(57)【要約】      （修正有）【課題】コネクションレス型の通信におけるパケットロスを軽減する。【解決手段】コネクションレス型通信のデータ送信側コンピュータ１は、回線Ｌ１．Ｌ２の並列物理リンクの有無に応じてラベル情報を動的に変更可能で、各物理リンクのネットワークインタフェースを仮想的に統合する仮想物理層５を備えている。この仮想物理層５のラベル情報の変更は制御手段７が行う。この制御手段７は、仮想物理層の変更されるラベル情報を受信側コンピュータに通知する。受信側コンピュータは、制御手段７から通知されたラベル情報を送信レートの参照値とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ間におけるコネクションレス型通信のデータ送信を制御するためのシステムであって、
両コンピュータ間の並列物理リンクの有無に応じてラベル情報を動的に変更可能で、該各物理リンクのネットワークインタフェースを仮想的に統合する仮想物理層を備え、
前記仮想物理層のラベル情報を通じて送信レートを制御することを特徴とするコネクションレス型通信の制御システム。
【請求項２】
前記仮想物理層のラベル情報を並列物理リンクの有無に応じて変更させるための制御手段をさらに備え、
前記制御手段が、前記仮想物理層の変更されるラベル情報をコネクションレス型通信のデータ送信に先立って受信側コンピュータに通知し、
該送信先のコンピュータが、前記制御手段から通知されたラベル情報を送信レートの参照値に利用する
ことを特徴とする請求項１記載のコネクションレス型通信の制御システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記並列物理リンクの利用時間帯を予約し、該予約情報に従って前記仮想物理層のラベル情報を変更させ、
前記通知に前記予約情報を含めることを特徴とする請求項２記載のコネクションレス型通信の制御システム。
【請求項４】
コンピュータ間におけるコネクションレス型の通信データ送信を制御するための方法であって、
送信側のコンピュータが、両コンピュータ間の並列物理リンクの有無に応じて仮想物理層のラベル情報を動的に変更させる第１ステップと、
前記仮想物理層が、前記各物理リンクのネットワークインタフェースを仮想的に統合する第２ステップと、
を有することを特徴とするコネクションレス型通信の制御方法。
【請求項５】
前記送信側コンピュータの制御手段が、前記仮想物理層の変更されるラベル情報をコネクションレス型通信のデータ送信に先立って受信側コンピュータに通知する第３ステップと、
前記受信側のコンピュータが、前記第３ステップにて通知されたラベル情報を送信レートの参照値とする第４ステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項４記載のコネクションレス型通信の制御方法。
【請求項６】
前記第１ステップにおいて、前記並列物理リンクの利用時間帯を予約し、該予約情報に従って前記仮想物理層のラベル情報を変更させる一方、
前記第３ステップにおいて、前記第３ステップの通知に前記予約情報を含めることを特徴とする請求項５記載のコネクションレス型通信の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクションレス型通信における送信レートを制御し、パケットロスを軽減するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
≪リンクアグリゲーション（Ｌｉｎｋ  ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）≫
サーバとＬＡＮスイッチの間、または２台のＬＡＮスイッチの間を接続する複数の物理リンクを１本に束ねる技術としてリンクアグリゲーションが知られている。このリンクアグリゲーションによれば、より高速な（結果，高価な）インタフェースを利用せずに帯域を増やすことが可能になる。
【０００３】
リンクアグリゲーションは、２０００年３月にＩＥＥＥ８０２．３ａｄとして標準化されている。リンクアグリゲーションを使用すること自体は、トランキングと呼称されている。
【０００４】
≪チーミング（Ｔｅａｍｉｎｇ）．ボンディング（Ｂｏｎｄｉｎｇ）≫
サーバに装着する複数のネットワークインタフェースカードを、ソフトウェアにより仮想的に１枚のネットワークインタフェースに見せる技術を一般的にチーミングと呼ぶ。チーミングを「Ｌｉｎｕｘ」（登録商標）のカーネルレベルで実現するのがボンディングである（非特許文献１参照）。
【０００５】
いずれの場合も、ソフトウェアで仮想ネットワークインタフェースを実現し、２枚使用する場合にあたかも帯域を２倍に見せることができるものの、このような仮想化は静的な構成に止まり、上位のアプリケーションなどが必要とする回線速度に応じて動的に制御することはできなかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】”ＨＰ  Ｓｅｒｖｉｃｅｇｕａｒｄの管理Ｌｉｎｕｘ用（第６版）”Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｐａｒｔ  Ｎｕｍｂｅｒ：Ｂ９９０３−９００５２．Ａｕｇ．２００６，ｐｐ．１３２−１３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークを用いたコンピュータ間の大容量データ転送では、ＩＰネットワーク上の最も帯域幅の狭いリンクがボトルネックリンクとなるため、パケットロスが発生し，スループット低下をもたらしてしまう。
【０００８】
このときＩＰプロトコルの上位層にＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを用いるコネクション型通信によれば、エンドエンドのプログラムがスループットの低下に応じて通信パラメータを調整し、パケットロスを軽減する機能を有する。しかしながら、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などのコネクションレス型通信（非コネクション型通信）では、エンドエンド間のフィードバックによる調整機能を単独では持たないため、ＴＣＰのような調整が困難である。
【０００９】
本発明は、上述の問題を解決するために創作され、コネクションレス型通信のデータ送信におけるパケットロスを軽減することを解決課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ＩＰネットワークに接続されるコンピュータのネットワークインタフェースには、レイヤ２の実装規格（例えば１００ＢＡＳＥ−ＴＸなど）が存在し、接続する回線の伝送容量をネットワークインタフェースのドライバソフトウェアを通じて、いわゆるラベル情報（例えば，１００Ｍｂｐｓ）として知ることができる。
【００１１】
通常、ＩＰネットワークが複数リンクのシリアル接続で構成される場合には、ボトルネットと当該ラベル情報に関連性はなく，有意な情報として利用することはできない。
【００１２】
ただし、コンピュータ間が１リンクにより接続されている場合であれば、コネクションレス型の通信であっても回線容量を超えて通信が行われることはなく、ラベル情報の変更を行うことができれば、出力レートを調整する基準として用いることが可能である。
【００１３】
そこで、本発明は、コンピュータシステムのネットワークインタフェースのラベル情報を用いて、コネクションレス型通信におけるデータ送信制御を行うことを目的とする仮想的な物理層を構成し、動的に変更可能な当該物理層のラベル情報を参照することで送信レートを制御し、パケットロスを軽減する。すなわち、データ送信を行うコンピュータシステムが備えるネットワークインタフェースに物理的な階層とは、別に仮想的な物理層（ドライバソフトウェア）を構成する。
【００１４】
この仮想物理層のラベル情報を、並列物理リンクの有無に応じて動的に変更させ、これを送信レート制御の参照値（上限値）に利用する。これによりコンピュータシステムが具備するネットワークインタフェースのラベル情報を、ユーザプログラムなどから変更可能な通信制御システムが提供される。なお、本発明は、コネクションレス型の通信とフィードバック通信を組み合わせた通信にも応用でき、同様にパケットロスを軽減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、コネクションレス型通信のデータ送信におけるパケットロスが軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】コネクションレス型通信の接続状態を示す構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る仮想物理層を導入したコネクションレス型通信の接続状態の一例を示す図。
【図３】同  仮想物理層のラベル変更例を示す図。
【図４】本発明の実施形態に係る制御システムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図１〜図４に基づき本発明の実施形態を説明する。図１は、二台のコンピュータ１．２がコネクションレス型通信、即ちＵＤＰを通じてデータ送受信する状態を示している。ここでは各コンピュータ１．２は、ギガビットイーサネット（登録商標）（ＧｂＥ）とファーストイーサネット（１００ＢＡＳＥ−ＴＸ）の二種類のインタフェース３ａ．３ｂを有するスイッチングハブ３を介して接続されている。
【００１８】
このような構成の下で、コンピュータ１から送出されるコネクションレス型データは、ギガビットイーサネットのインタフェース３ａに対して伝送容量の上限値に近い速度で送出される。このとき前記スイッチングハブ３のファーストイーサネット３ｂ側の出力キューが溢れ、パケットロスを生じるおそれがある。
【００１９】
すなわち、ＩＰネットワークを通じて映像伝送など大容量のコネクションレス型データ送信を行えば、ボトルネックリンク（図１の構成例ではインタフェース３ｂの１００ＢＡＳＥ−ＴＸ）においてパケットロスが発生し、かかるパケットロスはフィードバック制御機構を有しない場合には解消が困難である。
【００２０】
図２は、図１中のコンピュータ１に本発明を構成する仮想物理層５を導入した状態を示している。ここでは導入された仮想物理層５によりデータ送出速度がボトルネックの容量に抑えられている。
【００２１】
すなわち、各コンピュータ１．２間は、ボトルネックの容量、即ち前記スイッチングハブ３のファーストイーサネット３ｂ側（１００ＢＡＳＥ−ＴＸ）の伝送容量（１００Ｍｂｐｓ）の１リンクと扱われる。したがって、コネクションレス型データ送信にあたっては、１００Ｍｂｐｓを上限とするデータ送出が実施され、その結果、スイッチングハブ３内部でパケットロスの発生が低減されている。
【００２２】
図３は、二台のコンピュータ１．２間に存在する回線容量が変化する例を示している。ここでは各コンピュータ１．２を接続する回線は、インターネット経由の常時接続回線Ｌ１と一時的な専用回線Ｌ２とにより構成されている。
【００２３】
この常時接続回線Ｌ１の容量は１００Ｍｂｐｓとし、一時的な専用回線Ｌ２の容量は１Ｇｂｐｓとする。この専用線Ｌ２は、アプリケーションなどが必要なときに図外の帯域（リンク）予約サーバとのネゴシエーションにより、時間を限定して利用可能な回線を意味する。ここではコンピュータ１．２間は、常時接続回線Ｌ１のリンクが常時確立し、コンピュータ１がコネクションレス型のデータ転送を実施するものとする。
【００２４】
図４は、本発明の実施形態に係るコネクションレス型通信の制御システムの構成例を示している。ここでは送信側のコンピュータ１に対する仮想物理層５の実装例が示されている。この実装例によれば、コンピュータ１．２間の回線容量の変動に追従してコンピュータ１のネットワークインタフェースのラベルが動的に変化される。
【００２５】
すなわち、コンピュータ１のＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が備える物理的なネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）のドライバソフトウェアの上位層には仮想物理層（上位のドライバソフトウェア）５が装着されている。この仮想物理層５は、制御手段７を介して動的にラベルが変更可能で複数のネットワークインタフェースを仮想的に統合する。ここでは仮想物理層５は、前記両回線Ｌ１．Ｌ２に確立された並列物理リンクのネットワークインタフェースを仮想的に統合するものとする。
【００２６】
この制御手段７は、コンピュータ１のメモリ（ＲＡＭ）領域に常駐する常駐プログラムでもよく、上位アプリケーションなどのユーザプログラムであってもよく、必要に応じて前記専用回線Ｌ２の予約を獲得するために帯域（リンク）予約サーバ６にアクセスするものとする。以下、図４に基づき仮想物理層５のラベル変更の過程（Ｓ０１〜Ｓ０６）を説明する。ここではコンピュータ１は、図示省略の接続対置のコンピュータ２にコネクションレス型通信のデータ送信を実施するものとする。
【００２７】
Ｓ０１：まず制御手段７は、回線速度の必要に応じて専用回線Ｌ２の一時利用を獲得する。すなわち、制御手段７は、帯域予約サーバ６にアクセスし、リンク（専用回線Ｌ２）を要求する。ここでは一例として帯域予約サーバ６に対して、午後１時〜午後２時までの間に専用回線Ｌ２の１Ｇｂｐｓの帯域を要求するものとする。なお、帯域予約サーバ６へは、常時接続回線Ｌ１を利用してインターネット経由でアクセス可能なものとする。
【００２８】
Ｓ０２：つぎに制御手段７は、Ｓ０１の要求に対する予約情報を帯域予約サーバ６から取得する。ここでは午後１時〜午後２時までの間に専用回線Ｌ２の一時利用、即ち１Ｇｂｐｓの帯域確保の予約情報が得られたものとする。
【００２９】
これにより午後１時〜午後２時までの間は、前記両回線Ｌ１．Ｌ２を通じて１．１Ｇｂｐｓの容量が確保される。なお、帯域予約サーバ６から前記予約情報が取得できない場合、即ち専用回線Ｌ２の一時利用ができない場合には、Ｓ０３以降のプロセスは実施されない。
【００３０】
Ｓ０３：制御手段７は、Ｓ０２の予約情報を取得した後に、接続対置側のコンピュータ、即ちコネクションレス型データの受信側コンピュータ２に対して仮想物理層５に設定するラベルのパラメータを通知する。
【００３１】
具体的には、午後１時〜午後２時までの間、仮想物理層のラベルを１．１Ｇｂｐｓに設定する旨が常時接続回線Ｌ１を通じて通知される。この通知は、受信側コンピュータ２の受信プログラムが最大入力値（１．１Ｇｂｐｓ）を把握するために行われる。これにより受信側コンピュータ２は、仮想物理層５のラベル変更を送信レートの上限値として参照することができる。
【００３２】
Ｓ０４：制御手段７は、Ｓ０３の通知後に帯域予約サーバ６から取得した予約情報に基づき仮想物理層５のラベルを変更する。すなわち、コンピュータ１の内蔵時計が午後１時を示したときに、仮想物理層５のラベルが１．１Ｇｂｐｓに変更される。
【００３３】
Ｓ０５：帯域予約サーバ６は、制御手段７がＳ０７で前記予約情報を取得した後に専用回線Ｌ２を用意する。ここでは帯域予約サーバ６の内蔵時計が午後１時を示したときには、該予約サーバ６のネゴシエーションを通じて専用回線Ｌ２のリンクが確立される。
【００３４】
このリンク確立後に仮想物理層５は、Ｓ０４のラベル変更に従って前記両回線Ｌ１．Ｌ２のネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）を仮想的に統合し、コネクションレス型のデータ送信を実施させる。このとき受信側コンピュータ２に対しては、最大１．１Ｇｂｐｓのデータが送信されるものの、Ｓ０３で受信プログラムが最大入力値を参照しているため、パケットロスの発生が抑制される。なお、帯域予約サーバ６は、内蔵時計が午後２時を示したときには、前記専用回線Ｌ２を削除する。
【００３５】
Ｓ０６：前記制御手段７は、送信側コンピュータ１の内蔵時計が午後２時を示したときに仮想物理層５のラベルを専用回線Ｌ２のない状態、即ち常時接続回線Ｌ１のみの状態の０．１Ｇｂｐｓに戻す。したがって、午後２時以降、両コンピュータ１．２間は、常時接続回線Ｌ１を通じてコネクションレス型通信が実施される。
【００３６】
このように仮想物理層５のラベルを並列物理リンクの有無に応じて変更することで送信レートが制御され、特に仮想物理層５に設定するラベルのパラメータが送信レート制御の参照値（上限値）に利用されるため、パケットロスが軽減され、通信状態が安定化する。これにより大容量データの送信にあたって有意義な効果が得られる。
【００３７】
すなわち、現在、物理ネットワークの制御機能の高度化に伴い、複数のリンクを時間制御するサービスが登場している。このサービスによれば、コンピュータ間のリンクを時間制御の要求に応じて並列に構成し、該コンピュータ間の伝送容量を調整することが可能である。
【００３８】
このような環境の下、前記システム構成例によれば、大容量データを送信するコンピュータ側のネットワークインタフェースが仮想的に統合され、仮想物理層５に記述されたラベルを用いて送信レートの制御を行うことが可能となり、これによりパケットロスを軽減することができる。このような送信レートの制御は、例えば高解像度の映像伝送などの画質改善に効果を発揮する。
【００３９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内で変形して実施することができる。例えば、前記送信側コンピュータ１だけではなく、両コンピュータ１．２に仮想物理層５および制御手段７を設けることもできる。
【符号の説明】
【００４０】
１．２…コンピュータ
３…スイッチングハブ
３ａ．３ｂ…スイッチングハブのインタフェース
５…仮想物理層
６…帯域予約サーバ
７…制御手段
Ｌ１…常時接続回線
Ｌ２…一時的な専用回線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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