(57)【要約】【課題】  帯域遅延積の大きい通信経路において、帯域占有時のスループットの向上を図るデータ転送制御装置を提供する。【解決手段】  伝送帯域を推定し、その推定した帯域と、ＴＣＰにより測定されるＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）との積で帯域遅延積（Ｗｏｐ）を算出し、該算出した帯域遅延積（Ｗｏｐ）を基に、送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）を、帯域遅延積（Ｗｏｐ）×（１−ｅ-γt）の型（γ＝α×ＭＴＵ／（Ｗｏｐ×ＲＴＴ）、α＝定数、ＭＴＵ＝最大転送単位、Ｗｏｐ＝帯域遅延積、ｔ＝時間）で帯域遅延積（Ｗｏｐ）に収束させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による輻輳制御を行い、データ転送を行うデータ転送制御装置であって、
伝送帯域を推定する帯域推定手段と、
前記帯域推定手段により推定された帯域と、前記ＴＣＰにより測定されるＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）との積で帯域遅延積を算出する帯域算出手段と、
前記帯域算出手段により算出された帯域遅延積を基に、送信ウインドウサイズの値が小さい期間は送信ウインドウサイズを速く増加させ、且つ、送信ウインドウサイズの値が前記帯域遅延積に近づくにつれて送信ウインドウサイズをゆっくりと増加させるように、送信ウインドウサイズを前記帯域遅延積に収束させる収束手段と、
を有することを特徴とするデータ転送制御装置。
【請求項２】
前記収束手段は、
前記送信ウインドウサイズを、帯域遅延積×（１−ｅ-γt）の型（γ＝α×ＭＴＵ／（Ｗｏｐ×ＲＴＴ）、α＝定数、ＭＴＵ＝最大転送単位、Ｗｏｐ＝帯域遅延積、ｔ＝時間）で前記帯域遅延積に収束させることを特徴とする請求項１記載のデータ転送装置。
【請求項３】
前記ＴＣＰにより測定されるＲＴＴの値に応じた加速係数を設定する加速係数設定手段を更に有することを特徴とする請求項１または２記載のデータ転送制御装置。
【請求項４】
前記帯域推定手段は、パケットペア方式により前記帯域を推定することを特徴とする請求項１記載のデータ転送制御装置。
【請求項５】
ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による輻輳制御を行い、データ転送を行う制御手段を有するデータ転送制御装置におけるデータ転送制御方法であって、
伝送帯域を推定する帯域推定工程と、
前記帯域推定工程により推定された帯域と、前記ＴＣＰにより測定されるＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）との積で帯域遅延積を算出する帯域算出工程と、
前記帯域算出工程により算出された帯域遅延積を基に、送信ウインドウサイズの値が小さい期間は送信ウインドウサイズを速く増加させ、且つ、送信ウインドウサイズの値が前記帯域遅延積に近づくにつれて送信ウインドウサイズをゆっくりと増加させるように、送信ウインドウサイズを前記帯域遅延積に収束させる収束工程と、
を前記制御手段が行うことを特徴とするデータ転送制御方法。
【請求項６】
前記収束工程は、
前記制御手段が、前記送信ウインドウサイズを、帯域遅延積×（１−ｅ-γt）の型（γ＝α×ＭＴＵ／（Ｗｏｐ×ＲＴＴ）、α＝定数、ＭＴＵ＝最大転送単位、Ｗｏｐ＝帯域遅延積、ｔ＝時間）で前記帯域遅延積に収束させることを特徴とする請求項５記載のデータ転送制御方法。
【請求項７】
前記ＴＣＰにより測定されるＲＴＴの値に応じた加速係数を設定する加速係数設定工程を前記制御手段が更に行うことを特徴とする請求項５または６記載のデータ転送制御方法。
【請求項８】
前記帯域推定工程は、前記制御手段が、パケットペア方式により前記帯域を推定することを特徴とする請求項５記載のデータ転送制御方法。
【請求項９】
ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による輻輳制御を行い、データ転送を行う制御手段を有するデータ転送制御装置において実行されるデータ転送制御プログラムであって、
伝送帯域を推定する帯域推定処理と、
前記帯域推定処理により推定された帯域と、前記ＴＣＰにより測定されるＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）との積で帯域遅延積を算出する帯域算出処理と、
前記帯域算出処理により算出された帯域遅延積を基に、送信ウインドウサイズの値が小さい期間は送信ウインドウサイズを速く増加させ、且つ、送信ウインドウサイズの値が前記帯域遅延積に近づくにつれて送信ウインドウサイズをゆっくりと増加させるように、送信ウインドウサイズを前記帯域遅延積に収束させる収束処理と、
を前記制御手段に実行させることを特徴とするデータ転送制御プログラム。
【請求項１０】
前記収束処理は、
前記送信ウインドウサイズを、帯域遅延積×（１−ｅ-γt）の型（γ＝α×ＭＴＵ／（Ｗｏｐ×ＲＴＴ）、α＝定数、ＭＴＵ＝最大転送単位、Ｗｏｐ＝帯域遅延積、ｔ＝時間）で前記帯域遅延積に収束させることを前記制御手段に実行させることを特徴とする請求項９記載のデータ転送制御プログラム。
【請求項１１】
前記ＴＣＰにより測定されるＲＴＴの値に応じた加速係数を設定する加速係数設定処理を前記制御手段に実行させることを特徴とする請求項９または１０記載のデータ転送制御プログラム。
【請求項１２】
前記帯域推定処理は、パケットペア方式により前記帯域を推定することを前記制御手段に実行させることを特徴とする請求項９記載のデータ転送制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によりデータ通信を行う複数の情報通信処理装置が、伝送路となる通信回線を共有してデータを転送する際に使用するデータ転送制御装置、データ転送制御方法およびデータ転送制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワークに使用される通信回線やネットワークに接続される情報通信処理装置などのコストが低くなり、ネットワークの拡張にかかるコストは年々低くなりつつあるが、大陸間を接続するような大規模な広域ネットワークの場合には、広域ネットワークの構築や維持、運用に膨大なコストがかかるのが現状である。このため、コストを削減しつつ、且つ、ネットワーク資源を活用した広域ネットワークの開発が進められている。
【０００３】
なお、ネットワーク資源の有効活用を図るためには輻輳制御が行われており、広域自律分散型のネットワーク（例えば、インターネット）では、通信処理を行う終端ノードにより自律的な輻輳制御を行っている。インターネット・トラフィックの大半は、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用してデータを転送しており、ＴＣＰによる輻輳制御は、通信経路を推測しながらその通信経路に適した送信レートを選択する簡易なアルゴリズムを用いて輻輳の発生を防止し、また、輻輳の発生を検出した際に、送信レートを下げることで輻輳崩壊を防止している。
【０００４】
しかしながら、ＴＣＰによる輻輳制御は大きな帯域遅延積（ネットワークの帯域幅と、データ・セグメントを送信した後にその送信に対するＡＣＫ（応答信号）が到着するまでの往復遅延時間：ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）と、を掛け合わせたもの）を想定していないことから、ロングファットパイプと呼ばれる帯域遅延積の値が大きな通信経路では、ＴＣＰコネクションでデータを送受信する際のスループットが低下してしまうことが指摘されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、本発明より先に出願された技術文献として、送信側から送信した転送データが受信側で受信されたことを示す受信側からの受信応答に基づいて、順次、送信側から転送データを送信すると共に、送信側で推定した受信側へのデータ転送に対するスループットに応じて送信ウインドウサイズを変更することによりデータ転送量を制御するフロー制御方法において、送信側では、所定範囲内でもっとも以前に受信された第２の受信応答により確認されたデータ以降、新たに受信した第１の受信応答により推定スループットを算出し、この推定スループットと、転送データの送信からそれぞれの転送データに対する受信応答の検出までに要する受信応答検出時間（ＲＴＴ）のうち最も小さい最小受信応答検出時間との積を用いて、送信ウインドウサイズを、直接、算出するフロー制御方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【非特許文献１】Ｌ．Ｋｌｅｉｎｒｏｃｋ，“Ｔｈｅ  Ｌａｔｅｎｃｙ／Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  Ｔｒａｄｅｏｆｆ  ｉｎ  Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｍａｇａｚｉｎｅ  Ａｐｒｉｌ  １９９２
【特許文献１】特開２０００−２１６８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
なお、データを高効率で転送するには、送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）を帯域遅延積（＝帯域幅×ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ））に保持することが必要であるが、従来のＴＣＰの輻輳制御は、帯域遅延積が大きい通信経路の場合には、パケット紛失を検出した際に半減させた送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）を最適な送信ウインドウサイズの値である帯域遅延積に収束するまでに時間がかかり、例えば、数１００Ｍバイト程度のデータ転送においては帯域を有効に使い切れていないことになる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、帯域遅延積の大きい通信経路において、帯域占有時のスループットの向上を図るデータ転送制御装置、データ転送制御方法およびデータ転送制御プログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有することとする。
【０００９】
本発明にかかるデータ転送制御装置は、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による輻輳制御を行い、データ転送を行うデータ転送制御装置であって、伝送帯域を推定する帯域推定手段と、帯域推定手段により推定された帯域と、ＴＣＰにより測定されるＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）との積で帯域遅延積を算出する帯域算出手段と、帯域算出手段により算出された帯域遅延積を基に、送信ウインドウサイズの値が小さい期間は送信ウインドウサイズを速く増加させ、且つ、送信ウインドウサイズの値が帯域遅延積に近づくにつれて送信ウインドウサイズをゆっくりと増加させるように、送信ウインドウサイズを帯域遅延積に収束させる収束手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかるデータ転送制御装置は、収束手段は、送信ウインドウサイズを、帯域遅延積×（１−ｅ-γt）の型（γ＝α×ＭＴＵ／（Ｗｏｐ×ＲＴＴ）、α＝定数、ＭＴＵ＝最大転送単位、Ｗｏｐ＝帯域遅延積、ｔ＝時間）で帯域遅延積に収束させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるデータ転送制御装置は、ＴＣＰにより測定されるＲＴＴの値に応じた加速係数を設定する加速係数設定手段を更に有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかるデータ転送制御装置は、帯域推定手段は、パケットペア方式により帯域を推定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかるデータ転送制御方法は、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による輻輳制御を行い、データ転送を行う制御手段を有するデータ転送制御装置におけるデータ転送制御方法であって、伝送帯域を推定する帯域推定工程と、帯域推定工程により推定された帯域と、ＴＣＰにより測定されるＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）との積で帯域遅延積を算出する帯域算出工程と、帯域算出工程により算出された帯域遅延積を基に、送信ウインドウサイズの値が小さい期間は送信ウインドウサイズを速く増加させ、且つ、送信ウインドウサイズの値が帯域遅延積に近づくにつれて送信ウインドウサイズをゆっくりと増加させるように、送信ウインドウサイズを帯域遅延積に収束させる収束工程と、を制御手段が行うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかるデータ転送制御方法は、収束工程は、制御手段が送信ウインドウサイズを、帯域遅延積×（１−ｅ-γt）の型（γ＝α×ＭＴＵ／（Ｗｏｐ×ＲＴＴ）、α＝定数、ＭＴＵ＝最大転送単位、Ｗｏｐ＝帯域遅延積、ｔ＝時間）で帯域遅延積に収束させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかるデータ転送制御方法は、ＴＣＰにより測定されるＲＴＴの値に応じた加速係数を設定する加速係数設定工程を制御手段が更に行うことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかるデータ転送制御方法は、帯域推定工程は、制御手段がパケットペア方式により帯域を推定することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかるデータ転送制御プログラムは、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による輻輳制御を行い、データ転送を行う制御手段を有するデータ転送制御装置において実行されるデータ転送制御プログラムであって、伝送帯域を推定する帯域推定処理と、帯域推定処理により推定された帯域と、ＴＣＰにより測定されるＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）との積で帯域遅延積を算出する帯域算出処理と、帯域算出処理により算出された帯域遅延積を基に、送信ウインドウサイズの値が小さい期間は送信ウインドウサイズを速く増加させ、且つ、送信ウインドウサイズの値が帯域遅延積に近づくにつれて送信ウインドウサイズをゆっくりと増加させるように、送信ウインドウサイズを帯域遅延積に収束させる収束処理と、を制御手段に実行させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかるデータ転送制御プログラムは、収束処理は、送信ウインドウサイズを、帯域遅延積×（１−ｅ-γt）の型（γ＝α×ＭＴＵ／（Ｗｏｐ×ＲＴＴ）、α＝定数、ＭＴＵ＝最大転送単位、Ｗｏｐ＝帯域遅延積、ｔ＝時間）で帯域遅延積に収束させることを制御手段に実行させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかるデータ転送制御プログラムは、ＴＣＰにより測定されるＲＴＴの値に応じた加速係数を設定する加速係数設定処理を制御手段に実行させることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明にかかるデータ転送制御プログラムは、帯域推定処理は、パケットペア方式により帯域を推定することを制御手段に実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかるデータ転送制御装置、データ転送制御方法およびデータ転送制御プログラムは、伝送帯域を推定し、その推定した帯域と、ＴＣＰにより測定されるＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）との積で帯域遅延積を算出し、該算出した帯域遅延積を基に、送信ウインドウサイズの値が小さい期間は送信ウインドウサイズを速く増加させ、且つ、送信ウインドウサイズの値が帯域遅延積に近づくにつれて送信ウインドウサイズをゆっくりと増加させるように、送信ウインドウサイズを帯域遅延積に収束させることで、帯域占有時のスループットの向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明にかかるデータ転送制御装置、データ転送制御方法およびデータ転送制御プログラムは、図１に示すように、送信ウインドウサイズを帯域遅延積（Ｗｏｐ）×（１−ｅ-γt）の型（γ＝α×ＭＴＵ／（Ｗｏｐ×ＲＴＴ）、α＝定数、ＭＴＵ＝最大転送単位、Ｗｏｐ＝帯域遅延積、ｔ＝時間）で帯域遅延積に収束させ、送信ウインドウサイズの値が小さい期間は送信ウインドウサイズを速く増加させ、送信ウインドウサイズの値が帯域遅延積に近づくにつれて送信ウインドウサイズをゆっくりと増加させることでスループットの向上を図ることを特徴とするものである。
【００２３】
また、図２に示すように、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）の値に応じた加速係数を適切に設定し、ＲＴＴの値に応じて送信ウインドウサイズの増加率を変更することで、広い範囲のＲＴＴに対しても、スループットの向上を図ることを特徴とするものである。なお、加速係数は、定数ＲＴＴ１と定数ＲＴＴ２および定数Ｋを使用して、ＲＴＴがＲＴＴ１より小さい範囲では１に、ＲＴＴがＲＴＴ２より大きい範囲ではＫに、ＲＴＴがＲＴＴ１より大きく、且つ、ＲＴＴ２より小さい範囲では、加速係数＝（Ｋ−１）×（ＲＴＴ―ＲＴＴ１）／（ＲＴＴ２―ＲＴＴ１）＋１より求めることになる。そして、その求めた加速係数と送信ウインドウサイズの増加分との積を算出し、送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）に追加することになる。
【実施例】
【００２４】
インターネット・トラフィックの大半は、ＴＣＰプロトコルを使用して転送しているが、ロングファットパイプと呼ばれる帯域遅延積の大きな通信経路ではＴＣＰの性能が低下することが指摘されている。本実施例は、ＪＧＮ（研究開発用ギガビットネットワーク）の具備する複数の６００ＭｂｐｓＰＶＣを使用して、ギガビットクラスの試験網を構築し、ＴＣＰ性能の改善を図ることとする。
【００２５】
これにより本実施例は、ファーストリトランスミット・ファーストリカバリアルゴリズムによりバースト的なパケット送出に対してレート半減対策を施し、また、パケットペア方式による帯域推定と送信ウインドウサイズを最適値に収束させる制御とを行うことで、帯域占有時のスループットの向上と、帯域共有時に既存のＴＣＰの性能に大きな影響を与えることのないトータルの性能向上と、の点で良好な結果を得ることが可能となる。以下、添付図面を参照しながら本発明にかかる実施例について説明する。
【００２６】
（ネットワーク構成）
まず、図３を参照しながら、本発明にかかるネットワーク構成について説明する。
本発明にかかるネットワーク構成は、クライアントＰＣ（１）と、サーバＰＣ（２）と、が複数のルータＰＣ（３、４）と、ＨＵＢ（５）と、を介して接続されたネットワークを構築しており、ＡＴＭスイッチのＰＶＣ設定を切り替えることによりＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）を変更可能な構成としている。
【００２７】
なお、本発明にかかるネットワーク構成は、６００ＭｂｐｓＰＶＣを用いてＡＴＭスイッチのＰＶＣ設定を切り替えることでＲＴＴを変更可能な構成としており、クライアントＰＣ（１）とサーバＰＣ（２）間の通信において４つのルータＰＣ（３、４）を経由する場合のＲＴＴは、２つのルータＰＣ（３、４）を経由する場合の２倍のＲＴＴをもつネットワークを構築している。
【００２８】
（ソフトウエア構成）
次に、上記図３に示すネットワーク構成に用いられるソフトウエア構成について説明する。
【００２９】
本発明のネットワーク構成において使用したルータ（３、４）のＯＳは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（Ｒ）ＮＴ４.０ＳＰ６ａであり、また、サーバＰＣ（２）とクライアントＰＣ（１）とのＯＳは、ＦｒｅｅＢＳＤ４．６．１と４.７とであり、ＴＣＰソフトウエアとソケットインタフェース部とに改造を加えている。
【００３０】
なお、ソケットインタフェース部は最大ウインドウサイズの上限を９Ｍバイトに変更した。
また、ＲＴＴの精度を上げるためｔｉｃｋｓ（ＯＳの基本周期）を１０ｍｓから０.５ｍｓに変更し、ＦｒｅｅＢＳＤにおける「履歴を基にｓｓｔｈｒｅｓｈ（スロースタートモードから輻輳回避モードに動作モードを切り替えるための閾値）を初期設定にする機能」は止めている。
【００３１】
（トラフィック生成ツール）
次に、上記図３に示すネットワーク構成において使用されるトラフィック生成ツールについて説明する。
本発明のネットワーク構成において使用されるトラフィック生成ツールは、クライアントＰＣ（１）のメモリと、サーバＰＣ（２）のメモリと、の間で予め指定されたデータ量を転送することとする。なお、スループット値は、クライアントＰＣ（１）でデータ通信を開始した時間からデータ通信を終了するまでの時間で計算することとする。
【００３２】
（図３に示すネットワーク構成における問題点）
次に、図３に示すネットワーク構成において測定した測定データを基に本発明のネットワーク構成における問題点について説明する。なお、測定データは、図３に示すネットワーク構成における測定器（６）において測定したデータである。
【００３３】
図３に示すネットワーク構成（１ホップ）で２ギガバイトデータを転送したときの測定データを図４〜図６に示す。なお、それぞれの横軸は、クライアントＰＣ（１）においてデータ通信を開始してからの経過時間(ｍｓｅｃ)を示唆するものである。
【００３４】
なお、図４は、ＤＡＴＡパケットの送信シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示すグラフ図である。また、図４に示す通信開始後の□印は、再送パケットの送信シーケンスを示唆するものである。
【００３５】
図５は、ＲＴＴごとのＡＣＫにより送達確認された転送レート(スループット)をプロットしたグラフ図である。また、図６は、最初の４.３秒におけるデータパケットの送信シーケンスを示唆するグラフ図である。
【００３６】
また、上記図３に示すネットワーク構成（２ホップ）の送信シーケンスを図７に示し、ネットワーク構成（２ホップ）のスループットを図８に示す。
【００３７】
（バースト送出）
図６に示したスロースタート時の動作を詳細に調べると、開始後１７４９ｍｓに１５６０パケット分（２．２Ｍバイト）の送達確認ＡＣＫが届き、１７５１ｍｓから５ｍｓの間に４７９パケットを１ギガｂｐｓに近い送信レートでバースト的に送出している。
【００３８】
（立ち上がり時間）
立ち上がり時間とその立ち上がり時間の間に転送されたデータ量は、図４に示すように、ＲＴＴが約２４ｍｓのネットワーク構成１ポップで約４７秒、１．５Ｇバイトであり、また、図７に示すように、ＲＴＴが約４８ｍｓのネットワーク構成２ホップで約１２０秒、２.５Ｇバイトである。
【００３９】
なお、５００Ｍバイト転送の所用時間は、図４に示すように、図３に示すネットワーク構成１ポップで２７秒であり、図７に示すように、図３に示すネットワーク構成２ホップで４０秒程度である。また、スループットは、図５に示すように、図３に示すネットワーク構成１ホップで約１４８Ｍｂｐｓであり、図８に示すように、図３に示すネットワーク構成２ホップで１００Ｍｂｐｓである。従って、図３に示すネットワーク構成１ホップで最大帯域の１／２程度しか利用できていないことになり、図３に示すネットワーク構成２ホップで最大帯域の１／４程度しか利用できていないことになる。
【００４０】
従って、本発明にかかるデータ転送制御装置は以下の対策を施すこととした。
バースト送出の対策として、２重複ＡＣＫごとに１ＤＡＴＡを送信することとした。
また、立ち上がり時間の対策として、第１に、送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）を最適なウインドウサイズの値（帯域遅延積）にできるだけ速く収束させ、また、第２に、変動する最適なウインドウサイズの値（帯域遅延積）に応じて、その最適な送信ウインドウサイズの値の目標値を変更する方式とした。
【００４１】
なお、ネットワークの輻輳時には多数のＴＣＰコネクションが同期して帯域を削減する傾向があるので、既存ＴＣＰが帯域を使い切れない間（送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）が帯域遅延積になるまでの間）に、第１の対策により、送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）を最適なウインドウサイズの値（帯域遅延積）に速く立ち上げてデータを転送し、既存ＴＣＰの利用帯域が増えてくると（送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）が最適なウインドウサイズの値（帯域遅延積）に近づいてくると）、第２の対策により、使用帯域を削減することで、帯域占有時のスループットの向上と、帯域共有時に既存ＴＣＰ性能に大きな影響を与えないトータルの性能の向上と、を図ることが可能となる。以下に、本発明にかかるデータ転送制御装置におけるデータ転送制御方法について詳細に説明する。
【００４２】
第１に、パケットペア方式でＡＣＫ受信間隔から帯域を推定する。
第２に、ＴＣＰによるＲＴＴ測定値と、帯域推定値の平滑化平均値との積で最適ウインドウサイズ（帯域遅延積（Ｗｏｐ））を算出する。
第３に、ｓｓｔｈｒｅｓｈが初期値の時は、ｓｓｔｈｒｅｓｈをＷｏｐ×３／４に変更する。
第４に、スロースタートモードと輻輳回避モードとの切り替えはＴＣＰに従うこととし、送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）＜ｓｓｔｈｒｅｓｈでスロースタートモードに切り替えて、送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）＞ｓｓｔｈｒｅｓｈで輻輳回避モードに切り替えることとする。
第５に、スロースタートモードの送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）の増加は１ＡＣＫごとに１／２パケットとする。
第６に、輻輳回避モードにおけるＲＴＴごとの送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）の増加は次の式（１）に従うこととする。
【００４３】
式（１）
送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）の増加＝α×（Ｗｏｐ−ｃｗｎｄ）／Ｗｏｐ
α：定数（パケットサイズ）
Ｗｏｐ：帯域遅延積＝帯域推定値の平滑化平均×ＴＣＰのＲＴＴ測定値
ｃｗｎｄ：送信ウインドウサイズ
【００４４】
なお、Ｗｏｐが一定の時は、送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）はＷｏｐ×（１−ｅ-γt）の型で最適な送信ウインドウサイズの値となるＷｏｐに収束し、送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）＝Ｗｏｐ／２時点での送信ウインドウサイズ（ｃｗｎｄ）の増分は、上記の（式１）によりα／２パケットとなり、既存ＴＣＰ輻輳回避モード動作時のα倍となる。
【００４５】
なお、Ｗｏｐ×（１−ｅ-γt）の型におけるγは、γ＝α×ＭＴＵ／（Ｗｏｐ×ＲＴＴ）で求められる定数を示唆するものであり、ＭＴＵは最大転送単位を示唆するものであり、ｔは時間を示唆するものである。
【００４６】
なお、Ｒａｔｅ−Ｈａｌｖｉｎｇ実施後の既存ＴＣＰと改良ＴＣＰにおける送信シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）とスループットを図９〜図１２に示す。なお、図９は、既存ＴＣＰの送信シーケンスを示し、図１０は、既存ＴＣＰのスループットを示す。また、図１１は、改良ＴＣＰの送信シーケンスを示し、図１２は、改良ＴＣＰのスループットを示す。
【００４７】
なお、帯域占有時と帯域共有時とに、ねらい通り動作するか否かを確認するために、レート半減を施した既存ＴＣＰ（以下、ＬＴＣＰ）と、更にフロー制御を改良したＴＣＰ（以下、ＥＴＣＰ）のスループットを、次の条件で測定した。
【００４８】
（測定条件）
α＝５／４、図３に示すネットワーク構成において１ホップ、サーバＰＣは合計４台、１回の転送量は約２Ｇバイト／同時動作サーバＰＣ台数。
なお、測定結果を図１３に示す。
【００４９】
図１３に示す測定結果からサーバの合計台数が同じ場合を比べると、混在時のＬＴＣＰの値は、ＬＴＣＰのみの値と同等程度か大きいことが判明する。
また、ＥＴＣＰの割合が増えるに従い、総計スループット（ΣＴＣＰ種別毎の台数×スループット）もおおむね増加していることが判明する。
また、ＬＴＣＰのスループットは、ＬＴＣＰとＥＴＣＰとの混在の方が大きいことが判明する。
また、ＥＴＣＰのみの構成の方がＬＴＣＰのみの構成の時よりも（１台の場合を除き）大きくなっていることが判明する。
【００５０】
以上から、帯域共有時に既存ＴＣＰ性能に大きな影響を与えないトータルの性能向上が確認できることとなる。
なお、ＥＴＣＰ１台時のスループットがＬＴＣＰ１台に比べて少ないのは、図３に示すネットワークを使用している他のトラフィックの揺らぎ、及び、図３に示すネットワーク自身のトラフィックの揺らぎのため、ＡＣＫ受信間隔に生じる揺らぎを反映して測定帯域が最大値にならないためと考えられる。
【００５１】
言い換えると、ＬＴＣＰではパケットロスを検出するまで、送信レートを増加させてパケットの隙間を埋めていくが、パケットペア方式による推定帯域はパケットの隙間を反映しているためＬＴＣＰ最大値よりも少なくなってしまうことになる。
【００５２】
このように、バーストパケット送出対策として、レート半減対策を施し、また、送信ウインドウサイズを最適値に収束させるフロー制御を行うことで、帯域占有時のスループット向上と、帯域共有時に既存ＴＣＰ性能に大きな影響を与えないトータルの性能向上と、の点で良好な結果を得ることが可能となる。
【００５３】
なお、上記実施例におけるデータ転送制御装置は、上述したデータ転送制御処理を実行するデータ転送制御部を具備する。このデータ転送制御部は、専用のハードウエアにより実現されるものであってもよく、また、そのデータ転送制御部はメモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）により構成され、データ転送制御処理を実現するためのプログラムをメモリに読み込み、該読み込んだプログラムを実行することで上記データ転送制御処理を実現するものであってもよい。
【００５４】
また、上記データ転送制御処理の各処理工程を実現するためのプログラムをコンピュータ読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを情報処理装置に読み込ませてデータ転送制御処理を実行することも可能である。なお、情報処理装置とは、ＯＳや周辺機器等のハードウエアを含むものである。
【００５５】
また、上述する実施例は、本発明の好適な実施例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明にかかるデータ転送制御装置、データ転送制御方法およびデータ転送制御プログラムは、ギガビットネットワーク上で想定される高度アプリケーションの形態として、デジタルミュージアムや、デジタルシネマなどに適用可能である。
【００５７】
デジタルミュージアムとしては、高解像度を持つ超高精細画像システムや、遠隔講義などに適用可能な実写融合システム、３次元画像による高臨場感実現システムなどに適用可能であり、特に、高速に超高精細画像品質でデジタル化を可能とする撮像手段を具備するシステム構成を構築することにより、短時間で大量のコンテンツをライブラリ・アーカイブ化することが可能となるため、ギガビットネットワークに接続された１ソース・マルチユース型のデジタルミュージアムの実現、普及、促進のための基礎データを収集することが可能となる。
【００５８】
デジタルシネマとしては、高速ネットワークを介したデジタルデータによる映像配信を行うシステムに適用可能であり、このデジタルシネマのシステムにより、映画館用のフィルムプリントの作成が不要となることはもとより、暗号化によるセキュリティ強化、上映品質の均一化など、多くのメリットがある。また、動画像を撮影可能な撮像手段を具備するシステムを構築することでイベントのリアルタイム中継などにも適用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明にかかる送信ウインドウサイズの時間変化を示す図である。
【図２】本発明にかかる加速係数（ＲＴＴの値に応じた加速係数）を示す図である。
【図３】本発明にかかるネットワーク構成を示す図である。
【図４】図３に示すネットワーク構成１ホップにおける送信シーケンスを示す図である。
【図５】図３に示すネットワーク構成１ホップにおけるスループットを示す図である。
【図６】図３に示すネットワーク構成１ホップにおける送信シーケンス（スロースタート時）を示す図である。
【図７】図３に示すネットワーク構成２ホップにおける送信シーケンスを示す図である。
【図８】図３に示すネットワーク構成２ホップにおけるスループットを示す図である。
【図９】Ｒａｔｅ−Ｈａｌｖｉｎｇ実施後の既存ＴＣＰの送信シーケンスを示す図である。
【図１０】Ｒａｔｅ−Ｈａｌｖｉｎｇ実施後の既存ＴＣＰのスループットを示す図である。
【図１１】Ｒａｔｅ−Ｈａｌｖｉｎｇ実施後の改良ＴＣＰの送信シーケンスを示す図である。
【図１２】Ｒａｔｅ−Ｈａｌｖｉｎｇ実施後の改良ＴＣＰのスループットを示す図である。
【図１３】レート半減を施した既存ＴＣＰ（ＬＴＣＰ）と、フロー制御を改良したＴＣＰ（ＥＴＣＰ）のスループットの測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    クライアントＰＣ
２    サーバＰＣ
３、４    ルータＰＣ
５    ＨＵＢ
６    測定器
【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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