(57)【要約】【課題】従来からある通信の公平性を維持しつつ、広帯域の通信アクセス帯域を十分に利用し高いデータ転送レートの通信を実現する。【解決手段】端末１ａ〜１ｃは通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃの可用帯域情報をパケットに付加してサーバ２に送信する。サーバ２は、レイヤー４の通信プロトコルによるデータ送信を行うデータ送信機能部２ａと、可用帯域別に送信用の通信量制御パラメータを記憶する可用帯域別送信パラメータ記憶部２ｂと、受信したパケットに含まれる可用帯域情報に基づきデータ送信機能部２ａにおける送信用の通信量制御パラメータを変更するパラメータ変更機能部２ｃとを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信アクセス回線を介してネットワークに収容された端末と、前記端末と通信を行うサーバとを備え、前記端末と前記サーバとの間にレイヤー４のコネクションを形成してこのコネクション上でデータ通信を行うデータ通信システムにおいて、
前記サーバは、前記端末から受信したパケットに含まれる当該端末が用いる通信アクセス回線の可用帯域情報に基づきレイヤー４における送信用の通信量制御パラメータを変更するパラメータ変更手段を備えた
ことを特徴とするデータ通信システム。
【請求項２】
前記端末は、前記サーバに対するデータ送信要求に係るパケットに自身が用いる通信アクセス回線の可用帯域情報を付加する
ことを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。
【請求項３】
前記端末との通信アクセス回線を終端して当該端末をネットワークに収容するアクセス終端装置を備え、
前記アクセス終端装置は、前記端末から前記サーバへ中継するパケットに当該端末が用いる通信アクセス回線の可用帯域情報を付加する
ことを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。
【請求項４】
通信アクセス回線を介してネットワークに収容された端末と、前記端末と通信を行うサーバとを備え、前記端末と前記サーバとの間にレイヤー４のコネクションを形成してこのコネクション上でデータ通信を行うデータ通信システムにおいて、
前記サーバは、通信アクセス回線の可用帯域に対応し且つそれぞれレイヤー４における送信用の通信量制御パラメータが異なる複数の可用帯域対応サーバからなるとともに、
前記端末から受信した名前解決要求パケットに含まれる当該端末が用いる通信アクセス回線の可用帯域情報に基づき前記複数の可用帯域対応サーバの何れかのレイヤー３アドレスを回答する名前解決サーバとを備えた
ことを特徴とするデータ通信システム。
【請求項５】
通信アクセス回線を介してネットワークに収容された端末と、前記端末と通信を行うサーバとを備え、前記端末と前記サーバとの間にレイヤー４のコネクションを形成してこのコネクション上でデータ通信を行うデータ通信方法であって、
前記サーバのパラメータ変更手段が、前記端末から受信したパケットに含まれる当該端末が用いる通信アクセス回線の可用帯域情報に基づきレイヤー４における送信用の通信量制御パラメータを変更する
ことを特徴とするデータ通信方法。
【請求項６】
通信アクセス回線を介してネットワークに収容された端末と、前記端末と通信を行うサーバとを備え、前記端末と前記サーバとの間にレイヤー４のコネクションを形成してこのコネクション上でデータ通信を行うデータ通信方法であって、
前記サーバとして、通信アクセス回線の可用帯域に対応し且つそれぞれレイヤー４における送信用の通信量制御パラメータが異なる複数の可用帯域対応サーバを配置し、
名前解決サーバが、前記端末から受信した名前解決要求パケットに含まれる当該端末が用いる通信アクセス回線の可用帯域情報に基づき前記複数の可用帯域対応サーバの何れかのレイヤー３アドレスを回答する
ことを特徴とするデータ通信方法。
【請求項７】
コンピュータを請求項１乃至３に記載の各部として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末・サーバ間のデータ通信におけるデータ転送レートを向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
４Ｋ解像度の動画等の大容量なデータをダウンロードする端末および配信するサーバおよびサービスが普及したことにより、ダウンロード通信の高速化が求められている。また、４Ｋ動画等を撮影し大容量なデータを生成する端末が普及したことにより、動画共有を行うＳＮＳ（Social Networking Service）などのＷｅｂアプリケーションサービスやクラウドストレージサービスへのアップロード通信の高速化が求められている。
【０００３】
サーバがデータの送信ノードとなるダウンロード通信、および端末がデータの送信ノードとなるアップロード通信の速度（通信が完了するまでの時間）を決める一つの要素として通信アクセス規格がある。現在、普及している通信アクセス規格には、無線アクセスではＬＴＥ（Long Term Evolution）（３ＧＰＰ：3rd Generation Partnership Project）、有線アクセスではＧ−ＰＯＮ（Gigabit Passive-Optical Network）（ITU-T G.984）などがあり、１０Ｍｂｐｓ〜１Ｇｂｐｓ程度の通信が利用可能である。
【０００４】
さらに今後標準化され、普及が見込まれる通信アクセス規格として、無線アクセスでは最大伝送速度６．９３Ｇｂｐｓを提供する無線ＬＡＮ規格ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｙ、２０Ｇｂｐｓを提供する５Ｇ（第５世代移動通信システム）（３ＧＰＰ）、有線アクセスでは最大伝送速度１０Ｇｂｐｓを提供する１０Ｇ−ＥＰＯＮ（10Gigabit-Ethernet PON）、１０Ｇ−ＰＯＮ（10Gigabit-PON）（ITU-T G.987）などがあり、通信アクセス回線の広帯域化が見込まれる。しかし、通信アクセス規格はダウンロード通信、アップロード通信の速度を決める一つの要素に過ぎず、実際にはＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルのレイヤー４のＴＣＰ（Transmission Control Protocol）、ＱＵＩＣ等の通信プロトコルの制御により、通信の速度は決まる。
【０００５】
現在のインターネット通信では、通信ノードが多数存在することを前提に、一部のノードが通信帯域を独占しないよう公平な通信を実現する仕組みが設けられている。非特許文献１に記載のＯＳＩ参照モデルのレイヤー４に位置づけられるＴＣＰは、データを送信するノードのＴＣＰウィンドウサイズ上限、ＴＣＰコネクション最大数制限、ＴＣＰ輻輳制御（非特許文献２）などの通信量制御パラメータにより、一部の受信ノードが通信帯域を独占できない公平な通信を実現できる仕組みを提供している。ＴＣＰウィンドウサイズ上限はデータの送信ノードのＯＳやＯＳ上のアプリケーションによって決められており、ＴＣＰコネクション数は送信ノード、受信ノード両方によって決められる。ＴＣＰ以外のレイヤー４の通信プロトコルである非特許文献３に記載のＱＵＩＣについても、ＴＣＰと同様に公平な通信を実現できる仕組みを提供している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】"TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL", RFC793, 1981年9月
【非特許文献２】"TCP Congestion Control", RFC5681, 2009年9月
【非特許文献３】"QUIC: A UDP-Based Secure and Reliable Transport for HTTP/2 draft-hamilton-early-deployment-quic-00"，IETF Internet-Draft, 2016年7月
【非特許文献４】"Mobile Throughput Guidance Inband Signaling Protocol draft-flinck-mobile-throughput-guidance-03.txt", IETF Internet-Draft, 2015年9月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１に従来一般的に用いられているネットワーク構成を示す。図１は従来のネットワーク構成を説明する概略図である。端末１ａ〜１ｃは、キャリアネットワークなどの第１のネットワーク１０に配置されたアクセス終端装置１１に収容されている。アクセス終端装置１１は、アクセス回線の通信アクセス規格に対応したものであり、例えばＬＴＥ規格の無線アクセス回線の場合にはｅＮＢ（ｅＮｏｄｅＢ）が相当し、例えば光アクセス回線の場合にはＯＬＴ（Optical Line Terminal）が相当する。第１のネットワーク１０は、インターネットなどの第２のネットワーク２０と接続している。サーバ２は第２のネットワーク２０に配置されている。端末１ａ〜１ｃとサーバ２との間にはＴＣＰコネクションが形成され、このＴＣＰコネクション上で上り方向のデータ通信（アップロード通信）や下り方向のデータ通信（ダウンロード通信）が行われる。
【０００８】
ここで、端末１ａ〜１ｃとアクセス終端装置１１との間の通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃの通信帯域は、通信アクセス規格や例えば電波受信状況などの通信状況により通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃ間で異なる。また、通信アクセス帯域は、例えば電波受信状況などの通信状況により経時的に変化する。図１では、通信アクセス回線１２ａの帯域幅が１００Ｍｂｐｓであり、通信アクセス回線１２ｂの帯域幅が１Ｇｂｐｓであり、通信アクセス回線１２ｃの帯域幅が１０Ｇｂｐｓである場合を例示している。
【０００９】
このような従来の構成では、前述の公平性の仕組みにより、サーバ側において最大ウィンドウサイズや最大コネクション数を制限しているため、通信アクセス帯域が大きくても通信の往復遅延時間が一定であればデータ転送レート（ｂｐｓ）が一定以上上がらない。このため、今後標準化され実用化が想定される５Ｇ、ＩＥＥＥ８０２．３ａｙ、１０Ｇ−ＥＰＯＮ等の広帯域アクセスの性能を十分に生かせないという課題がある。
【００１０】
図２は１０Ｇｂｐｓの通信アクセス帯域を利用可能な端末１ｃ（受信ノード）、サーバ２（送信ノード）、ネットワーク機器により実測により課題を示したグラフであり、横軸に送信ノードと受信ノードの間の往復通信遅延時間、縦軸にデータ転送レートを取っている。ＴＣＰのデータ転送レートは、通信アクセス帯域が十分にある場合、以下の式で決定され、送信バッファは送信ノードのＯＳのＴＣＰウィンドウサイズ上限により決まるため、通信の往復遅延時間が大きくなるとデータ転送レート［ｂｐｓ］は低くなる。通信アクセス帯域が１Ｇｂｐｓや１００Ｍｂｐｓ程度であれば、問題になることはないが、１０Ｇｂｐｓの帯域であるとデータ転送レートが向上しないことが分かる。
【００１１】
【数１】
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【００１２】
ＴＣＰウィンドウサイズ上限を上げたり、ＴＣＰのコネクション数などの送信パラメータを増やすことによりデータ転送レートは上昇するが、多数の端末やサーバが利用するネットワークにおいて、例えば一つのサーバと端末間の通信が帯域やサーバ、ネットワークリソースを独占することになるため、ある送信ノードと受信ノード間の通信でこれらのパラメータ値を単純に増やせない。
【００１３】
実際、送信ノードのＯＳにおいて、ＴＣＰでデータ送信する際のウィンドウサイズの上限を設定したり、１つの端末あたりのＴＣＰコネクション数を数本に制限するなどの制限を設けているのが現状である。また、端末側のＷｅｂブラウザにおいてＴＣＰコネクション数の上限を数本に制限し、一つの端末がたくさんのＴＣＰコネクションを利用できないようにする制限が設けられている。このため、図２に示したように往復遅延時間が非常に小さくない限り、データ転送レートは通信アクセスの限界まで利用することができない。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来からある通信の公平性を維持しつつ、広帯域の通信アクセス帯域を十分に利用し高いデータ転送レートの通信を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記目的を達成するために、送信ノードと受信ノードが可用帯域情報に適した通信量制御パラメータを設定し、データを送信することで通信アクセスが広帯域で受信ノード数も少ないときには高速なデータ転送を行い、通信アクセスが狭帯域であるときには公平性の高い低速なデータ転送を行うことを実現する。
【００１６】
すなわち、本願発明は、通信アクセス回線を介してネットワークに収容された端末と、前記端末と通信を行うサーバとを備え、前記端末と前記サーバとの間にレイヤー４のコネクションを形成してこのコネクション上でデータ通信を行うデータ通信システムにおいて、前記サーバは、前記端末から受信したパケットに含まれる当該端末が用いる通信アクセス回線の可用帯域情報に基づきレイヤー４における送信用の通信量制御パラメータを変更するパラメータ変更手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本願発明は、通信アクセス回線を介してネットワークに収容された端末と、前記端末と通信を行うサーバとを備え、前記端末と前記サーバとの間にレイヤー４のコネクションを形成してこのコネクション上でデータ通信を行うデータ通信システムにおいて、前記サーバは、通信アクセス回線の可用帯域に対応し且つそれぞれレイヤー４における送信用の通信量制御パラメータが異なる複数の可用帯域対応サーバからなるとともに、前記端末から受信した名前解決要求パケットに含まれる当該端末が用いる通信アクセス回線の可用帯域情報に基づき前記複数の可用帯域対応サーバの何れかのレイヤー３アドレスを回答する名前解決サーバとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、端末が用いる可用帯域に適した送信用の通信量制御パラメータによりレイヤー４におけるデータ通信が行われるので、通信アクセスが広帯域で送受信ノード数も少ないときには高速なデータ転送を行い、通信アクセスが狭帯域であるときには公平性の高い低速なデータ転送を行うことを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来のデータ通信システムの構成図
【図２】従来のデータ通信システムにおける課題を説明するグラフ
【図３】第１の実施形態に係るデータ通信システムの構成図
【図４】送信ノードとしてのサーバの構成図
【図５】可用帯域別送信パラメータ記憶部のデータ例
【図６】送信ノードとしてのサーバの動作を説明するフローチャート
【図７】第１の実施の形態に係るデータ通信システムのシーケンス図（１／２）
【図８】第１の実施の形態に係るデータ通信システムのシーケンス図（２／２）
【図９】第１の実施の形態の効果を説明するグラフ
【図１０】第２の実施形態に係るデータ通信システムの構成図
【図１１】送信ノードとしてのサーバの構成図
【図１２】可用帯域別送信パラメータ記憶部のデータ例
【図１３】送信ノードとしてのサーバの動作を説明するフローチャート
【図１４】第２の実施の形態に係るデータ通信システムのシーケンス図（１／２）
【図１５】第２の実施の形態に係るデータ通信システムのシーケンス図（２／２）
【図１６】第２の実施の形態の効果を説明するグラフ
【図１７】第３の実施形態に係るデータ通信システムの構成図
【図１８】ネームサーバのサーバの構成図
【図１９】可用帯域別アドレス記憶部のデータ例
【図２０】送信ノードとしてのサーバの動作を説明するフローチャート
【図２１】第３の実施の形態に係るデータ通信システムのシーケンス図（１／２）
【図２２】第３の実施の形態に係るデータ通信システムのシーケンス図（２／２）
【図２３】第３の実施の形態の効果を説明するグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るデータ通信システムについて図面を参照して説明する。図３は第１の実施の形態に係るデータ通信システムを説明するネットワーク構成図である。
【００２１】
図３に示すように、端末１ａ〜１ｃは、キャリアネットワークなどの第１のネットワーク１０に配置されたアクセス終端装置１１に収容されている。アクセス終端装置１１は、アクセス回線の通信アクセス規格に対応したものであり、例えばＬＴＥ規格の無線アクセス回線の場合にはｅＮＢ（eNodeB）が相当し、例えば光アクセス回線の場合にはＯＬＴ（Optical Line Terminal）が相当する。第１のネットワーク１０は、インターネットなどの第２のネットワーク２０と接続している。サーバ２は第２のネットワーク２０に配置されている。端末１ａ〜１ｃとサーバ２との間にはＴＣＰコネクションが形成され、このＴＣＰコネクション上で上り方向のデータ通信（アップロード通信）や下り方向のデータ通信（ダウンロード通信）が行われる。
【００２２】
ここで、端末１ａ〜１ｃとアクセス終端装置１１との間の通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃの通信帯域は、通信アクセス規格や例えば電波受信状況などの通信状況により通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃ間で異なる。また、通信アクセス帯域は、例えば電波受信状況などの通信状況により経時的に変化しうる。図３では、通信アクセス回線１２ａの帯域幅が１００Ｍｂｐｓであり、通信アクセス回線１２ｂの帯域幅が１Ｇｂｐｓであり、通信アクセス回線１２ｃの帯域幅が１０Ｇｂｐｓである場合を例示している。
【００２３】
本実施の形態では、端末１ａ〜１ｃ・サーバ２間に形成されたＴＣＰコネクション上のデータ通信において、端末１ａ〜１ｃがサーバ２に対してデータのダウンロード要求を行い、サーバ２が端末１ａ〜１ｃにデータを送信する場合について説明する。すなわち、端末１ａ〜１ｃが受信ノードであり、サーバ２が送信ノードである場合について説明する。前記ＴＣＰコネクション上でのデータ通信用のプロトコルとしては種々のものを用いることができる。本実施の形態では、レイヤー７の通信プロトコルであるＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）について例示する。
【００２４】
本実施の形態では、端末１ａ〜１ｃは、自身が収容されている通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃの情報として少なくとも可用帯域情報をサーバ２に送信する（図１の点線矢印参照）。当該可用帯域情報の送信方法として、本実施の形態では、端末１ａ〜１ｃは、データ通信用プロトコルに係るパケットのヘッダに可用帯域情報を付加する。これにより、少なくとも、データ通信用プロトコルにおけるダウンロード要求に、可用帯域情報が含まれることになる。ここで、可用帯域情報とは、後述するようにデータ通信の送信用の通信量制御パラメータの決定に用いられる情報であり、通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃの可用帯域を示す可用帯域値そのものだけでなく、可用帯域値の範囲を示す情報や、可用帯域値や範囲情報に対応する識別情報であってもよい。また、可用帯域情報は、付加情報として可用帯域値を推定することが可能な情報又は通信量制御パラメータの決定に用いられる情報を含んでいてもよい。付加情報としては、例えば、通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃの回線種別情報や通信規格情報などが挙げられる。他の実施の形態においても同様である。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る送信ノードとしてのサーバについて図４を参照して説明する。図４にサーバの構成図を示す。サーバ２は、図４に示すように、データ送信機能部２ａと、可用帯域別送信パラメータ記憶部２ｂと、送信パラメータ変更機能部２ｃを備えている。
【００２６】
データ送信機能部２ａは、ＴＣＰなどレイヤー４のプロトコルによるデータ送信を行うものであり、周知のフロー制御機能・輻輳制御機能を有している。データ送信機能部２ａのパケット通信量、すなわちデータ送信機能部２ａによるデータ転送レートは、通信量制御パラメータにより決定される。通信量制御パラメータとしては、Ｌ４ウィンドウサイズ上限などレイヤー４のプロトコルで用いられる制御値、Ｌ４輻輳制御アルゴリズム種別などレイヤー４のプロトコルで用いられるアルゴリズム、Ｌ４最大コネクション数などレイヤー４のプロコトルにより形成されるコネクション数、などが挙げられる。
【００２７】
可用帯域別送信パラメータ記憶部２ｂは、図５に示すように、可用帯域別に送信用の通信量制御パラメータを記憶する。図５の例では、通信量制御パラメータとして、可用帯域値やアクセス回線種別に応じたＬ４ウィンドウサイズ上限、Ｌ４輻輳制御アルゴリズム、Ｌ４最大コネクション数を記憶している。
【００２８】
送信パラメータ変更機能部２ｃは、端末１ａ〜１ｃから受信したパケットに含まれる可用帯域情報に基づきデータ送信機能部２ｃにおける送信用の通信量制御パラメータを変更する。
【００２９】
次に、サーバの動作について図６のフローチャートを参照して説明する。送信パラメータ変更機能部２ｃは、端末１ａ〜１ｃから前記ダウンロード要求を受信すると（ステップＳ１）、当該ダウンロード要求に可用帯域情報が含まれているかを判定する（ステップＳ２）。可用帯域情報が含まれていない場合、送信パラメータ変更機能部２ｃは標準設定の送信パラメータでデータ送信を実施する（ステップＳ３）。
【００３０】
一方、可用帯域情報が含まれている場合、送信パラメータ変更機能部２ｃは、ダウンロード要求から可用帯域情報を取り出し（ステップＳ４）、前記可用帯域別送信パラメータ記憶部２ｂを参照して、端末１ａ〜１ｃで用いられている通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃに適した送信用の通信量制御パラメータを決定し、前記データ送信機能部２ａにおける送信用の通信量制御パラメータを変更する（ステップＳ５）。そしてデータ送信機能部２ａは、変更された送信用の通信量制御パラメータでデータ送信を実施する（ステップＳ６）。
【００３１】
次に、本実施の形態に係るデータ通信システムのシーケンスについて図７及び図８のシーケンス図を参照して説明する。
【００３２】
ここでは、端末１は、狭帯域の通信アクセス回線１２を利用しているときにデータ通信を開始したものとする（ステップＳ１１）。端末１がサーバ２に対して可用帯域情報が含まれるダウンロード要求を送信すると（ステップＳ１２）、サーバ２は狭帯域に適したトランスポート制御で送信を行う（ステップＳ１３）。したがって、低データ転送レートでダウンロード処理が実施される（ステップＳ１４）。
【００３３】
ここで、端末１が、移動等により中帯域の通信アクセス回線１２の利用を開始する（ステップＳ１５）。端末１がサーバ２に対して可用帯域情報が含まれるダウンロード要求を送信すると（ステップＳ１６）、サーバ２は中帯域に適したトランスポート制御で送信を行う（ステップＳ１７）。したがって、中データ転送レートでダウンロード処理が実施される（ステップＳ１８）。
【００３４】
ここで、端末１が、移動等により広帯域の通信アクセス回線１２の利用を開始する（ステップＳ１９）。端末１がサーバ２に対して可用帯域情報が含まれるダウンロード要求を送信すると（ステップＳ２０）、サーバ２は広帯域に適したトランスポート制御で送信を行う（ステップＳ２１）。したがって、高データ転送レートでダウンロード処理が実施される（ステップＳ２２）。
【００３５】
図９に本実施の形態に係るデータ通信システムの効果を説明するグラフを示す。図９からも明らかなように、本実施の形態に係るデータ通信システムによれば、広帯域（図９では１０Ｇｂｐｓ）のアクセス回線におけるデータ転送レートが、従来のもの（点線参照）と比較して向上していることが分かる。
【００３６】
このように本実施の形態に係るデータ通信システムによれば、サーバ２のデータ送信機能部２ａは、端末１が利用している通信アクセス回線１２の可用帯域に適した送信用の通信量制御パラメータでデータ送信が行われるので、通信アクセスが広帯域で受信ノード数も少ないときには高速なデータ転送を行い、通信アクセスが狭帯域であるときには公平性の高い低速なデータ転送を行うことを実現することができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るデータ通信システムについて図面を参照して説明する。図１０は第２の実施の形態に係るデータ通信システムを説明するネットワーク構成図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付した。
【００３８】
本実施の形態に係るデータ通信システムが第１の実施の形態と異なる点は、可用帯域情報を付加する主体にある。具体的には、上記第１の実施の形態では各端末１ａ〜１ｃにおいて可用帯域情報を付加していたが、図１０に示すように、本実施の形態ではアクセス終端装置１１またはアクセス終端装置１１に接続するサーバにおいて可用帯域情報を付加する点で両者は相違する。可用帯域情報を付加する方法としては、非特許文献４に記載のスループット情報を付加する方法などを想定する。
【００３９】
アクセス終端装置１１は、レイヤー４より上位レイヤーのデータ通信用プロトコルにより端末１ａ〜１ｃからサーバ２に送信されるデータグラム内に、当該端末１ａ〜１ｃが用いている通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃの情報として少なくとも可用帯域情報を付加する。これにより、データ通信用プロトコルにおけるダウンロード要求に、可用帯域情報が含まれることになる。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る送信ノードとしてのサーバについて図１１を参照して説明する。図１１にサーバの構成図を示す。サーバ２は、第１の実施の形態と同様に、データ送信機能部２ａと、可用帯域別送信パラメータ記憶部２ｂと、送信パラメータ変更機能部２ｃを備えている。
【００４１】
データ送信機能部２ａは、ＴＣＰなどレイヤー４のプロトコルによるデータ送信を行うものであり、周知のフロー制御機能・輻輳制御機能を有している。データ送信機能部２ａのパケット通信量、すなわちデータ送信機能部２ａによるデータ転送レートは、通信量制御パラメータにより決定される。通信量制御パラメータとしては、Ｌ４ウィンドウサイズ上限などレイヤー４のプロトコルで用いられる制御値、Ｌ４輻輳制御アルゴリズム種別などレイヤー４のプロトコルで用いられるアルゴリズム、Ｌ４最大コネクション数などレイヤー４のプロコトルにより形成されるコネクション数、などが挙げられる。
【００４２】
可用帯域別送信パラメータ記憶部２ｂは、図１２に示すように、可用帯域別に送信用の通信量制御パラメータを記憶する。図１２の例では、可用帯域値やアクセス回線種別に応じた通信量制御パラメータとして、Ｌ４ウィンドウサイズ上限、Ｌ４輻輳制御アルゴリズム、Ｌ４最大コネクション数を記憶している。
【００４３】
送信パラメータ変更機能部２ｃは、端末１ａ〜１ｃから受信したパケットに含まれるアクセス終端装置１１によって付加された可用帯域情報に基づき、データ送信機能部２ａにおける送信用の通信量制御パラメータを変更する。
【００４４】
次に、サーバの動作について図１３のフローチャートを参照して説明する。送信パラメータ変更機能部２ｃは、端末１ａ〜１ｃから前記ダウンロード要求を受信すると（ステップＳ３１）、当該ダウンロード要求に可用帯域情報が含まれているかを判定する（ステップＳ３２）。可用帯域情報が含まれていない場合、送信パラメータ変更機能部２ｃは直前に用いていた送信パラメータでデータ送信を実施する（ステップＳ３３）。これは、本実施の形態では全てのパケットに可用帯域情報が含まれているとは限らないためである。なお、初回のパケットに可用帯域情報が含まれていない場合については標準の送信パラメータを用いる。
【００４５】
一方、可用帯域情報が含まれている場合、送信パラメータ変更機能部２ｃは、ダウンロード要求から可用帯域情報を取り出し（ステップＳ３４）、前記可用帯域別送信パラメータ記憶部２ｂを参照して、端末１ａ〜１ｃで用いられている通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃに適した送信用の通信量制御パラメータを決定し、前記データ送信機能部２ａにおける送信用の通信量制御パラメータを変更する（ステップＳ３５）。そしてデータ送信機能部２ａは、変更された送信用の通信量制御パラメータでデータ送信を実施する（ステップＳ３６）。
【００４６】
次に、本実施の形態に係るデータ通信システムのシーケンスについて図１４及び図１５のシーケンス図を参照して説明する。
【００４７】
ここでは、端末１は、狭帯域の通信アクセス回線１２を利用しているときにデータ通信を開始したものとする（ステップＳ４１）。端末１がサーバ２に対してダウンロード要求を送信すると（ステップＳ４２）、アクセス終端装置１１が可用帯域情報を付加し、当該可用帯域情報が付加されたダウンロード要求がサーバ２によって受信される（ステップＳ４３）。そして、サーバ２は狭帯域に適したトランスポート制御で送信を行う（ステップＳ４４）。したがって、低データ転送レートでダウンロード処理が実施される（ステップＳ４５）。
【００４８】
ここで、端末１が、移動等により中帯域の通信アクセス回線１２の利用を開始する（ステップＳ４６）。端末１がサーバ２に対してダウンロード要求を送信すると（ステップＳ４７）、アクセス終端装置１１が可用帯域情報を付加し、当該可用帯域情報が付加されたダウンロード要求がサーバ２によって受信される（ステップＳ４８）。そして、サーバ２は中帯域に適したトランスポート制御で送信を行う（ステップＳ４９）。したがって、中データ転送レートでダウンロード処理が実施される（ステップＳ５０）。
【００４９】
ここで、端末１が、移動等により広帯域の通信アクセス回線１２の利用を開始する（ステップＳ５１）。端末１がサーバ２に対してダウンロード要求を送信すると（ステップＳ５２）、アクセス終端装置１１が可用帯域情報を付加し、当該可用帯域情報が付加されたダウンロード要求がサーバ２によって受信される（ステップＳ５３）。そして、サーバ２は広帯域に適したトランスポート制御で送信を行う（ステップＳ５４）。したがって、高データ転送レートでダウンロード処理が実施される（ステップＳ５５）。
【００５０】
図１６に本実施の形態に係るデータ通信システムの効果を説明するグラフを示す。図１６からも明らかなように、本実施の形態に係るデータ通信システムによれば、広帯域（図１６では１０Ｇｂｐｓ）のアクセス回線におけるデータ転送レートが、従来のもの（点線参照）と比較して向上していることが分かる。
【００５１】
このように本実施の形態に係るデータ通信システムによれば、サーバ２のデータ送信機能部２ａは、端末１が利用している通信アクセス回線１２の可用帯域に適した送信用の通信量制御パラメータでデータ送信が行われるので、通信アクセスが広帯域で受信ノード数も少ないときには高速なデータ転送を行い、通信アクセスが狭帯域であるときには公平性の高い低速なデータ転送を行うことを実現することができる。
【００５２】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係るデータ通信システムについて図面を参照して説明する。図１７は第３の実施の形態に係るデータ通信システムを説明するネットワーク構成図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付した。
【００５３】
図１７に示すように、端末１ａ〜１ｃは、キャリアネットワークなどの第１のネットワーク１０に配置されたアクセス終端装置１１に収容されている。アクセス終端装置１１は、アクセス回線の通信アクセス規格に対応したものであり、例えばＬＴＥ規格の無線アクセス回線の場合にはｅＮＢ（eNodeB）が相当し、例えば光アクセス回線の場合にはＯＬＴ（Optical Line Terminal）が相当する。第１のネットワーク１０は、インターネットなどの第２のネットワーク２０と接続している。第２のネットワーク２０には、複数のサーバ２ａ〜２ｃと、ネームサーバ３が配置されている。端末１ａ〜１ｃとサーバ２ａ〜２ｃとの間にはＴＣＰコネクションが形成され、このＴＣＰコネクション上で上り方向のデータ通信（アップロード通信）や下り方向のデータ通信（ダウンロード通信）が行われる。
【００５４】
ここで、端末１ａ〜１ｃとアクセス終端装置１１との間の通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃの通信帯域は、通信アクセス規格や例えば電波受信状況などの通信状況により通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃ間で異なる。また、通信アクセス帯域は、例えば電波受信状況などの通信状況により経時的に変化する。図１７では、通信アクセス回線１２ａの帯域幅が１００Ｍｂｐｓであり、通信アクセス回線１２ｂの帯域幅が１Ｇｂｐｓであり、通信アクセス回線１２ｃの帯域幅が１０Ｇｂｐｓである場合を例示している。
【００５５】
サーバ２ａ〜２ｃは、通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃの可用帯域に対応し且つそれぞれレイヤー４における送信用の通信量制御パラメータが異なっている。図１７の例では、サーバ２ａが狭帯域用の通信量制御パラメータが設定されたサーバであり、サーバ２ｂが中帯域用の通信量制御パラメータが設定されたサーバであり、サーバ２ｃが広帯域用の通信量制御パラメータが設定されたサーバである。各サーバ２ａ〜２ｃは、それぞれ、自身が対応する可用帯域に適した送信用の通信量制御パラメータでデータ通信を実施するように予め設定されている。また、サーバ２ａ〜２ｃにはそれぞれ異なるＬ３アドレスであるＩＰアドレスが付されている。
【００５６】
ここで通信量制御パラメータとは、レイヤー４のプロコトルによるデータ通信の通信量すなわちデータ転送レートを決定するパラメータである。通信量制御パラメータとしては、Ｌ４ウィンドウサイズ上限などレイヤー４のプロトコルで用いられる制御値、Ｌ４輻輳制御アルゴリズム種別などレイヤー４のプロトコルで用いられるアルゴリズム、Ｌ４最大コネクション数などレイヤー４のプロコトルにより形成されるコネクション数、などが挙げられる。
【００５７】
本実施の形態では、端末１ａ〜１ｃ・サーバ２ａ〜２ｃ間に形成されたＴＣＰコネクション上のデータ通信において、端末１ａ〜１ｃがサーバ２ａ〜２ｃに対してデータのダウンロード要求を行い、サーバ２ａ〜２ｃが端末１ａ〜２ｃにデータを送信する場合について説明する。すなわち、端末１ａ〜１ｃが受信ノードであり、サーバ２ａ〜２ｃが送信ノードである場合について説明する。前記ＴＣＰコネクション上でのデータ通信用のプロトコルとしては種々のものを用いることができる。本実施の形態では、レイヤー７の通信プロトコルであるＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）について例示する。
【００５８】
本実施の形態では、端末１ａ〜１ｃはデータ通信を開始するに先だって、ネームサーバ３を用いて通信相手となるサーバの名前解決を実施する（図１７の点線矢印）。このとき、端末１ａ〜１ｃは、ネームサーバ３に送信する名前解決要求に、自身が収容されている通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃの情報として少なくとも可用帯域情報を付加する。
【００５９】
次に、ネームサーバ３について図１８を参照して説明する。図１８に名前解決サーバ構成図を示す。ネームサーバ３は、図１８に示すように、可用帯域を考慮した名前解決を行う可用帯域情報分析機能部３ａと、名前解決に必要な情報を記憶した可用帯域別アドレス記憶部３ｂと、解決結果であるＩＰアドレスを端末に回答するアドレス回答機能部３ｃを備えている。可用帯域情報は、上述のように、数値や数値の範囲であってもよいし、アクセス種別を表す文字列、数字列であってもよい。
【００６０】
可用帯域別アドレス記憶部３ｂは、図１９に示すように、同一の名前（ドメイン名）について、可用帯域値やアクセス回線種別毎に各可用帯域に対応する各サーバのアドレスと、可用帯域を考慮しない場合に対応するサーバのアドレス（図１９では「可用帯域：なし」と記載している）とを記憶する。可用帯域情報分析機能部３ａは、名前解決要求に含まれる可用帯域情報及び可用帯域別アドレス記憶部３ｂのアドレス情報を参照して、名前解決処理を行う。
【００６１】
次に、ネームサーバ３の動作について図２０のフローチャートを参照して説明する。可用帯域情報分析機能部３ａは、端末１ａ〜１ｃから名前解決要求を受信すると（ステップＳ６１）、当該名前解決要求に可用帯域情報が含まれているかを判定する（ステップＳ６２）。可用帯域情報が含まれていない場合、可用帯域情報分析機能部３ａは「可用帯域：なし」の場合のアドレスを回答し、当該回答はアドレス回答機能部３ｃにより端末に回答される（ステップＳ６３）。
【００６２】
一方、可用帯域情報が含まれている場合、可用帯域情報分析機能部３ａは名前解決要求から可用帯域情報を取り出し（ステップＳ６４）、前記可用帯域別アドレス記憶部３ｂを参照して、端末１ａ〜１ｃで用いられている通信アクセス回線１２ａ〜１２ｃの可用帯域に適したサーバのアドレスを選択する（ステップＳ６５）。当該アドレスは、アドレス回答機能部３ｃにより端末に回答される（ステップＳ６６）。
【００６３】
次に、本実施の形態に係るデータ通信システムのシーケンスについて図２１及び図２２のシーケンス図を参照して説明する。
【００６４】
ここでは、端末１は、狭帯域の通信アクセス回線１２を利用しているときにデータ通信を開始したものとする（ステップＳ７１）。端末１は、ネームサーバ３に対して可用帯域情報を含むアドレス問合せを行う（ステップＳ７２）。ネームサーバ３は可用帯域情報に基づき狭帯域に適したサーバを選択し（ステップＳ７３）、そのアドレスを端末１に回答する（ステップＳ７４）。端末１は、回答結果のアドレスを有する狭帯域用サーバ２ａに対してダウンロード要求を送信し（ステップＳ７５）、低データ転送レートでダウンロード処理が実施される（ステップＳ７６）。
【００６５】
一方、端末１は、中帯域の通信アクセス回線１２を利用しているときにデータ通信を開始したものとする（ステップＳ７７）。端末１は、ネームサーバ３に対して可用帯域情報を含むアドレス問合せを行う（ステップＳ７８）。ネームサーバ３は可用帯域情報に基づき中帯域に適したサーバを選択し（ステップＳ７９）、そのアドレスを端末１に回答する（ステップＳ８０）。端末１は、回答結果のアドレスを有する中帯域用サーバ２ｂに対してダウンロード要求を送信し（ステップＳ８１）、中データ転送レートでダウンロード処理が実施される（ステップＳ８２）。
【００６６】
また、端末１は、広帯域の通信アクセス回線１２を利用しているときにデータ通信を開始したものとする（ステップＳ８３）。端末１は、ネームサーバ３に対して可用帯域情報を含むアドレス問合せを行う（ステップＳ８４）。ネームサーバ３は可用帯域情報に基づき中帯域に適したサーバを選択し（ステップＳ８５）、そのアドレスを端末１に回答する（ステップＳ８６）。端末１は、回答結果のアドレスを有する光帯域用サーバ２ｂに対してダウンロード要求を送信し（ステップＳ８７）、高データ転送レートでダウンロード処理が実施される（ステップＳ８８）。
【００６７】
図２３に本実施の形態に係るデータ通信システムの効果を説明するグラフを示す。図２３からも明らかなように、本実施の形態に係るデータ通信システムによれば、広帯域（図２３では１０Ｇｂｐｓ）のアクセス回線におけるデータ転送レートが、従来のもの（点線参照）と比較して向上していることが分かる。
【００６８】
このように本実施の形態に係るデータ通信システムによれば、端末１は自身が利用している通信アクセス回線１２の可用帯域に適した送信用の通信量制御パラメータが設定されたサーバ２とデータ通信を行うので、通信アクセスが広帯域で受信ノード数も少ないときには高速なデータ転送を行い、通信アクセスが狭帯域であるときには公平性の高い低速なデータ転送を行うことを実現することができる。
【００６９】
以上本発明の実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記各実施の形態では、可用帯域情報として可用帯域値とともにアクセス回線種別などの付加情報を付していたが、付加情報を付さなくても本発明を実施できる。
【００７０】
また、上記各実施の形態における端末・サーバ間のネットワーク構成は一例にすぎず、具体的なネットワーク構成は不問である。例えば、端末が収容されているキャリアネットワークにサーバが配置されていてもよい。
【００７１】
また、上記各実施の形態では、ＯＳＩ参照モデルのレイヤー４のプロトコルとしてＴＣＰを例示したが、例えばＱＵＩＣなど他のプロトコルであっても本発明を実施することができる。また、上記実施の形態では、レイヤー４のプロトコルにより形成されたコネクション上のプロトコルとしてＨＴＴＰを例示したが、他のプロトコルであっても本発明を実施できる。
【符号の説明】
【００７２】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…端末
２，２ａ，２ｂ，２ｃ…サーバ
３…ネームサーバ
１０…第１のネットワーク
１１…アクセス終端装置
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…通信アクセス回線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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