JP7137208B2 - 通信方法、プログラム、通信端末、および、mecサーバ - Google Patents
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Description
第1実施形態について、図面を参照しながら、以下、説明する。
図1は、第1実施形態に係る通信システム1000の概略構成図である。
以上のように構成された通信システム1000の動作について、以下、説明する。
ステップS1において、端末UE1は、FQDNが「aaa.com」であるサーバにアクセスするための準備処理を行う。
ステップS2において、端末UE1は、ネットワークに接続されているIFを調べる。調査の結果、ネットワークに接続されているネットワークインターフェースが1つのみであると判定した場合、処理をステップS3に進め、一方、ネットワークに接続されているネットワークインターフェースが1つのみではないと判定した場合、処理をステップS6に進める。
ステップS3において、端末UE1は、ネットワークに接続されているネットワークインターフェース(例えば、第1インターフェースIF1)により、FQDN「aaa.com」の名前解決処理を要求するDNSクエリを含む通信データを生成し、生成した通信データを、ネットワークに接続されているネットワークインターフェース(例えば、第1インターフェースIF1)を用いて送信する。
ステップS6において、端末UE1は、各ネットワークインターフェース(第1インターフェースIF1および第2インターフェースIF2)での受信電波の電波強度を取得し、所定の閾値と比較する。その比較の結果、(1)受信電波の電波強度が閾値を超えるネットワークインターフェースがない場合(ステップS6において「0 IF」)、処理をステップS7Aに進め、(2)受信電波の電波強度が閾値を超えるネットワークインターフェースが1つある場合(ステップS6において「1 IF」)、処理をステップS7Bに進め、(3)受信電波の電波強度が閾値を超えるネットワークインターフェースが複数ある場合(本実施形態では2つ)(ステップS6において「2 IFs」)、処理をステップS9A、S9Bに進める。
ステップS6で「0 IF」である場合、端末UE1は、プライマリインターフェース、すなわち、第1インターフェースIF1を使用して、FQDN「aaa.com」の名前解決処理を要求するDNSクエリを含む通信データを生成し、生成した通信データを、ネットワークに接続されているネットワークインターフェース(例えば、第1インターフェースIF1)を用いて送信する(ステップS7A)。
ステップS6で「2 IFs」である場合、ステップS9Aにおいて、端末UE1は、第1インターフェースIF1を使用して、FQDN「aaa.com」の名前解決処理を要求するDNSクエリを生成し、生成した通信データを、第1インターフェースIF1を用いて送信する。
ステップS6で「2 IFs」である場合、ステップS9Bにおいて、端末UE1は、第2インターフェースIF2を使用して、FQDN「aaa.com」の名前解決処理を要求するDNSクエリを含む通信データを生成し、生成した通信データを、第2インターフェースIF2を用いて送信する。
ステップS11において、端末UE1は、第1インターフェースIF1により取得したFQDN「aaa.com」に対応するIPアドレスと、第2インターフェースIF1により取得したFQDN「aaa.com」に対応するIPアドレスとが同一であるか否かの判定処理を行う。判定の結果、同一である場合、処理をステップS12に進め、一方、同一ではない場合、処理をステップS13に進める。
第1インターフェースIF1により取得したFQDN「aaa.com」に対応するIPアドレスと、第2インターフェースIF1により取得したFQDN「aaa.com」に対応するIPアドレスとが同一である場合、両インターフェースを用いてMPTCP(Multipath Transmission Control Protocol)により当該IPアドレスを有するサーバと通信を行う。この場合、取得されたIPアドレスが、MECサーバのものではないIPアドレスであると考えられるので、当該サーバに対して、MPTCPによる通信経路を確立させ、当該通信経路により、データ通信を行うことで、高速通信を実現できる。
第1インターフェースIF1により取得したFQDN「aaa.com」に対応するIPアドレスと、第2インターフェースIF1により取得したFQDN「aaa.com」に対応するIPアドレスとが同一ではない場合、IF決定処理が実行される。
ステップA11にて、端末UE1は、第1インターフェースIF1の計測処理を開始させる。なお、計測回数をn(n:1以上の自然数)として、ステップA11~A15の処理を繰り返し実行する。
(1)MECフラグ(図8では、「MEC flag」と表記):
0x0:非MECサーバ(MECサーバではない)
0x1:MECサーバ(MECサーバである)
(2)輻輳状態フラグ(図8では、「Cong. flag」と表記):
0x0:輻輳状態ではない
0x1:輻輳状態である
当該codeはIANA (Internet Assigned Numbers Authority) により割り当て済みのcodeとは重複しない.
本発明の通信システム1000では、MECサーバがICMPメッセージ(ICMPパケット)を含む通信データを受信した場合、上記の規定に従い、MECフラグおよび輻輳状態フラグの値をセットし、返信用のICMPメッセージ(例えば、「echo reply」(type=0)のICMPメッセージ)の「code」にその値を反映させる。そして、MECサーバは、上記のように「code」の値をセットした返信用のICMPメッセージ(例えば、「echo reply」(type=0)のICMPメッセージ)を、ICMPメッセージ(ICMPパケット)を送信した通信装置に返信する。例えば、MECサーバMec1では、MECサーバ用通信インターフェース21により、ICMPメッセージ(ICMPパケット)を含む通信データを受信した場合、自装置がMECサーバであるので、MECフラグを「1」(0x1)にセットし、輻輳検出部24により、自装置が輻輳状態であると判定されている場合、輻輳状態フラグを「1」(0x1)にセットし、輻輳検出部24により、自装置が輻輳状態ではないと判定されている場合、輻輳状態フラグを「0」(0x0)にセットする。そして、MECサーバ用通信インターフェース21は、上記のフラグの値に基づいて設定された「code」を含む返信用のICMPメッセージ(例えば、「echo reply」(type=0)のICMPメッセージ)を生成し、生成した返信用のICMPメッセージを、ICMPメッセージを送信してきた通信相手に送信する。
ステップA21にて、端末UE1は、第2インターフェースIF2の計測処理を開始させる。なお、計測回数をn(n:1以上の自然数)として、ステップA21~A25の処理を繰り返し実行する。
ステップS3では、ステップA11~A15、ステップA21~A25にて取得した計測結果から、取得したIPアドレスのサーバの輻輳状態を調べる。その結果、輻輳状態ではないサーバ(通信相手)が1つのネットワークについてのみ存在する場合(ステップA3で「1 IF」の場合)、当該輻輳状態ではないサーバのIPアドレスを取得したネットワークインターフェースを用いてデータ通信することを決定し(ステップA4)、IF決定処理を終了させ、処理をステップS14に進める。
ステップA5では、ステップA11~A15、ステップA21~A25にて取得した計測結果から、タイムアウトの有無を調べる。その結果、タイムアウトがなかったネットワークインターフェースが1つのみ存在する場合(ステップA5で「1 IF」の場合)、当該ネットワークインターフェースを用いてデータ通信することを決定し(ステップA6)、IF決定処理を終了させ、処理をステップS14に進める。
ステップA7では、ステップA11~A15、ステップA21~A25にて取得した計測結果から、タイムアウト数を調べる。その結果、第1インターフェースIF1でのタイムアウト数と第2インターフェースIF2でのタイムアウト数とが同じである場合、処理をステップA9に進め、一方、第1インターフェースIF1でのタイムアウト数と第2インターフェースIF2でのタイムアウト数とが同じではない場合、タイムアウト数が少なかったネットワークインターフェースを用いてデータ通信することを決定し(ステップA8)、IF決定処理を終了させ、処理をステップS14に進める。
ステップS9では、ステップA11~A15、ステップA21~A25にて取得した計測結果から、端末とサーバ間の往復遅延時間RTTを調べる。その結果、第1インターフェースIF1のRTTと第2インターフェースIF2のRTTが同じではない場合、RTTの小さい方のネットワークインターフェースを用いてデータ通信することを決定し(ステップA8)、IF決定処理を終了させ、処理をステップS14に進める。
次に、第1実施形態の第1変形例について、説明する。
ステップB1a、B1b、B1c、B1dは、それぞれ、第1実施形態のステップA11、A12、A13、A14と同様である。
ステップB2a、B2b、B2c、B2dは、それぞれ、第1実施形態のステップA21、A22、A23、A24と同様である。
ステップB3において、第1インターフェースIF1により取得された計測結果(ICMPメッセージを用いて実行した計測結果(ステップB1bで記録した計測結果であり、例えば、輻輳状態検出の有無、計測回数、タイムアウト回数、RTT等))と、第2インターフェースIF2により取得された計測結果(ICMPメッセージを用いて実行した計測結果(ステップB2bで記録した計測結果であり、例えば、輻輳状態検出の有無、計測回数、タイムアウト回数、RTT等))との比較結果の有無を判定する。比較結果がない場合、処理をステップB11a、ステップB11bに進め、それぞれ、計測処理を続行する。一方、比較結果がある場合、処理をステップB4に進める。
ステップB4では、ステップB1a~B1d、ステップB2a~B2dにて取得した計測結果から、取得したIPアドレスのサーバの輻輳状態を調べる。その結果、輻輳状態ではないサーバ(通信相手)が存在する場合、当該輻輳状態ではないサーバのIPアドレスを取得したネットワークインターフェースを用いてデータ通信することを決定し(ステップB5)、IF決定処理を終了させ、処理をステップS14に進める。
ステップB6では、計測回数の比較判定処理を行う。判定の結果、第1インターフェースIF1での計測処理の計測回数がm回以上である場合、第2インターフェースIF2での計測処理の計測回数がm回以上である場合、処理をステップB7に進める。
ステップB7では、ステップB1a~B1d、ステップB2a~B2dにて取得した計測結果から、タイムアウト回数timeoutを取得し、閾値Th1との比較判定処理を行う。比較判定処理の結果、タイムアウト回数timeout≧Th1であるネットワークインターフェースが1つ存在する場合、タイムアウト数が少ない方のネットワークインターフェースを用いてデータ通信することを決定し(ステップB8)、IF決定処理を終了させ、処理をステップS14に進める。
ステップB9では、ステップB1a~B1d、ステップB2a~B2dにて取得した計測結果から、RTTを取得し、第1インターフェースIF1のRTTと第2インターフェースIF2のRTTとの比較処理を行う。比較処理の結果、両者の値が異なる場合、RTTが小さい方のネットワークインターフェースを用いてデータ通信することを決定し(ステップB10)、IF決定処理を終了させ、処理をステップS14に進める。
上記計測処理が終了した後、ステップB12では、第1インターフェースIF1のRTTと第2インターフェースIF2のRTTとの比較処理を行う。比較処理の結果、両者のRTTが同じではない場合、遅延の小さい(RTTの小さい)方のネットワークインターフェースを使用して、データ通信することを決定し(ステップB13)、IF決定処理を終了させ、処理をステップS14に進める。
次に、第1実施形態の第2変形例について、説明する。
ステップC1a、C1b、C1c、C1dは、それぞれ、第1実施形態のステップA11、A12、A13、A14と同様である。
ステップC2a、C2b、C2c、C2dは、それぞれ、第1実施形態のステップA21、A22、A23、A24と同様である。
ステップC3~C8は、それぞれ、第1実施形態の第1変形例のステップB3~B8と同様である。
ステップC9では、ステップC1a~C1d、ステップC2a~C2dにて取得した計測結果から、第1インターフェースIF1のRTTの平均値Ave_RTT(IF1)と、第2インターフェースIF2のRTTの平均値Ave_RTT(IF2)とを取得し、それらを閾値r1との比較処理を行う。比較処理の結果、RTTの平均値Ave_RTTが閾値r1よりも小さいネットワークインターフェースが1つ存在する場合、RTTの平均値Ave_RTTが閾値r1よりも小さいネットワークインターフェースを使用して、データ通信することを決定し(ステップC10)、IF決定処理を終了させ、処理をステップS14に進める。
ステップC11、C12、C13a、C13bは、それぞれ、第1実施形態の第1変形例のステップB9、B10、B11a、B11bと同様である。
ステップC14~C16は、それぞれ、第1実施形態の第1変形例のステップB12~B14と同様である。
上記実施形態では、通信システム1000のネットワーク構成が図1に示されるものについて説明したが、通信システム1000のネットワーク構成は、図1に示されるものに限定されない。
UE1 端末(通信端末)
IF1 第1インターフェース
IF2 第2インターフェース
15 データ処理部
Dns1 第1DNSサーバ
Dns2 第2DNSサーバ
Mec1 第1MECサーバ
Mec2 第2MECサーバ
21 MECサーバ用通信インターフェース
24 輻輳検出部
Claims (7)
- サービス提供サーバと、MECサーバと、第1DNSサーバと、第2DNSサーバと、第1通信インターフェースおよび第2通信インターフェースを備える通信端末と、を接続できる通信システムに用いられる通信方法であって、
前記通信端末の前記第1通信インターフェースおよび前記第2通信インターフェースでの受信電波の電波強度を取得し、所定の閾値Thと比較し、当該比較の結果、
(1)前記通信端末に受信電波の電波強度が前記閾値Thを超える通信インターフェースがない場合、前記通信端末においてプライマリー通信インターフェースに設定されている通信インターフェースを用いて通信を実行し、
(2)前記通信端末に受信電波の電波強度が前記閾値Thを超える通信インターフェースが1つある場合、前記通信端末において受信電波の電波強度が前記閾値Thを超える通信インターフェースを用いて通信を実行し、
(3)前記通信端末の前記第1通信インターフェースおよび前記第2通信インターフェースの受信電波の電波強度が、ともに、前記閾値Thを超える場合、前記第1通信インターフェースおよび前記第2通信インターフェースの両方で通信可能な状態であると判定する通信インターフェース選択ステップと、
前記通信インターフェース選択ステップにて、前記通信端末が、前記第1通信インターフェースおよび前記第2通信インターフェースの両方で通信可能な状態にあると判定された場合であって、前記通信端末が、絶対ドメイン名であるFQDNに対応するサーバにアクセスしようとする場合において、
前記通信端末が、前記第1通信インターフェースにより、前記第1DNSサーバに対して、名前解決処理を要求するとともに、前記第2通信インターフェースにより、前記第2DNSサーバに対して、名前解決処理を要求する名前解決処理要求ステップと、
前記通信端末が、前記第1DNSサーバおよび/または前記第2DNSサーバによる名前解決処理により取得されたIPアドレスを含むデータを受信し、受信した当該データに含まれるIPアドレスを解析する解析ステップと、
前記解析ステップによる解析の結果、前記第1通信インターフェースにより取得した第1IPアドレスと前記第2通信インターフェースにより取得した第2IPアドレスとが異なる場合、
前記通信端末が、前記第1通信インターフェースにより、前記第1IPアドレス宛にICMPパケットを送信するとともに、前記第2通信インターフェースにより、前記第2IPアドレス宛にICMPパケットを送信するICMPパケット送信ステップと、
前記MECサーバが、前記ICMPパケットを受信した場合、返信用のICMPパケットに当該ICMPパケットを受信したのがMECサーバであることを示す情報と、当該MECサーバが輻輳状態であるか否かを示す情報とを含めて、前記通信端末に返信し、前記通信端末が、前記MECサーバからのICMPパケットを受信するICMP受信ステップと、
前記通信端末が、受信したICMPパケットを解析し、当該ICMPパケットの解析の結果、ICMPパケットを送信した通信相手がMECサーバであり、かつ、当該MECサーバが輻輳状態でないと判定した場合、当該MECサーバに対して、前記ICMPパケットを送信した通信インターフェースを使用することを決定するIF決定処理ステップと、
前記IF決定処理ステップにより決定した通信インターフェースを使用して、データ通信を行うデータ通信ステップと、
を備え、
前記ICMP受信ステップにおいて、
前記MECサーバは、当該MECサーバのサーバ資源である、メモリ、CPU、および、ストレージの使用状況、および、当該MECサーバにおいて使用しているセッション数を考慮して、当該MECサーバの通信状況を判断し、当該判断結果に基づいて、当該MECサーバが輻輳状態であるか否かを示す情報を取得する、
通信方法。 - 前記ICMP受信ステップにおいて、
前記MECサーバが、前記ICMPパケットを受信した場合、返信用のICMPパケットに当該ICMPパケットを受信したのがMECサーバであることを示す情報と、当該MECサーバが輻輳状態であるか否かを示す情報とを、ICMPメッセージのcodeフィールドの値を変更することにより含めたICMPメッセージを生成し、生成したICMPメッセージを含むICMPパケットを前記通信端末に返信し、前記通信端末が、前記MECサーバからのICMPパケットを受信し、ICMPメッセージのcodeフィールドの値により、前記ICMPパケットを送信した送信先の通信装置が、(1)MECサーバであるか否かを判定し、(2)当該通信装置が輻輳状態であるか否かを検出する、
請求項1に記載の通信方法。 - 前記第1通信インターフェース、および/または、前記第2通信インターフェースにより通信相手候補に対してICMPパケットを送信し、当該通信相手候補からICMPパケットを受信し、受信の有無、および/または、受信したデータを解析することで、RTT値、タイムアウトの有無、および、タイムアウト回数の少なくとも1つのデータを取得する計測ステップをさらに備える、
請求項1または2に記載の通信方法。 - IF決定処理ステップにおいて、
通信相手候補がMECサーバではない、または、輻輳状態であると判定された場合、前記計測ステップにより取得されるRTT値、タイムアウトの有無、および、タイムアウト回数の少なくとも1つのデータに基づいて、データ通信に使用する通信インターフェースを決定する、
請求項3に記載の通信方法。 - 請求項1から4のいずれかに記載の通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項2から4のいずれかに記載の通信方法に用いられる通信端末であって、
通信相手候補に対して、ICMPパケットを送信するともに、当該通信相手候補からのICMPパケットを受信する第1通信インターフェースと、
通信相手候補に対して、ICMPパケットを送信するともに、当該通信相手候補からのICMPパケットを受信する第2通信インターフェースと、
前記第1通信インターフェース、および/または、前記第2通信インターフェースにより受信したICMPパケットから、(1)MECサーバであるか否かを判定し、(2)当該通信装置が輻輳状態であるか否かの情報を抽出するデータ処理部と、
を備える通信端末。 - 請求項1から4のいずれかに記載の通信方法に用いられるMECサーバであって、
自装置の輻輳状態を検出する輻輳検出部と、
(1)自装置がMECサーバであるか否かの情報、(2)自装置が輻輳状態であるか否かの情報を所定のフィールドに含めたICMPメッセージを生成し、当該ICMPメッセージを含むICMPパケットを送信するMECサーバ用通信インターフェースと、
を備えるMECサーバ。
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