(57)【要約】【課題】  ネットワークのスループットを向上させる技術を提供する。【解決手段】  送信装置であって、所定の転送装置を経由して他の装置へデータを送信する送信装置であって、他の装置へ送信したデータのうち未達パケット数を計数する未達回数記憶部と、少なくとも所定の有効期間を特定する情報を含む予測情報記憶部と、有効期間における未達パケット数の平均値である基礎平均未達数を算出する有効期間平均算出部と、有効期間よりも新しい所定の直近期間の未達パケット数の平均値である短期平均未達数を算出する直近平均算出部と、基礎平均未達数と、短期平均未達数と、を用いて直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測する未達回数予測部と、予測された将来期間の未達パケット数に応じて転送装置の資源の予約量を前記転送装置に指示する資源予約部と、を備える。【選択図】図１
2020053855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の転送装置を経由して他の装置へデータを送信する送信装置であって、
前記他の装置へ送信したデータのうち未達パケット数を計数する未達回数記憶部と、
少なくとも所定の有効期間を特定する情報を含む予測情報記憶部と、
前記有効期間における未達パケット数の平均値である基礎平均未達数を算出する有効期間平均算出部と、
前記有効期間よりも新しい所定の直近期間の未達パケット数の平均値である短期平均未達数を算出する直近平均算出部と、
前記基礎平均未達数と、前記短期平均未達数と、を用いて前記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測する未達回数予測部と、
前記予測された将来期間の未達パケット数に応じて前記転送装置の資源の予約量を前記転送装置に指示する資源予約部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の送信装置であって、
前記資源予約部は、
前記予測された将来期間の未達パケット数と所定のパケットサイズとを用いて前記転送装置の資源予約量を特定する、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の送信装置であって、
前記資源予約部は、
前記予測された将来期間の未達パケット数と所定のパケットサイズとを用いた充足データ量と、自装置の最大転送速度を用いた基礎転送量と、を加算して前記転送装置の資源予約量を特定する、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の送信装置であって、
前記予測情報記憶部には、所定の比を特定する情報が格納されており、
前記未達回数予測部は、前記基礎平均未達数と、前記短期平均未達数とを前記比に従って重み付けして前記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測する、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項５】
請求項１に記載の送信装置であって、
前記予測情報記憶部には、所定の比を特定する情報が格納されており、
前記未達回数予測部は、前記基礎平均未達数と、前記短期平均未達数とを前記比に従って重み付けして前記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測するものであり、
予測した前記未達パケット数が実績値と異なる場合に、該実績値に近似するよう前記有効期間を変更する仮期間調整部を備える、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項６】
請求項１に記載の送信装置であって、
前記予測情報記憶部には、所定の比を特定する情報が格納されており、
前記未達回数予測部は、前記基礎平均未達数と、前記短期平均未達数とを前記比に従って重み付けして前記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測するものであり、
予測した前記未達パケット数が実績値と異なる場合に、該実績値に近似するよう前記比を変更する仮比率調整部を備える、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項７】
請求項１に記載の送信装置であって、
前記予測情報記憶部には、所定の比を特定する情報が格納されており、
前記未達回数予測部は、前記基礎平均未達数と、前記短期平均未達数とを前記比に従って重み付けして前記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測し、
予測した前記未達パケット数が実績値と異なる場合に、該実績値に近似するよう前記有効期間を変更する仮期間調整部および前記比を変更する仮比率調整部を備える、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項８】
請求項１に記載の送信装置を備える通信システムであって、
前記転送装置は、
前記転送装置の資源の予約量の指示を前記送信装置から受け付けると、所定のハードウェア資源を該送信装置用に割り当てる資源調整部、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項９】
所定の転送装置を経由して他の装置へデータを送信する送信装置の送信プログラムであって、
前記送信装置は、少なくとも所定の有効期間を特定する情報を含む予測情報記憶部と、制御部と、を備え、
前記制御部に、
前記他の装置へ送信したデータのうち未達パケット数を計数する未達回数記憶ステップと、
前記有効期間における未達パケット数の平均値である基礎平均未達数を算出する有効期間平均算出ステップと、
前記有効期間よりも新しい所定の直近期間の未達パケット数の平均値である短期平均未達数を算出する直近平均算出ステップと、
前記基礎平均未達数と、前記短期平均未達数と、を用いて前記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測する未達回数予測ステップと、
前記予測された将来期間の未達パケット数に応じて前記転送装置の資源の予約量を前記転送装置に指示する資源予約ステップと、
を実行させることを特徴とする送信プログラム。
【請求項１０】
所定の転送装置を経由して他の装置へデータを送信する通信方法であって、
前記送信装置は、少なくとも所定の有効期間を特定する情報を含む予測情報記憶部と、制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記他の装置へ送信したデータのうち未達パケット数を計数する未達回数記憶ステップと、
前記有効期間における未達パケット数の平均値である基礎平均未達数を算出する有効期間平均算出ステップと、
前記有効期間よりも新しい所定の直近期間の未達パケット数の平均値である短期平均未達数を算出する直近平均算出ステップと、
前記基礎平均未達数と、前記短期平均未達数と、を用いて前記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測する未達回数予測ステップと、
前記予測された将来期間の未達パケット数に応じて前記転送装置の資源の予約量を前記転送装置に指示する資源予約ステップと、
を実行し、
前記転送装置は、
前記転送装置の資源の予約量の指示を前記送信装置から受け付けると、所定のハードウェア資源を該送信装置用に割り当てる資源調整ステップ、
を実行することを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置、通信システム、送信プログラムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を決定する処理の入力について、混雑状況を示す「Ｐａｕｓｅ」や「ＣＮ（Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」の「ＣＥＥ（Ｃｏｎｖｅｒｇｅｄ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）」機能を活用している開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０６６６２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された技術は、ＣＥＥ機能が実装される必要があるが、現実のネットワークでは必ずしも実装されるとは限られず、汎用性が低い。
【０００５】
本発明の目的は、ネットワークのスループットを向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記課題を解決すべく、本発明の一態様に係る送信装置は、所定の転送装置を経由して他の装置へデータを送信する送信装置であって、上記他の装置へ送信したデータのうち未達パケット数を計数する未達回数記憶部と、少なくとも所定の有効期間を特定する情報を含む予測情報記憶部と、上記有効期間における未達パケット数の平均値である基礎平均未達数を算出する有効期間平均算出部と、上記有効期間よりも新しい所定の直近期間の未達パケット数の平均値である短期平均未達数を算出する直近平均算出部と、上記基礎平均未達数と、上記短期平均未達数と、を用いて上記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測する未達回数予測部と、上記予測された将来期間の未達パケット数に応じて上記転送装置の資源の予約量を上記転送装置に指示する資源予約部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、上記送信装置においては、上記資源予約部は、上記予測された将来期間の未達パケット数と所定のパケットサイズとを用いて上記転送装置の資源予約量を特定する、ことを特徴とするものであってもよい。
【０００８】
また、上記送信装置においては、上記資源予約部は、上記予測された将来期間の未達パケット数と所定のパケットサイズとを用いた充足データ量と、自装置の最大転送速度を用いた基礎転送量と、を加算して上記転送装置の資源予約量を特定する、ことを特徴とするものであってもよい。
【０００９】
また、上記送信装置においては、上記予測情報記憶部には、所定の比を特定する情報が格納されており、上記未達回数予測部は、上記基礎平均未達数と、上記短期平均未達数とを上記比に従って重み付けして上記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測する、ことを特徴とするものであってもよい。
【００１０】
また、上記送信装置においては、上記予測情報記憶部には、所定の比を特定する情報が格納されており、上記未達回数予測部は、上記基礎平均未達数と、上記短期平均未達数とを上記比に従って重み付けして上記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測するものであり、予測した上記未達パケット数が実績値と異なる場合に、該実績値に近似するよう上記有効期間を変更する仮期間調整部を備える、ことを特徴とするものであってもよい。
【００１１】
また、上記送信装置においては、上記予測情報記憶部には、所定の比を特定する情報が格納されており、上記未達回数予測部は、上記基礎平均未達数と、上記短期平均未達数とを上記比に従って重み付けして上記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測するものであり、予測した上記未達パケット数が実績値と異なる場合に、該実績値に近似するよう上記比を変更する仮比率調整部を備える、ことを特徴とするものであってもよい。
【００１２】
また、上記送信装置においては、上記予測情報記憶部には、所定の比を特定する情報が格納されており、上記未達回数予測部は、上記基礎平均未達数と、上記短期平均未達数とを上記比に従って重み付けして上記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測し、予測した上記未達パケット数が実績値と異なる場合に、該実績値に近似するよう上記有効期間を変更する仮期間調整部および上記比を変更する仮比率調整部を備える、ことを特徴とするものであってもよい。
【００１３】
また、本発明に係る通信システムは、上記送信装置を備える通信システムであって、上記転送装置は、上記転送装置の資源の予約量の指示を上記送信装置から受け付けると、所定のハードウェア資源を該送信装置用に割り当てる資源調整部、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る送信プログラムは、所定の転送装置を経由して他の装置へデータを送信する送信装置の送信プログラムであって、上記送信装置は、少なくとも所定の有効期間を特定する情報を含む予測情報記憶部と、制御部と、を備え、上記制御部に、上記他の装置へ送信したデータのうち未達パケット数を計数する未達回数記憶ステップと、上記有効期間における未達パケット数の平均値である基礎平均未達数を算出する有効期間平均算出ステップと、上記有効期間よりも新しい所定の直近期間の未達パケット数の平均値である短期平均未達数を算出する直近平均算出ステップと、上記基礎平均未達数と、上記短期平均未達数と、を用いて上記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測する未達回数予測ステップと、上記予測された将来期間の未達パケット数に応じて上記転送装置の資源の予約量を上記転送装置に指示する資源予約ステップと、を実行させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る通信方法は、所定の転送装置を経由して他の装置へデータを送信する通信方法であって、上記送信装置は、少なくとも所定の有効期間を特定する情報を含む予測情報記憶部と、制御部と、を備え、上記制御部は、上記他の装置へ送信したデータのうち未達パケット数を計数する未達回数記憶ステップと、上記有効期間における未達パケット数の平均値である基礎平均未達数を算出する有効期間平均算出ステップと、上記有効期間よりも新しい所定の直近期間の未達パケット数の平均値である短期平均未達数を算出する直近平均算出ステップと、上記基礎平均未達数と、上記短期平均未達数と、を用いて上記直近期間以降の将来期間の未達パケット数を予測する未達回数予測ステップと、上記予測された将来期間の未達パケット数に応じて上記転送装置の資源の予約量を上記転送装置に指示する資源予約ステップと、を実行し、上記転送装置は、上記転送装置の資源の予約量の指示を上記送信装置から受け付けると、所定のハードウェア資源を該送信装置用に割り当てる資源調整ステップ、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ネットワークのスループットを向上させる技術を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。
【図２】未達回数記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。
【図３】予測情報記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。
【図４】仮パラメータ記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。
【図５】資源予約量記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。
【図６】送信装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図７】資源予約処理の動作フロー例を示す図である。
【図８】パラメータ調整処理の動作フロー例を示す図である。
【図９】未達パケットの例を示す図である。
【図１０】資源予約の動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る一つの実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。
【００１９】
ネットワークの通信において、パケットの衝突などによる再送を回避する方法としては、送信元ノードがパケットの送信間隔をコントロールする方法が一般的である。また、帯域の配分については、中継するルーターに設定する帯域から導いた値、又は帯域比率から導いた値に基づいて固定的に資源が割当てられる方法が採用されている。しかし、帯域情報からルーターに割り当てられる資源は、割り当て時点では接続距離（接続線の物理的な長さ）で変動する経路滞留データが考慮できずに距離ゼロを前提とせざるを得ないことが多い。この結果、パケット再送による不要な送信が継続的に発生し、スループットの悪化を招いていることがある。
【００２０】
この事象は、ノード間の接続距離が長くなると、パケットの受領を示すＡｃｋが送信元に戻ってくるまでに時間がかかるため、その間の送信側ノードは送信できると判断しパケット送信を継続することに起因すると考えられる。このとき、中継するルーターでパケットの衝突や資源量以上の転送による再送が発生すると、転送効率が悪くなるのである。一方で、送信元ノードがパケットの再送を減らすために送信間隔をコントロールする制御を行うこともできるが、これは受動的な動作であるため、外部状況に左右され、常に効果を奏するものとはいえない。
【００２１】
本発明の実施形態に係る通信システム１では、送信元が能動的に中継するルーターのバッファ（キュー）等の資源の予約量を動的に変更することで再送量を減らし、スループットの劣化を防止する。この資源の予約量の動的な変更のために、送信装置は、過去の再送量の平均と、直近の再送量の傾向と、に基づいて近い将来の資源量を算出すると共に、予測精度を高めるために演算に用いたパラメータの修正を都度行う。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。図示するように、通信システム１は、送信装置１００と、ネットワーク５０と、転送装置２００と、を備える。送信装置１００と、転送装置２００とは、ネットワーク５０を介して相互に情報の送受信ができる。
【００２３】
ネットワーク５０は、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）あるいは光ファイバーネットワーク、ギガビットネットワーク、無線通信ネットワーク等であり、送信装置１００と、転送装置２００とを通信可能に接続する。
【００２４】
送信装置１００は、いわゆるネットワークストレージ装置であって、ネットワーク５０を介して、他の装置に対して情報の提供や情報の格納機能を担う。なお、送信装置１００は、ネットワークストレージ装置に限られず、例えばパーソナルコンピューターやスマートフォン、タブレット装置等の他の装置との通信を行う端末、あるいは通信の中継を行うルーター等の通信制御装置であってもよい。
【００２５】
転送装置２００は、例えば、ルーター等の通信制御装置であって、ネットワーク５０を介して、他の装置間の情報の転送機能、再送や効率のよい通信経路の確立等の通信制御機能を担う。なお、転送装置２００は、ルーターに限られず、その他ファイアウォール等の通信装置、アプリケーションゲートウェイ等の高次の通信装置、あるいはハブ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）等の低次の通信装置であってもよい。
【００２６】
送信装置１００には、記憶部１１０と、制御部１３０と、通信部１４０と、が含まれる。記憶部１１０には、未達回数記憶部１１１と、予測情報記憶部１１２と、仮パラメータ記憶部１１３と、資源予約量記憶部１１４と、が含まれる。また、制御部１３０には、未達回数管理部１３１と、有効期間平均算出部１３２と、直近平均算出部１３３と、未達回数予測部１３４と、仮期間調整部１３５と、仮比率調整部１３６と、資源予約部１３７と、が含まれる。
【００２７】
図２は、未達回数記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。未達回数記憶部１１１には、エントリ１１１ａと、未達カウンタ取得日時１１１ｂと、取得値１１１ｃと、が含まれる。未達回数記憶部１１１は、他の装置へ送信したデータのうち未達パケット数を所定の集計期間（本実施形態では、１０分間）で計数した結果を所定の保存期間（本実施形態では、３０日間）格納する。エントリ１１１ａには、集計期間を区別するエントリ情報が格納される。未達カウンタ取得日時１１１ｂには、所定の集計期間の未達パケット数を計数した情報を取得した日時を特定する情報が格納される。取得値１１１ｃには、所定の集計期間の未達パケット数が格納される。例えば、エントリが「０」、未達カウンタ取得日時は「２０１８−０８−０１  １３：１６：００」、取得値が「１００」であれば、集計期間の最初のカウンタには、「１００」の未達パケット数が記録され、そのカウンタは２０１８年８月１日１３時１６分００秒に取得された、という情報が格納されている。
【００２８】
図３は、予測情報記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。予測情報記憶部１１２には、直近未達数１１２ａと、サンプル期間１１２ｂと、サンプル期間平均未達数１１２ｃと、平均未達数比率１１２ｄと、予測未達数１１２ｅと、が含まれる。予測情報記憶部１１２の情報は、直近の将来の予約量の予測に用いるパラメータと、統計処理した過去の未達数と、直近の将来の予約量を含むものである。
【００２９】
直近未達数１１２ａは、直近の過去の期間の未達パケット数である。サンプル期間１１２ｂは、予測時に用いるパラメータであって、過去の未達パケット数の平均値を算出する期間を特定する情報である。例えば、サンプル期間１１２ｂは、以下のパターンのいずれかであるが、これに限られるものではない。「パターン１」は、前日までの直近１ヶ月、「パターン２」は、前日までの直近１週間、「パターン３」は、前日、「パターン４」は、特定の曜日ごと、「パターン５」は、夜間、「パターン６」は、日中、である。
【００３０】
サンプル期間平均未達数１１２ｃは、サンプル期間１１２ｂにおける未達パケットの平均値を特定する情報である。
【００３１】
平均未達数比率１１２ｄは、予測時に用いるパラメータであって、過去の平均未達パケット数が占める割合（重み）を特定する情報である。
【００３２】
予測未達数１１２ｅは、予測された近い将来の期間内の未達パケット数を特定する情報である。
【００３３】
図４は、仮パラメータ記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。仮パラメータ記憶部１１３は、基本的には予測情報記憶部１１２に格納されるデータ構造と同様のデータ構造を備える。仮パラメータ記憶部１１３は、予測精度を高めるために一時的にパラメータを調整する処理において、一時的に変更したパラメータを格納するための領域である。
【００３４】
仮パラメータ記憶部１１３には、直近予測時直近未達数１１３ａと、直近予測時予測未達数１１３ｂと、仮期間１１３ｃと、仮期間平均未達数１１３ｄと、仮比率１１３ｅと、仮パラメータによる予測未達数１１３ｆと、が含まれる。つまり、仮パラメータ記憶部１１３の情報は、予約量の再予測に用いるパラメータと、当初予測時の統計処理した過去の未達数と、再予測した予約量を含むものである。
【００３５】
直近予測時直近未達数１１３ａは、直近の過去における予測時に用いた、当該時点における直近の過去の期間の未達パケット数である。直近予測時予測未達数１１３ｂは、直近の過去における予測時に用いた、当該時点において予測された近い将来の期間内の未達パケット数を特定する情報である。
【００３６】
仮期間１１３ｃは、サンプル期間の仮の設定値であり、予測時に用いるパラメータであって、過去の未達パケット数の平均値を算出する期間を特定する情報である。例えば、仮期間１１３ｃは、サンプル期間１１２ｂと同様に、以下のパターンのいずれかであるが、これに限られるものではない。「パターン１」は、前日までの直近１ヶ月、「パターン２」は、前日までの直近１週間、「パターン３」は、前日、「パターン４」は、特定の曜日ごと、「パターン５」は、夜間、「パターン６」は、日中、である。
【００３７】
仮期間平均未達数１１３ｄは、仮期間１１３ｃにおける未達パケットの平均値を特定する情報である。
【００３８】
仮比率１１３ｅは、平均未達数比率の仮の設定値であり、予測時に用いるパラメータであって、過去の平均未達パケット数が占める割合（重み）を特定する情報である。
【００３９】
仮パラメータによる予測未達数１１３ｆは、仮期間と仮比率を用いて直近の過去の期間内の未達パケット数の予測未達数を特定する情報である。
【００４０】
図５は、資源予約量記憶部に格納されるデータ構造例を示す図である。資源予約量記憶部１１４には、転送装置２００の資源を予約する際に指定する資源予約量１１４ａが格納され、本実施形態では二値化したデータ量で表されるバイト（ｂｙｔｅ）をその単位とする。しかし、これに限られず、例えば競合装置に対する相対的な予約量（例えば、ｈｉｇｈ、ｌｏｗ等）であっても良い。
【００４１】
未達回数管理部１３１は、ネットワーク５０を介して転送装置２００により他の装置へ送信したデータのうち未達パケット数を計数する。未達回数管理部１３１は、所定の集計期間（１０分間）に送信したデータのうち、規格等で定められたＲＴＯ（Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｉｍｅ  Ｏｕｔ）内にＡｃｋ応答が無かったパケット（再送対象パケット）数を、カウンタを用いて計数する。そして、集計期間を経過すると、未達回数管理部１３１は、カウンタの値を未達回数記憶部１１１へ取得値１１１ｃとして退避する。
【００４２】
有効期間平均算出部１３２は、パラメータあるいは仮パラメータで指定されるサンプル期間または仮期間に属する未達数を未達回数記憶部１１１から抽出し、未達数の平均値を算出する。
【００４３】
直近平均算出部１３３は、直近に経過した期間に属する未達数を未達回数記憶部１１１から抽出し、未達数の平均値を算出する。
【００４４】
未達回数予測部１３４は、未達回数を予測する。具体的には、未達回数予測部１３４は、有効期間平均算出部１３２が算出した所定の期間の未達数の平均値である基礎平均未達数Ｂと、直近平均算出部１３３が算出した直近に経過した期間の未達数である短期平均未達数Ｓと、比率Ｒと、を用いて、直近の将来の期間における未達数である未達パケット数Ｆを予測する。未達回数予測部１３４は、その未達パケット数Ｆの予測には、下式（１）を用いる。
【００４５】
<数１>
Ｆ＝Ｂ・Ｒ＋Ｓ・（１−Ｒ）・・・（１）
式（１）は、未達回数予測部１３４は、基礎平均未達数Ｂと、短期平均未達数Ｓとを比率Ｒに従って重み付けして、直近期間以降の将来期間の未達パケット数Ｆを予測するものである。言い換えるならば、式（１）は、過去の平均未達パケット数と、直近の未達パケットと、を用いて、過去平均を重視する度合いを示す所定の重み付けにより統合して、より精度の高い将来予測を行う式である。なお、未達回数予測部１３４は、これに限られず、過去の実績値の変動履歴を用いて、将来の推定を行う人工知能等による予測を行うものであってもよい。
【００４６】
仮期間調整部１３５は、予測した未達パケット数と実績値とを比較して、互いに異なる場合あるいはその差が所定以上に大きい場合に、予測した未達パケット数が該実績値に近似するよう有効期間を変更する。すなわち、仮期間調整部１３５は、基礎平均未達数Ｂの算出に用いる有効期間のパターンを、上記６パターンのいずれかに変更して、再度予測を行い、いずれのパターンが実績値に近くなるのかを判定し、以降の予測には実績値に近くなるパターンを採用する。
【００４７】
仮比率調整部１３６は、予測した未達パケット数と実績値とを比較して、互いに異なる場合あるいはその差が所定以上に大きい場合に、予測した未達パケット数が該実績値に近似するよう比率Ｒを変更する。すなわち、仮比率調整部１３６は、基礎平均未達数Ｂと、短期平均未達数Ｓと、を混合する比率Ｒを変更して、再度予測を行い、実績値に近くなる比率Ｒを特定し、以降の予測には実績値に近くなる比率Ｒを採用する。
【００４８】
資源予約部１３７は、予測された将来期間の未達数に応じて転送装置２００の資源の予約量を転送装置２００に指示する。具体的には、資源予約部１３７は、予測された将来期間の未達数（パケット数）と所定のパケットサイズとを用いて転送装置の資源予約量を特定する。例えば、資源予約部１３７は、予測された将来期間の未達数（パケット数）と所定のパケットサイズとを用いた充足データ量を算出し、自装置の最大転送速度を用いた基礎転送量と加算して資源予約量を特定する。
【００４９】
通信部１４０は、ネットワーク５０を介して転送装置２００との間で通信を行う。その通信には、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルによるパケット通信を採用するが、これに限られるものではない。
【００５０】
転送装置２００には、制御部２３０と、通信部２４０と、が含まれる。制御部２３０には、資源予約受付部２３１と、資源調整部２３２と、転送制御部２３３と、が含まれる。
【００５１】
資源予約受付部２３１は、送信装置１００から資源予約量の指示を受け付けると、資源調整部２３２に資源量を調整するよう要求する。
【００５２】
資源調整部２３２は、資源予約受付部２３１から資源量の調整を要求されると、指定された資源量となるように送信装置１００に応じたバッファ（送信キュー）の割り当てを変更する。資源不足で指定された資源量が確保できない場合、あるいは指定された資源が他の送信装置と競合するために資源量が確保できない場合には、資源調整部２３２は所定のルールに従って資源を割り当てる。なお、資源は、主にメモリで構成される送信制御用のバッファ、キュー等のハードウェアリソースを想定しているが、それに限られず、送信トークンの割り当て時間等、制御に関するソフトウェア上のリソースであってもよい。
【００５３】
転送制御部２３３は、割り当てられた資源を用いて、データの転送を制御する。具体的には、送信キュー等のバッファの割り当てに応じて送信を行い、エラー制御、経路探索、再送制御等を行う。なお、理論上、送信キューの割当量が多いパスについては、送信のスループットが上がり、そうでないパスについては、スループットは上がらない。すなわち、資源調整部２３２により資源を多く割り当てられた送信装置１００の送信については、未達パケットに対する再送信が減る可能性が高いため、スループットが向上しやすい。
【００５４】
通信部２４０は、ネットワーク５０を介して送信装置１００との間で通信を行う。その通信には、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルによるパケット通信を採用するが、これに限られるものではない。
【００５５】
図６は、送信装置のハードウェア構成例を示す図である。送信装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１等の演算装置と、メモリ等の主記憶装置１０２と、ハードディスクやＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の外部記憶装置１０３と、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）等の通信装置１０７と、これらをつなぐバスと、を含んで構成される。
【００５６】
主記憶装置１０２は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリである。
【００５７】
外部記憶装置１０３は、デジタル情報を記憶可能な、いわゆるハードディスクやＳＳＤ、あるいはフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置である。
【００５８】
通信装置１０７は、ネットワークケーブルを介して有線通信を行う有線の通信装置、又はアンテナを介して無線通信を行う無線通信装置である。通信装置１０７は、ネットワーク５０に接続される他の装置との通信を行う。
【００５９】
上記した未達回数管理部１３１と、有効期間平均算出部１３２と、直近平均算出部１３３と、未達回数予測部１３４と、仮期間調整部１３５と、仮比率調整部１３６と、資源予約部１３７とは、ＣＰＵ１０１に処理を行わせるプログラムによって実現される。このプログラムは、主記憶装置１０２、または外部記憶装置１０３内に記憶され、実行にあたって主記憶装置１０２上にロードされ、ＣＰＵ１０１により実行される。
【００６０】
また、記憶部１１０に格納される未達回数記憶部１１１と、予測情報記憶部１１２と、仮パラメータ記憶部１１３と、資源予約量記憶部１１４とは、主記憶装置１０２及び外部記憶装置１０３により実現される。
【００６１】
また、ＬＡＮ等に通信可能に接続する通信部１４０は、通信装置１０７により実現される。
【００６２】
以上が、本実施形態における送信装置１００のハードウェア構成例である。しかし、これに限らず、その他のハードウェアを用いて構成されるものであってもよい。例えば、パーソナルコンピューターや、ネットワークルーター、テレビジョン装置等の、各種の情報処理装置であってもよい。
【００６３】
なお、送信装置１００は、図示しないが、ＯＳ、ミドルウェア、アプリケーションなどの公知の要素を有する。
【００６４】
［動作の説明］次に、本実施形態における送信装置１００の動作を説明する。
【００６５】
図７は、資源予約処理の動作フロー例を示す図である。資源予約処理は、未達パケットの集計期間（例えば、１０分）の終了ごとに実施される。本例では、説明の便宜のため実行時点をＴ２と設定し、その直前の実行時点をＴ１と設定し、Ｔ２の次の実行時点をＴ３と設定する。つまり、Ｔ１−Ｔ２間が直近の集計期間となり、Ｔ２−Ｔ３間が次の集計期間となる。
【００６６】
まず、未達回数管理部１３１は、直近期間（Ｔ１−Ｔ２間）の未達回数カウンタの実績値を取得し予測情報記憶部１１２の直近未達数１１２ａに格納する（ステップＳ００１）。
【００６７】
そして、未達回数予測部１３４は、直近期間（Ｔ１−Ｔ２間）の未達回数カウンタの実績値は直前の実行時点Ｔ１で予測した予測値と大きく相違（例えば、予測値のプラスマイナス２０％以上相違）するか否か判定する（ステップＳ００２）。所定以上相違しない場合（ステップＳ００２にて「Ｎｏ」の場合）には、未達回数予測部１３４は、制御をステップＳ００４へ進める。
【００６８】
実績値と予測値とが所定以上相違する場合（ステップＳ００２にて「Ｙｅｓ」の場合）には、未達回数予測部１３４は、パラメータ調整処理を実施する（ステップＳ００３）。パラメータ調整処理は、後述するが、仮期間調整部１３５は、基礎平均未達数Ｂの算出に用いる有効期間のパターンを、上記６パターンのいずれかに変更するとともに、仮比率調整部１３６が、基礎平均未達数Ｂと、短期平均未達数Ｓと、を混合する比率Ｒを変更する。
【００６９】
そして、資源予約部１３７は、Ｔ２−Ｔ３間の資源予約量を予測する（ステップＳ００４）。具体的には、資源予約部１３７は、未達回数予測部１３４にパラメータを用いて次の集計期間の未達パケット数を予測させ、予測された将来期間の未達パケット数に応じて転送装置２００の資源の予約量を予測する。具体的には、未達回数予測部１３４は、有効期間平均算出部１３２に、予測情報記憶部１１２のパラメータで指定されるサンプル期間１１２ｂに属する未達パケット数を未達回数記憶部１１１の取得値１１１ｃから抽出させ、未達パケット数の平均値を算出させる。そして、未達回数予測部１３４は、直近平均算出部１３３に、直近に経過した期間（Ｔ１−Ｔ２間）に属する未達パケット数を未達回数記憶部１１１の取得値１１１ｃから抽出させ、直近期間の未達パケット数を算出させる。
【００７０】
そして、未達回数予測部１３４は、未達パケット数を予測する。具体的には、未達回数予測部１３４は、有効期間平均算出部１３２が算出した所定の期間の未達パケット数の平均値である基礎平均未達数Ｂと、直近平均算出部１３３が算出した直近に経過した期間の未達パケット数である短期平均未達数Ｓと、比率Ｒと、を用いて、直近の将来の期間における未達パケット数Ｆを予測する。未達回数予測部１３４は、その未達パケット数Ｆの予測には、上式（１）を用いる。
【００７１】
資源予約部１３７は、予測された将来期間の未達数（パケット数）と所定のパケットサイズとを用いて転送装置の資源予約量を特定する。例えば、資源予約部１３７は、予測された将来期間の未達パケット数と所定のパケットサイズとを用いた充足データ量を算出し、自装置の最大転送速度を用いた基礎転送量と加算して資源予約量を特定する。資源予約部１３７は、その算出には、下式（２）、式（３）および式（４）を用いる。
【００７２】
<数２>
資源予約量＝ベース転送バイト数＋充足バイト数・・・（２）
【００７３】
<数３>
ベース転送バイト数＝（自送信装置転送速度（ｂｐｓ）／８（ｂｉｔ））・転送効率０．０１（１％）・・・（３）
【００７４】
<数４>
充足バイト数＝予測未達数・パケットサイズ（バイト）／６００（秒）・転送効率０．０１（１％）・・・（４）
そして、資源予約部１３７は、Ｔ２−Ｔ３間の資源予約を指示する（ステップＳ００５）。具体的には、資源予約部１３７は、ステップＳ００４にて予測した資源予約量を指定する資源予約コマンドを転送装置２００に対して送信する。
【００７５】
以上が、資源予約処理の動作フローである。資源予約処理によれば、次の集計期間の開始前に、必要な転送装置の転送資源を予約することが可能となるため、未達パケットを減らし、再送回数も減らしてスループットを向上させることが可能となる。
【００７６】
図８は、パラメータ調整処理の動作フロー例を示す図である。パラメータ調整処理は、資源予約処理のステップＳ００３にて開始される。
【００７７】
まず、未達回数管理部１３１は、直近期間（Ｔ１−Ｔ２間）の未達回数カウンタの実績値を取得し仮パラメータ記憶部１１３の直近予測時直近未達数１１３aに格納する（ステップＳ１０１）。
【００７８】
そして、仮期間調整部１３５は、サンプル期間を仮に変更し仮パラメータ記憶部１１３の仮期間１１３ｃに格納する（ステップＳ１０２）。
【００７９】
そして、有効期間平均算出部１３２は、仮期間をサンプル期間とみなした基礎平均未達数を算出し仮パラメータ記憶部１１３の仮期間平均未達数１１３ｄに格納する（ステップＳ１０３）。
【００８０】
そして、仮比率調整部１３６は、比率を仮に変更し仮パラメータ記憶部１１３の仮比率１１３ｅに格納する（ステップＳ１０４）。
【００８１】
そして、未達回数予測部１３４は、仮期間をサンプル期間とみなした基礎平均未達数と仮比率とを用いて、直前期間（Ｔ１−Ｔ２間）について直前の予測時点Ｔ１における未達パケット数の再予測値を取得する（ステップＳ１０５）。この再予測には、未達回数予測部１３４は、上式（１）を用いる。
【００８２】
未達回数予測部１３４は、直前期間（Ｔ１−Ｔ２間）の未達パケット数の再予測値と直前期間（Ｔ１−Ｔ２間）の実績値とがほぼ一致する（例えば、実績値のプラスマイナス１０％以内）か否か判定する（ステップＳ１０６）。ほぼ一致しない場合（ステップＳ１０６にて「Ｎｏ」の場合）には、未達回数予測部１３４は、制御をステップＳ１０２へ戻す。
【００８３】
直前期間（Ｔ１−Ｔ２間）の未達パケット数の再予測値と直前期間（Ｔ１−Ｔ２間）の実績値とがほぼ一致する場合（ステップＳ１０６にて「Ｙｅｓ」の場合）には、未達回数予測部１３４は、仮期間と仮比率とを適用する（ステップＳ１０７）。具体的には、未達回数予測部１３４は、仮パラメータ記憶部１１３の仮期間１１３ｃと、仮比率１１３ｅと、を読み出して、予測情報記憶部１１２のサンプル期間１１２ｂと、平均未達数比率１１２ｄと、にそれぞれ格納する。
【００８４】
以上が、パラメータ調整処理の動作フローである。パラメータ調整処理によれば、サンプル期間と、比率とを変更したデータを用いて直前の状態に基づいて再予測を行って、予測対象期間の実績値と近似するパラメータを特定することができる。
【００８５】
図９は、未達パケットの例を示す図である。未達パケットの例４００では、便宜的にＴ２を現在時点として、時刻と未達数との関係のグラフ４０１が示されている。このうち、ある時点Ｔｓから、現在時点Ｔ２の直前の集計期間の始期である時点Ｔ１までの期間（Ｔｓ−Ｔ１間）の所定の条件を満たす期間が、サンプル期間４０２に相当し、有効期間となる。そして、Ｔ１−Ｔ２間が直近期間４０３に相当し、直近平均算出部１３３が直近の未達の動向として用いる未達数の規準となる期間となる。そして、Ｔ２−Ｔ３間が予測期間４０４に相当し、将来の予測対象となる集計期間となる。これを踏まえ、未達回数予測部１３４は、サンプル期間４０２の未達数の実績値と、直近期間４０３の未達数の実績値と、それらの比率とを用いて、予測期間４０４の未達数を予測する。
【００８６】
図１０は、資源予約の動作例を示す図である。図１０の例では、送信元が送信装置１００に相当し、ルーターが転送装置２００に相当し、送信先が他の装置に相当する。そして、ある時点Ｔ１において、送信元はＴ０−Ｔ１間の未達数の実績値に基づいてＴ１−Ｔ２間の予測未達数を算出し、予測未達数に基づいて資源（キュー）予約の指示を行う。送信元から送信先への経路がパス０と設定されていると、図１０の例では２つのキューが予約される。そして、送信元は１５００バイトのパケットを４つ送出すると、キューからあふれた２パケット分の３０００バイトはＡｃｋ応答をＲＴＯ内に得られず、再送することとなる。この再送時に、未達カウンタを３０００バイト分インクリメントすることで、未達数をカウントする。
【００８７】
そして、Ｔ１−Ｔ２間のカウンタが集計期間終了時に未達回数記憶部１１１に格納され、これを実績として時点Ｔ２においてＴ２−Ｔ３間の未達数が予測される。しかし、予測に先立ち、Ｔ１−Ｔ２間の未達数の実績値がＴ１時点での予測未達数と大きく相違する場合には、パラメータ調整処理が行われ、パラメータであるサンプル期間と比率が調整される。
【００８８】
Ｔ２−Ｔ３間の予測後、予測値に基づいて、送信元は資源（キュー）予約の指示を行う。図１０の例では３つのキューが予約される。そして、送信元は１５００バイトのパケットを３つ送出すると、３パケット分の４５００バイトはすべてＡｃｋ応答をＲＴＯ内に得られ、再送が不要となる。この場合、未達カウンタは増加しない。
【００８９】
そして、Ｔ２−Ｔ３間のカウンタが集計期間終了時に未達回数記憶部１１１に格納され、これを実績として時点Ｔ３においてＴ３−Ｔ４間の未達数が予測される。Ｔ２−Ｔ３間の未達数の実績値がＴ２時点での予測未達数と大きく相違しない場合には、パラメータ調整処理は行われず、パラメータであるサンプル期間と比率は継続使用される。
【００９０】
Ｔ３−Ｔ４間の予測後、予測値に基づいて、送信元は資源（キュー）予約の指示を行う。図１０の例では３つのキューが予約される。そして、送信元は１５００バイトのパケットを３つ送出すると、３パケット分の４５００バイトはすべてＡｃｋ応答をＲＴＯ内に得られ、再送が不要となる。この場合も、未達カウンタは増加しない。
【００９１】
以上、実施形態に係る通信システム１について具体的に説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、未達回数管理部１３１、有効期間平均算出部１３２、直近平均算出部１３３、未達回数予測部１３４、仮期間調整部１３５、仮比率調整部１３６、資源予約部１３７のそれぞれは、転送装置２００に設けられ、転送装置２００自身の資源調整に用いられるものであってもよい。
【００９２】
なお、上記した実施形態では本発明を分かりやすく説明するために構成を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００９３】
また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【００９４】
また、上記した各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば別の装置で実行してネットワークを介して統合処理する等により分散システムで実現してもよい。
【００９５】
また、上記した実施形態の技術的要素は、単独で適用されてもよいし、プログラム部品とハードウェア部品のような複数の部分に分けられて適用されるようにしてもよい。
【００９６】
以上、本発明について、実施形態を中心に説明した。
【符号の説明】
【００９７】
１・・・通信システム、５０・・・ネットワーク、１００・・・送信装置、１１０・・・記憶部、１１１・・・未達回数記憶部、１１２・・・予測情報記憶部、１１３・・・仮パラメータ記憶部、１１４・・・資源予約量記憶部、１３０・・・制御部、１３１・・・未達回数管理部、１３２・・・有効期間平均算出部、１３３・・・直近平均算出部、１３４・・・未達回数予測部、１３５・・・仮期間調整部、１３６・・・仮比率調整部、１３７・・・資源予約部、１４０・・・通信部、２００・・・転送装置、２３０・・・制御部、２３１・・・資源予約受付部、２３２・・・資源調整部、２３３・・・転送制御部、２４０・・・通信部
【図１】
2020053855.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020053855.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2020053855.tif 000008
【図７】
2020053855.tif 000009
【図８】
2020053855.tif 000010
【図９】
2020053855.tif 000011
【図１０】
2020053855.tif 000012