フロ―制御方法
【課題】 ＡＴＭのＡＢＲ上で使用した場合でも、転送レートの変動を抑制できスループットの低下を回避する。
【解決手段】 レイヤ４処理部１２において、下位レイヤ処理部１３から通知された時刻Ｔi のデータ転送レートＳ（Ｔi ）と、それに対応するラウンドトリップタイムＲＴＴとの積と、過去に算出した１つ以上の輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄ（Ｔi-1 ）‥を用いて、時刻Ｔi の輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄ（Ｔi ）を算出し、これに基づき送信ウィンドウサイズを決定する。
【解決手段】 レイヤ４処理部１２において、下位レイヤ処理部１３から通知された時刻Ｔi のデータ転送レートＳ（Ｔi ）と、それに対応するラウンドトリップタイムＲＴＴとの積と、過去に算出した１つ以上の輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄ（Ｔi-1 ）‥を用いて、時刻Ｔi の輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄ（Ｔi ）を算出し、これに基づき送信ウィンドウサイズを決定する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フロー制御方法に関し、特にＯＳＩ参照モデルのレイヤ４プロトコルとして、逐次算出した送信ウィンドウサイズに基づきデータパケットを送信することにより輻輳制御を行うフロー制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】異機種データ通信ノードの相互接続を実現するＯＳＩ参照モデルのレイヤ４プロトコルであるＴＣＰ（Transmission Control Protocol）は、現在、インターネットで確実なデータ転送を行うために広く使用されている。最近、固定長のパケットすなわちセルを非同期で転送するＡＴＭ（Asynchronous Transfer mode：非同期転送モード）において、バースト的に生成されるデータを任意の使用可能な速度で転送するＡＢＲ（Available Bit Rate：使用可能速度）サービス上で、ＴＣＰを使用することに関心が強まっている。
【０００３】一方、通信帯域の確保という概念がなかったインターネットでも、帯域幅が保証された通信に対する要求も高まっており、このような帯域幅保証環境下でＴＣＰを使用する必要性もある。しかしながら、従来のＴＣＰは、異機種コンピュータ・システムの相互接続性を重視するという観点から、ネットワークからのいかなる帯域幅情報をも使用せず、ＴＣＰ独自のフロー制御方法をとっている。
【０００４】すなわち、このフロー制御方法によれば、受信側からのデータ送達確認の通知に応じて、送信可能なデータ量を示す送信ウィンドウサイズが徐々に拡大されるものとなる。そして、ネットワークで輻輳状態が発生したと推測された場合は、そのウィンドウサイズが直ちに削減される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来のフロー制御方法では、受信側から通知されるデータ送達確認に基づきネットワークの状況を独自に判断して、ウィンドウサイズを増減させることにより試行錯誤的に輻輳制御を行っているため、これをＡＴＭのＡＢＲのように、端末に対し使用可能な転送レートすなわち通信帯域幅を通知してフロー制御を行う下位レイヤプロトコル上で使用した場合は、転送レートが不安定になりスループットが低下するという問題点があった。本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ＡＴＭのＡＢＲ上で使用した場合でも、転送レートの変動を抑制できスループットの低下を回避できるフロー制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成するために、本発明によるフロー制御方法は、送信エンドノードに、下位レイヤプロトコルとして、レイヤ４からのデータパケットをＡＴＭセルに分解して転送する下位レイヤ処理部と、この下位レイヤ処理部から通知された各時刻ごとのデータ転送レートと、レイヤ４上で受信エンドノードまでパケットが往復するのに要するラウンドトリップタイムとを用いて輻輳ウィンドウサイズを算出し、この輻輳ウィンドウサイズと受信告知ウィンドウサイズとを用いて決定した送信ウィンドウサイズの範囲内で下位レイヤ処理部に対してデータパケットを出力することによりフロー制御を行うレイヤ４処理部とを設けたものである。
【０００７】そして、レイヤ４処理部において、下位レイヤ処理部から通知された最新のデータ転送レートと、それに対応するラウンドトリップタイムとの積と、過去に算出した１つ以上の輻輳ウィンドウサイズを用いて、最新の輻輳ウィンドウサイズを算出するようにしたものである。具体的には、レイヤ４処理部において、通信開始から順次算出したすべての輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出するようにしたものである。
【０００８】また、直前に算出した１つの輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出するようにしたものである。また、直前に算出した所定数の輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出するようにしたものである。また、直前に算出した輻輳ウィンドウサイズおよび前記積に対して、その和が１となる２つの係数をそれぞれ乗算し、これら乗算結果の和を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態であるフロー制御方法が適用されるデータ通信システムの一例を示すブロック図である。同図において、送信エンドノード１と受信エンドノード２は、複数の中継ノード１４，１５（例えば、スイッチなど）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に所定のコネクションを設定し、そのコネクションを介してパケットによりデータ通信を行う。
【００１０】送信エンドノード１および受信エンドノード２は、同様の構成をなしており、アプリケーション（ＡＰ）処理部１１は、上位レイヤでのアプリケーションを実行する処理部である。また、レイヤ４処理部１２は、コネクションの設定解放、フロー制御などに基づいてパケットによるデータ送受信を行う処理部、下位レイヤ処理部１３は、ＡＴＭのＡＢＲ（Available Bit Rate：使用可能速度）サービスを用いてレイヤ４処理部１２から出力されたデータパケットを送受信する処理部である。
【００１１】特に、下位レイヤ処理部１３では、例えば、ネットワーク管理用のＲＭ（Resource Management ）セルで、ネットワークの中継ノード１４で算出され通知された明示的レートＥＲ（Explicit Rate ）に基づいて、各時刻Ｔにおけるデータ転送レートＳ（Ｔ）を算出するものとなっており、これがレイヤ４処理部１２に通知される。また、レイヤ４処理部１２では、一般的なＴＣＰの機能として、データパケットが受信エンドノードまでを往復するのに要する時間、すなわちラウンドトリップタイムＲＴＴ（Round Trip Time ）を検出するものとなっている。
【００１２】したがって、レイヤ４処理部１２において、これらデータ転送レートＳ（Ｔ）とその時刻Ｔに対応するラウンドトリップタイムＲＴＴとの積から、時刻Ｔにおける輻輳ウィンドウの瞬時値ｃｗｎｄ（Ｔ）が得られる。
【００１３】
【数１】
【００１４】このようにして、図２に示すように、各時刻Ｔにおけるｃｗｎｄ（Ｔ）が得られる。しかし、このｃｗｎｄ（Ｔ）はあくまでも時刻Ｔにおける瞬時値であることから、ＡＴＭのＡＢＲサービスによりネットワークから通知されたデータ転送レートＳ（Ｔ）やＲＴＴの変動により、ｃｗｎｄ（Ｔ）が上下に大きく変動する。したがって、このｃｗｎｄ（Ｔ）に基づき送信ウィンドウサイズを決定した場合は、不安定な動作を引き起こす可能性がある。
【００１５】本発明では、このような不安定動作を抑制するため、レイヤ４処理部１２において、過去に算出した１つ以上の輻輳ウィンドウサイズと、下位レイヤ処理部１３から通知された最新のデータ転送レートＳおよびこれに対応するＲＴＴとを用い、最新の輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄを算出するようにしたものである。
【００１６】次に、数式を参照して、輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄの算出方法をいくつか説明する。まず、数２は、通信開始（時刻Ｔ1 ）から直前（時刻Ｔi-1 ）までの輻輳ウィンドウサイズＳ（Ｔ1 ）〜Ｓ（Ｔi-1 ）と、時刻Ｔi のデータ転送レートＳ（Ｔi ）およびこれに対応するＲＴＴの積とを、ｉで除算して得た平均値を、時刻Ｔi での輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄ（Ｔi ）として算出するものである。
【００１７】
【数２】
【００１８】これにより、過去、ここでは通信開始から時刻Ｔi-1 までの複数のｃｗｎｄが考慮されて、時刻Ｔi のｃｗｎｄ（Ｔi ）が算出されており、Ｓ（Ｔi ）の変動が抑制される。なお、過去のｃｗｎｄとしては、通信開始からのものを用いる必要はなく、時刻Ｔi から遡った所定期間、あるいは所定個数のｃｗｎｄを用いてもよい。
【００１９】次に、数３は、直前（時刻Ｔi-1 ）の輻輳ウィンドウサイズＳ（Ｔ1 ）〜Ｓ（Ｔi-1 ）と、時刻Ｔi のデータ転送レートＳ（Ｔi ）およびこれに対応するＲＴＴの積とを、２で除算して得た平均値を、時刻Ｔi における輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄ（Ｔi ）として算出するものである。
【００２０】
【数３】
【００２１】これにより、時刻Ｔi-1 のｃｗｎｄ（Ｔi ）が考慮されて、時刻Ｔi のｃｗｎｄ（Ｔi ）が算出されており、Ｓ（Ｔi ）の変動が抑制されるとともに、過去の影響を余り受けなくなり、最新のデータ転送レートＳ（Ｔi ）の変化にも柔軟に追従可能となる。
【００２２】次に、数４は、直前（時刻Ｔi-1 ）の輻輳ウィンドウサイズＳ（Ｔ1 ）〜Ｓ（Ｔi-1 ）と、時刻Ｔi のデータ転送レートＳ（Ｔi ）およびこれに対応するＲＴＴの積とに対して、その和が１となる係数α−１とαをそれぞれ乗算し、その２つの乗算結果の和を、時刻Ｔi における輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄ（Ｔi ）として算出するものである。
【００２３】
【数４】
【００２４】これにより、ｃｗｎｄ（Ｔi ）とＳ（Ｔi ）およびＲＴＴの積との割合を容易に調整でき、Ｓ（Ｔi ）の変動に対する抑制と、Ｓ（Ｔi ）への追従性とを適切に調節できる。なお、係数αは１≫αが望ましく、α＝０．０２とした場合、図３の曲線３２で示すように、単なるＳ（Ｔi ）とＲＴＴとの積を示す曲線３１と比較して、安定した輻輳ウィンドウサイズが得られた。
【００２５】次に、図４を参照して、本発明の動作について説明する。図４は送信ウィンドウサイズの算出処理を示すフローチャートである。まず、下位レイヤ処理部１３では、ＲＭセルの受信に応じて（ステップ４１：ＹＥＳ）、受信したＲＭセルから時刻Ｔi におけるデータ転送レートＳ（Ｔi ）が取得され（ステップ４２）、その上位レイヤであるレイヤ４処理部１２に通知される。
【００２６】続いて、レイヤ４処理部１２では、過去の輻輳ウィンドウサイズ、例えば直前時刻Ｔi-1 のｃｗｎｄ（Ｔi-1 ）が所定の記憶手段から読み出され（ステップ４３）、このｃｗｎｄ（Ｔi ）と、下位レイヤ処理部１３から通知されたデータ転送レートＳ（Ｔi ）、および自己が検出したＲＴＴを用いて、前述した数２〜４のいずれか、例えば数４を用いて時刻Ｔi のｃｗｎｄ（Ｔi ）が算出される（ステップ４４）。
【００２７】そして、このｃｗｎｄ（Ｔi ）が次回のｃｗｎｄ算出のために記憶され（ステップ４５）、予め受信エンドノード２から通知された受信エンドノード２の受信能力を示す受信告知ウィンドウサイズａｄｗｎｄと、ネットワークの転送能力を推定した輻輳ウィンドウサイズすなわちｃｗｎｄ（Ｔi ）とのうち、いずれか小さい値が送信ウィンドウサイズとして選択され（ステップ４６）、一連の処理が終了する。
【００２８】したがって、図５に示すように、従来のフロー制御方法による送信ウィンドウサイズ（曲線５１）と比較して、本発明のフロー制御によれば安定した送信ウィンドウサイズ（曲線５２）が得られる。特に、従来のフロー制御では、所定のしきい値ｓｓｔｈｒｅｓｈを設けて、輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄがｓｓｔｈｒｅｓｈ以上の場合は、輻輳フェーズとして受信エンドノードからの確認応答ＡＣＫに応じて１／ｃｗｎｄずつｃｗｎｄを増加させるものとなっている。
【００２９】そして、パケット紛失が推定される場合は、ｃｗｎｄが大幅に削減されるため、曲線５１は鋸波状に増減を繰り返すものとなる。これに対して、曲線５２は過去のｃｗｎｄの値が考慮されるため、比較的滑らかに小さい幅で増減するため、送信エンドノード１でのデータ転送レートが安定し、データ転送レートの大幅変化によるスループットの低下を抑制できる。
【００３０】なお、以上の説明では、ＡＴＭのＡＢＲサービス上でレイヤ４プロトコル（ＴＣＰ）のフロー制御を実現する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ＡＴＭのＣＢＲ（Constant Bit Rate ：固定速度）サービス上でレイヤ４プロトコル（ＴＣＰ）のフロー制御を実現する場合にも適用可能である。
【００３１】この場合、送信エンドノード１では、固定的な帯域幅を決定するため、実際のデータ転送レートＳはほぼ一定であると予想される。しかしながら、ＲＴＴのために変動が生じることがあり、したがって前述した数２〜４の場合と同様にｃｗｎｄを計算することがより安全である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、レイヤ４処理部において、下位レイヤ処理部から通知された最新のデータ転送レートＳと、それに対応するラウンドトリップタイムＲＴＴとの積と、過去に算出した１つ以上の輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄを用いて、最新の輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄを算出するようにしたので、ｃｗｎｄの算出に際し、リアルタイムで変化するデータ転送レートやＲＴＴの他に、過去のｃｗｎｄ値が考慮されて、比較的滑らかに変化するｃｗｎｄを得ることができる。したがって、送信エンドノードでの送信ウィンドウサイズの変化およびデータ転送レートが安定し、データ転送レートの大幅変化によるスループットの低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態によるフロー制御方法が適用されるデータ通信システムのブロック図である。
【図２】 各時刻における瞬時的なデータ転送レートの変化を示す説明図である。
【図３】 本発明の算出方法（数４）で得られる輻輳ウィンドウサイズの変化を示す説明図である。
【図４】 送信ウィンドウサイズの算出処理を示すフローチャートである。
【図５】 本発明により得られる送信ウィンドウサイズの変化を示す説明図である。
【符号の説明】
１…送信エンドノード、２…受信エンドノード、１１…アプリケーション（ＡＰ）処理部、１２…レイヤ４処理部、１３…下位レイヤ処理部、３…ネットワーク、１４，１５…中継ノード。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フロー制御方法に関し、特にＯＳＩ参照モデルのレイヤ４プロトコルとして、逐次算出した送信ウィンドウサイズに基づきデータパケットを送信することにより輻輳制御を行うフロー制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】異機種データ通信ノードの相互接続を実現するＯＳＩ参照モデルのレイヤ４プロトコルであるＴＣＰ（Transmission Control Protocol）は、現在、インターネットで確実なデータ転送を行うために広く使用されている。最近、固定長のパケットすなわちセルを非同期で転送するＡＴＭ（Asynchronous Transfer mode：非同期転送モード）において、バースト的に生成されるデータを任意の使用可能な速度で転送するＡＢＲ（Available Bit Rate：使用可能速度）サービス上で、ＴＣＰを使用することに関心が強まっている。
【０００３】一方、通信帯域の確保という概念がなかったインターネットでも、帯域幅が保証された通信に対する要求も高まっており、このような帯域幅保証環境下でＴＣＰを使用する必要性もある。しかしながら、従来のＴＣＰは、異機種コンピュータ・システムの相互接続性を重視するという観点から、ネットワークからのいかなる帯域幅情報をも使用せず、ＴＣＰ独自のフロー制御方法をとっている。
【０００４】すなわち、このフロー制御方法によれば、受信側からのデータ送達確認の通知に応じて、送信可能なデータ量を示す送信ウィンドウサイズが徐々に拡大されるものとなる。そして、ネットワークで輻輳状態が発生したと推測された場合は、そのウィンドウサイズが直ちに削減される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来のフロー制御方法では、受信側から通知されるデータ送達確認に基づきネットワークの状況を独自に判断して、ウィンドウサイズを増減させることにより試行錯誤的に輻輳制御を行っているため、これをＡＴＭのＡＢＲのように、端末に対し使用可能な転送レートすなわち通信帯域幅を通知してフロー制御を行う下位レイヤプロトコル上で使用した場合は、転送レートが不安定になりスループットが低下するという問題点があった。本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ＡＴＭのＡＢＲ上で使用した場合でも、転送レートの変動を抑制できスループットの低下を回避できるフロー制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成するために、本発明によるフロー制御方法は、送信エンドノードに、下位レイヤプロトコルとして、レイヤ４からのデータパケットをＡＴＭセルに分解して転送する下位レイヤ処理部と、この下位レイヤ処理部から通知された各時刻ごとのデータ転送レートと、レイヤ４上で受信エンドノードまでパケットが往復するのに要するラウンドトリップタイムとを用いて輻輳ウィンドウサイズを算出し、この輻輳ウィンドウサイズと受信告知ウィンドウサイズとを用いて決定した送信ウィンドウサイズの範囲内で下位レイヤ処理部に対してデータパケットを出力することによりフロー制御を行うレイヤ４処理部とを設けたものである。
【０００７】そして、レイヤ４処理部において、下位レイヤ処理部から通知された最新のデータ転送レートと、それに対応するラウンドトリップタイムとの積と、過去に算出した１つ以上の輻輳ウィンドウサイズを用いて、最新の輻輳ウィンドウサイズを算出するようにしたものである。具体的には、レイヤ４処理部において、通信開始から順次算出したすべての輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出するようにしたものである。
【０００８】また、直前に算出した１つの輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出するようにしたものである。また、直前に算出した所定数の輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出するようにしたものである。また、直前に算出した輻輳ウィンドウサイズおよび前記積に対して、その和が１となる２つの係数をそれぞれ乗算し、これら乗算結果の和を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態であるフロー制御方法が適用されるデータ通信システムの一例を示すブロック図である。同図において、送信エンドノード１と受信エンドノード２は、複数の中継ノード１４，１５（例えば、スイッチなど）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に所定のコネクションを設定し、そのコネクションを介してパケットによりデータ通信を行う。
【００１０】送信エンドノード１および受信エンドノード２は、同様の構成をなしており、アプリケーション（ＡＰ）処理部１１は、上位レイヤでのアプリケーションを実行する処理部である。また、レイヤ４処理部１２は、コネクションの設定解放、フロー制御などに基づいてパケットによるデータ送受信を行う処理部、下位レイヤ処理部１３は、ＡＴＭのＡＢＲ（Available Bit Rate：使用可能速度）サービスを用いてレイヤ４処理部１２から出力されたデータパケットを送受信する処理部である。
【００１１】特に、下位レイヤ処理部１３では、例えば、ネットワーク管理用のＲＭ（Resource Management ）セルで、ネットワークの中継ノード１４で算出され通知された明示的レートＥＲ（Explicit Rate ）に基づいて、各時刻Ｔにおけるデータ転送レートＳ（Ｔ）を算出するものとなっており、これがレイヤ４処理部１２に通知される。また、レイヤ４処理部１２では、一般的なＴＣＰの機能として、データパケットが受信エンドノードまでを往復するのに要する時間、すなわちラウンドトリップタイムＲＴＴ（Round Trip Time ）を検出するものとなっている。
【００１２】したがって、レイヤ４処理部１２において、これらデータ転送レートＳ（Ｔ）とその時刻Ｔに対応するラウンドトリップタイムＲＴＴとの積から、時刻Ｔにおける輻輳ウィンドウの瞬時値ｃｗｎｄ（Ｔ）が得られる。
【００１３】
【数１】
【００１４】このようにして、図２に示すように、各時刻Ｔにおけるｃｗｎｄ（Ｔ）が得られる。しかし、このｃｗｎｄ（Ｔ）はあくまでも時刻Ｔにおける瞬時値であることから、ＡＴＭのＡＢＲサービスによりネットワークから通知されたデータ転送レートＳ（Ｔ）やＲＴＴの変動により、ｃｗｎｄ（Ｔ）が上下に大きく変動する。したがって、このｃｗｎｄ（Ｔ）に基づき送信ウィンドウサイズを決定した場合は、不安定な動作を引き起こす可能性がある。
【００１５】本発明では、このような不安定動作を抑制するため、レイヤ４処理部１２において、過去に算出した１つ以上の輻輳ウィンドウサイズと、下位レイヤ処理部１３から通知された最新のデータ転送レートＳおよびこれに対応するＲＴＴとを用い、最新の輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄを算出するようにしたものである。
【００１６】次に、数式を参照して、輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄの算出方法をいくつか説明する。まず、数２は、通信開始（時刻Ｔ1 ）から直前（時刻Ｔi-1 ）までの輻輳ウィンドウサイズＳ（Ｔ1 ）〜Ｓ（Ｔi-1 ）と、時刻Ｔi のデータ転送レートＳ（Ｔi ）およびこれに対応するＲＴＴの積とを、ｉで除算して得た平均値を、時刻Ｔi での輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄ（Ｔi ）として算出するものである。
【００１７】
【数２】
【００１８】これにより、過去、ここでは通信開始から時刻Ｔi-1 までの複数のｃｗｎｄが考慮されて、時刻Ｔi のｃｗｎｄ（Ｔi ）が算出されており、Ｓ（Ｔi ）の変動が抑制される。なお、過去のｃｗｎｄとしては、通信開始からのものを用いる必要はなく、時刻Ｔi から遡った所定期間、あるいは所定個数のｃｗｎｄを用いてもよい。
【００１９】次に、数３は、直前（時刻Ｔi-1 ）の輻輳ウィンドウサイズＳ（Ｔ1 ）〜Ｓ（Ｔi-1 ）と、時刻Ｔi のデータ転送レートＳ（Ｔi ）およびこれに対応するＲＴＴの積とを、２で除算して得た平均値を、時刻Ｔi における輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄ（Ｔi ）として算出するものである。
【００２０】
【数３】
【００２１】これにより、時刻Ｔi-1 のｃｗｎｄ（Ｔi ）が考慮されて、時刻Ｔi のｃｗｎｄ（Ｔi ）が算出されており、Ｓ（Ｔi ）の変動が抑制されるとともに、過去の影響を余り受けなくなり、最新のデータ転送レートＳ（Ｔi ）の変化にも柔軟に追従可能となる。
【００２２】次に、数４は、直前（時刻Ｔi-1 ）の輻輳ウィンドウサイズＳ（Ｔ1 ）〜Ｓ（Ｔi-1 ）と、時刻Ｔi のデータ転送レートＳ（Ｔi ）およびこれに対応するＲＴＴの積とに対して、その和が１となる係数α−１とαをそれぞれ乗算し、その２つの乗算結果の和を、時刻Ｔi における輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄ（Ｔi ）として算出するものである。
【００２３】
【数４】
【００２４】これにより、ｃｗｎｄ（Ｔi ）とＳ（Ｔi ）およびＲＴＴの積との割合を容易に調整でき、Ｓ（Ｔi ）の変動に対する抑制と、Ｓ（Ｔi ）への追従性とを適切に調節できる。なお、係数αは１≫αが望ましく、α＝０．０２とした場合、図３の曲線３２で示すように、単なるＳ（Ｔi ）とＲＴＴとの積を示す曲線３１と比較して、安定した輻輳ウィンドウサイズが得られた。
【００２５】次に、図４を参照して、本発明の動作について説明する。図４は送信ウィンドウサイズの算出処理を示すフローチャートである。まず、下位レイヤ処理部１３では、ＲＭセルの受信に応じて（ステップ４１：ＹＥＳ）、受信したＲＭセルから時刻Ｔi におけるデータ転送レートＳ（Ｔi ）が取得され（ステップ４２）、その上位レイヤであるレイヤ４処理部１２に通知される。
【００２６】続いて、レイヤ４処理部１２では、過去の輻輳ウィンドウサイズ、例えば直前時刻Ｔi-1 のｃｗｎｄ（Ｔi-1 ）が所定の記憶手段から読み出され（ステップ４３）、このｃｗｎｄ（Ｔi ）と、下位レイヤ処理部１３から通知されたデータ転送レートＳ（Ｔi ）、および自己が検出したＲＴＴを用いて、前述した数２〜４のいずれか、例えば数４を用いて時刻Ｔi のｃｗｎｄ（Ｔi ）が算出される（ステップ４４）。
【００２７】そして、このｃｗｎｄ（Ｔi ）が次回のｃｗｎｄ算出のために記憶され（ステップ４５）、予め受信エンドノード２から通知された受信エンドノード２の受信能力を示す受信告知ウィンドウサイズａｄｗｎｄと、ネットワークの転送能力を推定した輻輳ウィンドウサイズすなわちｃｗｎｄ（Ｔi ）とのうち、いずれか小さい値が送信ウィンドウサイズとして選択され（ステップ４６）、一連の処理が終了する。
【００２８】したがって、図５に示すように、従来のフロー制御方法による送信ウィンドウサイズ（曲線５１）と比較して、本発明のフロー制御によれば安定した送信ウィンドウサイズ（曲線５２）が得られる。特に、従来のフロー制御では、所定のしきい値ｓｓｔｈｒｅｓｈを設けて、輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄがｓｓｔｈｒｅｓｈ以上の場合は、輻輳フェーズとして受信エンドノードからの確認応答ＡＣＫに応じて１／ｃｗｎｄずつｃｗｎｄを増加させるものとなっている。
【００２９】そして、パケット紛失が推定される場合は、ｃｗｎｄが大幅に削減されるため、曲線５１は鋸波状に増減を繰り返すものとなる。これに対して、曲線５２は過去のｃｗｎｄの値が考慮されるため、比較的滑らかに小さい幅で増減するため、送信エンドノード１でのデータ転送レートが安定し、データ転送レートの大幅変化によるスループットの低下を抑制できる。
【００３０】なお、以上の説明では、ＡＴＭのＡＢＲサービス上でレイヤ４プロトコル（ＴＣＰ）のフロー制御を実現する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ＡＴＭのＣＢＲ（Constant Bit Rate ：固定速度）サービス上でレイヤ４プロトコル（ＴＣＰ）のフロー制御を実現する場合にも適用可能である。
【００３１】この場合、送信エンドノード１では、固定的な帯域幅を決定するため、実際のデータ転送レートＳはほぼ一定であると予想される。しかしながら、ＲＴＴのために変動が生じることがあり、したがって前述した数２〜４の場合と同様にｃｗｎｄを計算することがより安全である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、レイヤ４処理部において、下位レイヤ処理部から通知された最新のデータ転送レートＳと、それに対応するラウンドトリップタイムＲＴＴとの積と、過去に算出した１つ以上の輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄを用いて、最新の輻輳ウィンドウサイズｃｗｎｄを算出するようにしたので、ｃｗｎｄの算出に際し、リアルタイムで変化するデータ転送レートやＲＴＴの他に、過去のｃｗｎｄ値が考慮されて、比較的滑らかに変化するｃｗｎｄを得ることができる。したがって、送信エンドノードでの送信ウィンドウサイズの変化およびデータ転送レートが安定し、データ転送レートの大幅変化によるスループットの低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態によるフロー制御方法が適用されるデータ通信システムのブロック図である。
【図２】 各時刻における瞬時的なデータ転送レートの変化を示す説明図である。
【図３】 本発明の算出方法（数４）で得られる輻輳ウィンドウサイズの変化を示す説明図である。
【図４】 送信ウィンドウサイズの算出処理を示すフローチャートである。
【図５】 本発明により得られる送信ウィンドウサイズの変化を示す説明図である。
【符号の説明】
１…送信エンドノード、２…受信エンドノード、１１…アプリケーション（ＡＰ）処理部、１２…レイヤ４処理部、１３…下位レイヤ処理部、３…ネットワーク、１４，１５…中継ノード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 所定のネットワークを介して接続された送受信エンドノード間で、レイヤ４プロトコルとして、受信エンドノードの受信能力を示す受信告知ウィンドウサイズ（ａｄｗｎｄ）と、ネットワークの転送能力を推定した輻輳ウィンドウサイズ（ｃｗｎｄ）とのいずれか小さい値で示される送信ウィンドウサイズの範囲内で、送信エンドノードから受信エンドノードに対してデータパケットを送信するフロー制御方法において、送信エンドノードに、下位レイヤプロトコルとして、レイヤ４からのデータパケットをＡＴＭセルに分解して転送する下位レイヤ処理部と、この下位レイヤ処理部から通知された各時刻ごとのデータ転送レートと、レイヤ４上で受信エンドノードまでパケットが往復するのに要するラウンドトリップタイムとを用いて輻輳ウィンドウサイズを算出し、この輻輳ウィンドウサイズと受信告知ウィンドウサイズとを用いて決定した送信ウィンドウサイズの範囲内で下位レイヤ処理部に対してデータパケットを出力することによりフロー制御を行うレイヤ４処理部とを設け、レイヤ４処理部は、下位レイヤ処理部から通知された最新のデータ転送レートと、それに対応するラウンドトリップタイムとの積と、過去に算出した１つ以上の輻輳ウィンドウサイズを用いて、最新の輻輳ウィンドウサイズを算出することを特徴とするフロー制御方法。
【請求項２】 請求項１記載のフロー制御方法において、レイヤ４処理部は、通信開始から順次算出したすべての輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出することを特徴とするフロー制御方法。
【請求項３】 請求項１記載のフロー制御方法において、レイヤ４処理部は、直前に算出した１つの輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出することを特徴とするフロー制御方法。
【請求項４】 請求項１記載のフロー制御方法において、レイヤ４処理部は、直前に算出した所定数の輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出することを特徴とするフロー制御方法。
【請求項５】 請求項１記載のフロー制御方法において、レイヤ４処理部は、直前に算出した輻輳ウィンドウサイズおよび前記積に対して、その和が１となる２つの係数をそれぞれ乗算し、これら乗算結果の和を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出することを特徴とするフロー制御方法。
【請求項１】 所定のネットワークを介して接続された送受信エンドノード間で、レイヤ４プロトコルとして、受信エンドノードの受信能力を示す受信告知ウィンドウサイズ（ａｄｗｎｄ）と、ネットワークの転送能力を推定した輻輳ウィンドウサイズ（ｃｗｎｄ）とのいずれか小さい値で示される送信ウィンドウサイズの範囲内で、送信エンドノードから受信エンドノードに対してデータパケットを送信するフロー制御方法において、送信エンドノードに、下位レイヤプロトコルとして、レイヤ４からのデータパケットをＡＴＭセルに分解して転送する下位レイヤ処理部と、この下位レイヤ処理部から通知された各時刻ごとのデータ転送レートと、レイヤ４上で受信エンドノードまでパケットが往復するのに要するラウンドトリップタイムとを用いて輻輳ウィンドウサイズを算出し、この輻輳ウィンドウサイズと受信告知ウィンドウサイズとを用いて決定した送信ウィンドウサイズの範囲内で下位レイヤ処理部に対してデータパケットを出力することによりフロー制御を行うレイヤ４処理部とを設け、レイヤ４処理部は、下位レイヤ処理部から通知された最新のデータ転送レートと、それに対応するラウンドトリップタイムとの積と、過去に算出した１つ以上の輻輳ウィンドウサイズを用いて、最新の輻輳ウィンドウサイズを算出することを特徴とするフロー制御方法。
【請求項２】 請求項１記載のフロー制御方法において、レイヤ４処理部は、通信開始から順次算出したすべての輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出することを特徴とするフロー制御方法。
【請求項３】 請求項１記載のフロー制御方法において、レイヤ４処理部は、直前に算出した１つの輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出することを特徴とするフロー制御方法。
【請求項４】 請求項１記載のフロー制御方法において、レイヤ４処理部は、直前に算出した所定数の輻輳ウィンドウサイズと前記積との平均値を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出することを特徴とするフロー制御方法。
【請求項５】 請求項１記載のフロー制御方法において、レイヤ４処理部は、直前に算出した輻輳ウィンドウサイズおよび前記積に対して、その和が１となる２つの係数をそれぞれ乗算し、これら乗算結果の和を最新の輻輳ウィンドウサイズとして算出することを特徴とするフロー制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０００−２０９２２４（Ｐ２０００−２０９２２４Ａ）
【公開日】平成１２年７月２８日（２０００．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−９５３５
【出願日】平成１１年１月１８日（１９９９．１．１８）
【出願人】（３９４０２５５７７）株式会社超高速ネットワーク・コンピュータ技術研究所 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年７月２８日（２０００．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年１月１８日（１９９９．１．１８）
【出願人】（３９４０２５５７７）株式会社超高速ネットワーク・コンピュータ技術研究所 (2)
【Ｆターム（参考）】
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