKメッセージを含み、TCP ACKメッセージはオリジナルウィンドウサイズを含む。
このステップは、図2のステップ202及び208、図4のステップ403及び412、並びに図6のステップ602に対応する。いくつかの実施形態では、ネットワークノード110は、受信されたTCPトラフィックを検査し、TCPトラフィックがGTP−UペイロードのT−PDUに含まれるかを判定する。
このステップは、図2のステップ202及び208、図4のステップ403及び412、並びに図6のステップ603に対応する。いくつかの実施形態では、ネットワークノード110は、受信されたTCPトラフィックを検査し、TCPトラフィックがTCP ACKメッセージを含むかを判定する。
このステップは、図2のステップ202及び208、図4のステップ403及び412、並びに図6のステップ605に対応する。いくつかの実施形態では、ネットワークノード110は、受信されたTCPトラフィックを検査し、ネットワークノード110が破棄されたTCPトラフィックについての情報を有するかどうかを判定する。いくつかの実施形態では、ネットワークノード110は、ポリシング機能を含み、破棄されたTCPトラフィックは、ポリシング機能に関連付けられる。
このステップは、図2のステップ202及び208、図4のステップ403及び412並びに図6のステップ604に対応する。このステップは、ステップ704の前又は後に実行されてもよい。いくつかの実施形態では、ネットワークノード110は、受信されたTCPトラフィックを検査し、オリジナルウィンドウサイズが最適ウィンドウサイズよりも大きいかどうかを判定する。いくつかの実施形態では、最適ウィンドウサイズは、ネットワークノード110において予め定義されている。いくつかの実施形態では、最適ウィンドウサイズは、MBRに関連付けられている。MBRは、PDP又はベアラのものである。最適ウィンドウサイズは、固定の最適ウィンドウサイズ又は動的な最適ウィンドウサイズであってもよい。
いくつかの実施形態では、ネットワークノード110は、オリジナルウィンドウサイズの置換をアクティブ化する。ネットワークノード110は、例えば、モバイルノード101又は対応ノード105から指示を受信した時点でオリジナルウィンドウサイズの置換をアクティブ化してもよく、又は、予め定められた時間後若しくは一定間隔で置換をアクティブ化してもよい。
このステップは、図2のステップ208、図4のステップ412及び図6のステップ606に対応する。ネットワークノード110が破棄されたTCPトラフィックについての情報を有するとき、且つオリジナルウィンドウサイズが最適ウィンドウサイズよりも大きいときに、ネットワークノード110は、オリジナルウィンドウサイズを最適ウィンドウサイズと置換する。
このステップは、図2のステップ209、並びに図4のステップ413及び414に対応する。ネットワークノード110は、モバイルノード101により受信可能なTCPトラフィックの量を示す、最適ウィンドウサイズを含むTCPトラフィックを、パケット交換ネットワーク100内の対応ノードに送信する。
このステップは、図2のステップ203、並びに図4のステップ404及び405に対応する。いくつかの実施形態では、ネットワークノード110が、破棄されたTCPトラフィックについての情報を全く有しない場合、ネットワークノード110は、オリジナルウィンドウサイズを含むTCPトラフィックを対応ノード105に転送する。
いくつかの実施形態では、ネットワークノード110は、オリジナルウィンドウサイズの置換を非アクティブ化する。長い間全くトラフィック破棄がなかった場合、ネットワークノード110は、オリジナルウィンドウサイズの置換を非アクティブ化する。長い間全くトラフィック破棄がなかったことを検出できるようにするために、ネットワークノード110は、トラフィック破棄の間の時間を監視し、当該時間が予め定められた閾値を超過したときに、置換を非アクティブ化する。
Claims (18)
- パケット交換ネットワーク(100)内でTCP(transmission control protocol)トラフィックをハンドリングするためのネットワークノード(110)における方法であって、前記ネットワークノード(110)は、Giインタフェース上でダウンリンクのユーザプレーントラフィックの送信レートを監視するポリシング機能を有するDPI(Deep Packet Inspection)ノードであり、前記方法は、
オリジナルウィンドウサイズの情報を有するアップリンクTCPトラフィックを、モバイルノード(101)から受信すること(201,401,402,410,411,601,701)と、
前記ネットワークノード(110)の前記ポリシング機能により破棄される破棄ダウンリンクTCPトラフィックに関する情報を前記ネットワークノード(110)が有しない場合に、対応ノードへ、前記オリジナルウィンドウサイズを有する前記アップリンクTCPトラフィックを転送すること(203,404,405,710)と、
前記ネットワークノード(110)が前記ポリシング機能に関連付けられる破棄ダウンリンクTCPトラフィックに関する情報を有すると共に、前記オリジナルウィンドウサイズが最適ウィンドウサイズよりも大きい場合に、前記オリジナルウィンドウサイズを前記最適ウィンドウサイズに置換すること(208,412,606,708)と、
前記パケット交換ネットワーク(100)内の前記対応ノード(105)へ、前記モバイルノード(101)により受信可能なダウンリンクTCPトラフィックの量を示す、前記最適ウィンドウサイズを有する前記アップリンクTCPトラフィックを送信すること(209,413,414,709)と、
を含む方法。 - 前記ネットワークノード(110)が前記破棄ダウンリンクTCPトラフィックに関する情報を有するかを判定すること(202,208,403,412,605,704)と、
前記オリジナルウィンドウサイズが前記最適ウィンドウサイズよりも大きいかを判定すること(202,208,403,412,604,705)と、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記オリジナルウィンドウサイズの前記置換をアクティブ化すること(707)と、
前記オリジナルウィンドウサイズの前記置換を非アクティブ化すること(711)と、
をさらに含む、請求項1〜2のいずれかに記載の方法。 - 前記TCPトラフィックがGTP−U(general packet radio service tunnelling protocol user data tunneling)ペイロードのT−PDU(transport protocol data unit)に含まれることを判定すること(202,208,403,412,602,702)、
をさらに含む、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 - 前記最適ウィンドウサイズは、前記ネットワークノード(110)において予め定義される、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記最適ウィンドウサイズは、MBR(maximum bit rate)に関連付けられる、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 前記最適ウィンドウサイズは、固定された最適ウィンドウサイズ又は動的な最適ウィンドウサイズである、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 前記アップリンクTCPトラフィックは、TCPのACK(acknowledgement)メッセージを含み、
TCP ACKメッセージは、前記オリジナルウィンドウサイズを含み、
前記方法は、前記アップリンクTCPトラフィックが前記TCP ACKメッセージを含むことを判定すること(202、208、403、412、603、703)をさらに含む、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。 - 前記パケット交換ネットワーク(100)は、GSM(global system for mobile communication)、UMTS(universal mobile telecommunications system)又はLTE(long term evolution)に基づく、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- パケット交換ネットワーク(100)内でTCP(transmission control protocol)トラフィックをハンドリングするためのネットワークノード(110)であって、前記ネットワークノード(110)は、Giインタフェース上でダウンリンクのユーザプレーントラフィックの送信レートを監視するように構成されるポリシング機能を有するDPI(Deep Packet Inspection)ノードであり、前記ネットワークノード(110)は、
オリジナルウィンドウサイズの情報を有するアップリンクTCPトラフィックを、モバイルノード(101)から受信するように構成される受信機(801)と、
前記ネットワークノード(110)の前記ポリシング機能により破棄される破棄ダウンリンクTCPトラフィックに関する情報を前記ネットワークノード(110)が有しない場合に、対応ノードへ、前記オリジナルウィンドウサイズを有する前記アップリンクTCPトラフィックを転送するように構成される送信機(810)と、
前記ネットワークノード(110)が前記ポリシング機能に関連付けられる破棄ダウンリンクTCPトラフィックに関する情報を有すると共に、前記オリジナルウィンドウサイズが最適ウィンドウサイズよりも大きい場合に、前記オリジナルウィンドウサイズを前記最適ウィンドウサイズに置換するように構成される置換ユニット(807)と、
を含み、
前記送信機(810)は、前記パケット交換ネットワーク(100)内の前記対応ノード(105)へ、前記モバイルノード(101)により受信可能なダウンリンクTCPトラフィックの量を示す、前記最適ウィンドウサイズを有する前記アップリンクTCPトラフィックを送信するようにさらに構成される、
ネットワークノード(110)。 - 前記ネットワークノード(110)が前記破棄ダウンリンクTCPトラフィックに関する情報を有するかを判定し、
前記オリジナルウィンドウサイズが前記最適ウィンドウサイズよりも大きいかを判定するように構成される、判定ユニット(805)をさらに含む、
請求項10に記載のネットワークノード(110)。 - 前記オリジナルウィンドウサイズの前記置換をアクティブ化するように構成されるアクティブ化ユニット(803)と、
前記オリジナルウィンドウサイズの前記置換を非アクティブ化するように構成される非アクティブ化ユニット(813)と、
をさらに含む、請求項10〜11のいずれかに記載のネットワークノード(110)。 - 前記TCPトラフィックがGTP−U(general packet radio service tunnelling protocol user data tunneling)ペイロードのT−PDU(transport protocol data unit)に含まれることを判定するように構成される判定ユニット(805)をさらに含む、請求項10〜12のいずれかに記載のネットワークノード(110)。
- 前記最適ウィンドウサイズは、前記ネットワークノード(110)において予め定義される、請求項10〜13のいずれかに記載のネットワークノード(110)。
- 前記最適ウィンドウサイズは、MBR(maximum bit rate)に関連付けられる、請求項10〜14のいずれかに記載のネットワークノード(110)。
- 前記最適ウィンドウサイズは、固定された最適ウィンドウサイズ又は動的な最適ウィンドウサイズである、請求項10〜15のいずれかに記載のネットワークノード(110)。
- 前記アップリンクTCPトラフィックは、TCPのACK(acknowledgement)メッセージを含み、
TCP ACKメッセージは、前記オリジナルウィンドウサイズを含み、
前記ネットワークノード(110)は、前記アップリンクTCPトラフィックが前記TCP ACKメッセージを含むことを判定するように構成される判定ユニット(805)をさらに含む、請求項10〜16のいずれかに記載のネットワークノード(110)。 - 前記パケット交換ネットワーク(100)は、GSM(global system for mobile communication)、UMTS(universal mobile telecommunications system)又はLTE(long term evolution)に基づく、請求項10〜17のいずれかに記載のネットワークノード(110)。
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