(57)【要約】【課題】  データ伝送システム及び伝送経路選択方法に関し、再送多発による伝送効率の低下を回避できるように、伝送経路の切り替えを可能とする。【解決手段】  ネットワーク５の複数の伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−ｎをルータ３，４等の経路選択装置により選択してデータ伝送を行うデータ伝送システム及び伝送経路選択方法であって、ルータ３，４等の経路選択装置は、ネットワーク５に於ける伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−ｎの選択を行うルーティングエンジン部と、伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−ｎ対応に再送検出を行って再送率を求め、この再送率が予め設定した閾値を超えたか否かを判定し、超えた時に、ルーティングエンジン部に、再送率の低い伝送経路に切り替えるように指示する再送検出部とを含み、伝送経路選択によりバーストデータも効率良く伝送する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークの複数の伝送経路を経路選択装置により選択してデータ伝送を行うデータ伝送システムに於いて、
前記経路選択装置は、前記伝送経路の選択を行うルーティングエンジン部と、前記伝送経路対応に再送検出を行って再送率を求め、該再送率が予め設定した閾値を超えた時に、前記ルーティングエンジン部に前記再送率の低い伝送経路に切り替えるように指示する再送検出部とを含む構成を有する
ことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項２】
ネットワークの複数の伝送経路を経路選択装置により選択してデータ伝送を行う伝送経路選択方法に於いて、
前記伝送経路対応に再送検出を行って再送率を求め、該再送率が予め設定した閾値を超えたか否かを判定し、前記再送率が前記閾値を超えた時に、前記再送率が低い他の伝送経路に切り替える過程を含む
ことを特徴とする伝送経路選択方法。
【請求項３】
ネットワークの複数の伝送経路を経路選択装置により選択してデータ伝送を行う伝送経路選択方法に於いて、
前記伝送経路対応に再送検出を行って再送率計算周期毎の再送率を求めて記録し、該再送率が予め設定した閾値を超えたか否かを判定し、前記再送率が前記閾値を超えた時に、前記記録された再送率が最低の伝送経路を選択して切り替える過程を含む
ことを特徴とする伝送経路選択方法。
【請求項４】
ネットワークの複数の伝送経路を経路選択装置により選択してデータ伝送を行う伝送経路選択方法に於いて、
応答確認フラグが設定された上位層がＴＣＰであるＩＰパケットの送信元アドレスと送信先アドレスと送信元ポートと送信先ポートと応答確認番号とを基に再送発生を検出して、再送率計算周期毎の再送率を求めて記録し、該再送率が予め設定した閾値を超えたか否かを判定し、前記再送率が前記閾値を超えた時に、前記記録された再送率が最低の伝送経路を選択して切り替えて、少なくとも予め定めた固定期間内は、切り替えた伝送経路によるＩＰパケットの伝送を継続する過程を含む
ことを特徴とする伝送経路選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケットロストの発生が少ない伝送経路を選択してデータ伝送を行うデータ伝送システム及びその伝送経路選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の端末装置や各種のサーバ等との間でインターネットを介してデータ伝送する場合は、送信元のルータにより、送信先のルータに対する伝送経路が選択されるもので、その経路選択のプロトコルとして、例えば、ＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ  Ｓｈｏｒｔｅｓｔ  Ｐａｔｈ  Ｆｉｒｓｔ）が知られている。このルーティングプロトコルは、リンクコストが最小となる伝送経路を選択するものであり、リンクコストは、通常、リンク速度に基づいて設定されているので、送信元から送信先へのスループットの高い伝送経路が選択されることになる。
【０００３】
このようなスループットが高い伝送経路が選択された場合であっても、ＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によるバーストデータの伝送時や、伝送経路途中の輻輳に遭遇すると、パケットロストが発生することがある。その場合は、再送処理を行うことになる。この再送処理による再送パケットが増加すると、一層輻輳状態が増長されて、パケットロストの発生が多くなり、スループットが低下する。
【０００４】
又無線回線を用いたデータ伝送システムに於いて、伝送経路の状態を監視し、その伝送経路の状態に対応して伝送速度を選択する手段が知られている。これは、無線伝送経路の状態の変化が大きいことにより、伝送経路の状態に適合した伝送速度に切り替えるものである(例えば、特許文献１参照)。又無線回線を用いたデータ伝送システムに於いて、再送回数やビット誤り率等を基に、誤り訂正符号化を行う場合の符号化率を選択する手段も知られている(例えば、特許文献２参照)。
【０００５】
又無線回線を用いた通信システムに於いて、複数の指向性アンテナによるＴＤＭＡバーストの受信レベル測定用信号により受信レベルを測定し、その測定結果を基に、指向性アンテナを選択して、後続のデータ用タイムスロットにより送受信する手段も知られている(例えば、特許文献３参照)。又無線／有線のネットワークに於ける経路の輻輳状態を検出して、地図データを配信する為の経路は切り替える手段が知られている(例えば、特許文献４参照)。
【特許文献１】特開昭６３−４７２９号公報
【特許文献２】特開平７−３３６３３１号公報
【特許文献３】特開２０００−５９２７９号公報
【特許文献４】特開２００１−２３５３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ルーティングプロトコルとしては、前述のＯＳＰＦ以外にも各種のプロトコルが知られている。このようなネットワークの伝送経路の設定制御を含むプロトコルに於いては、最初に伝送経路の選択を行い、その伝送経路に障害が発生して断状態となった場合、他の伝送経路を選択する機能を含む場合が一般的である。しかし、伝送経路の少なくとも一部に輻輳発生箇所があると、パケット廃棄に伴う再送処理が行われる。この再生処理によるパケットが増加すると、輻輳状態を益々助長することになる。そして、このような輻輳状態に於いては、伝送経路の断ではないから、伝送経路の切り替えを行わないものである。
【０００７】
輻輳状態となった時のパケット廃棄を回避する為には、伝送経路中のルータ等に備えているバッファメモリの容量を大きくすることが考えられる。しかし、ルータ等のコストアップと、処理負担の増加と、伝送遅延の増大等の問題が生じる。又バースト的なデータを伝送する場合、例えば、前述のＯＳＰＦ等のルーティングプロトコルにより伝送経路の選択を行った時、スループットの高い伝送経路を選択することになるが、伝送経路中のルータのバッファメモリの容量等に依存するバースト耐力等については反映されていないものである。従って、従来のルーティングプロトコルにより選択した伝送経路によりバースト的にデータを送信すると、輻輳に遭遇して再送パケットの増加と、輻輳状態の助長との問題が生じる。そこで、ＯＳＰＦのルーティングプロトコルを適用した場合に、バースト耐力を考慮して、手動でリンクコストを設定することが考えられる。しかし、このようなリンクコストの設定によっても、伝送経路選択に於ける現実に即した最適解が得られるとは限らない問題がある。又他のルーティングプロトコルを適用した場合でも、現実に即した最適解が得られるとは限らない問題がある。
【０００８】
本発明は、再送多発による伝送効率の低下を回避できるように、伝送経路の切り替えを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のデータ伝送システムは、ネットワークの複数の伝送経路を経路選択装置により選択してデータ伝送を行うデータ伝送システムであって、ルータ等の経路選択装置は、ネットワークに於ける伝送経路の選択を行うルーティングエンジン部と、伝送経路対応に再送検出を行って再送率を求め、この再送率が予め設定した閾値を超えた時に、ルーティングエンジン部に、再送率の低い伝送経路に切り替えるように指示する再送検出部とを含む構成を有するものである。
【００１０】
又本発明の伝送経路選択方法は、ネットワークの複数の伝送経路を経路選択装置により選択してデータ伝送を行う伝送経路選択方法であって、伝送経路対応に再送検出を行って再送率を求め、この再送率が予め設定した閾値を超えたか否かを判定し、再送率が閾値を超えた時に、再送率が低い他の伝送経路に切り替える過程を含むものである。
【００１１】
又伝送経路対応に再送検出を行って再送率計算周期毎の再送率を求めて記録し、この再送率が予め設定した閾値を超えたか否かを判定し、再送率が閾値を超えた時に、記録された再送率が最低の伝送経路を選択して切り替える過程を含むものである。
【００１２】
又応答確認フラグが設定された上位層がＴＣＰであるＩＰパケットの送信元アドレスと送信先アドレスと送信元ポートと送信先ポートと応答確認番号とを基に再送発生を検出して、再送率計算周期毎の再送率を求めて記録し、この再送率が予め設定した閾値を超えたか否かを判定し、再送率が閾値を超えた時に、記録された再送率が最低の伝送経路を選択して切り替えて、少なくとも予め定めた固定期間内は、切り替えた伝送経路によるＩＰパケットの伝送を継続する過程を含むものである。
【発明の効果】
【００１３】
伝送経路対応に再送率を求めて、この再送率が閾値を超えた場合は、バーストデータ伝送等により輻輳状態が発生したことを示すので、その場合は、自動的に、再送率の低い伝送経路を選択することにより、パケットロスト等が発生する伝送経路を避けてデータ伝送を継続できるから、伝送効率の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のデータ伝送システムは、図１を参照して説明すると、ネットワーク５の複数の伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−ｎをルータ３，４等の経路選択装置により選択してデータ伝送を行うデータ伝送システムであって、ルータ３，４等の経路選択装置は、ネットワーク５に於ける伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−ｎの選択を行うルーティングエンジン部と、伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−ｎ対応に再送検出を行って再送率を求め、この再送率が予め設定した閾値を超えた時に、ルーティングエンジン部に、再送率の低い伝送経路に切り替えるように指示する再送検出部とを含む構成を有するものである。
【００１５】
本発明の伝送経路選択方法は、ネットワーク５の複数の伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−ｎをルータ３，４等の経路選択装置により選択してデータ伝送を行う伝送経路選択方法であって、伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−ｎ対応に再送検出を行って再送率を求め、この再送率が予め設定した閾値を超えたか否かを判定し、再送率が閾値を超えた時に、再送率が低い他の伝送経路に切り替える過程を含むものである。
【実施例１】
【００１６】
図１は、ネットワーク構成説明図であり、１は送信元端末装置(又はサーバ等)、２は送信先端末装置(又はサーバ等)、３，４は経路選択装置としてのルータ、５はネットワークを示し、ルータ３，４は、端末装置１，２間については、ネットワーク５に於ける複数の伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−ｎの何れか一つを選択して、データ伝送を行わせるデータ伝送システムの概要を示している。なお、ネットワーク５には、図示を省略した多数のルータ及び端末装置等が接続され、それぞれルータにより伝送経路の選択が行われる。
【００１７】
本発明の実施例に於ける経路選択装置としてのルータ３，４は、図２に示すように、経路選択制御を行うルーティングエンジン部１１と、再送検出部１２とを含む構成を有するものである。この再送検出部１２は、伝送経路対応に再送検出を行って、再送率を求める手段と、この再送率が予め設定した閾値を超えたか否かを判定し、再送率が閾値を超えた場合に、他の再送率の低い伝送経路に切り替えるように、ルーティングエンジン部１１に指示する手段とを含むものである。その為、ＴＣＰ再送検出部１３と、点線で示すプロトコルＸ再送検出部１４とを含む構成の場合を示している。
【００１８】
ＴＣＰ再送検出部１３は、伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−ｎ(図１参照)対応に、ＴＣＰの再送検出を行って、伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−ｎの再送率を求め、この再送率が予め設定した閾値を超えると、その伝送経路は輻輳状態と判定して、再送率が、例えば、最低の伝送経路を選択し、その伝送経路に切り替えるように、ルーティングエンジン部１１に指示する。又プロトコルＸ再送検出部１４は、プロトコルＸの再送検出を行って、ＴＣＰ再送検出部１３と同様の処理を行うものである。なお、更に多種類のプロトコル対応の再送検出部を設けることも可能である。
【００１９】
図３は、前述のＴＣＰ再送検出部の説明図であり、図中のＩＰパケットは、図示のように、ＩＰヘッダのＰｒｏｔｏｃｏｌ＝６により、上位層がＴＣＰであることを示し、送信元アドレスＩＰ−ＳＡをＡ、送信先アドレスＩＰ−ＤＡをＢ、送信元ポートＴＣＰ−ＳＰをＣ、送信先ポートＴＣＰ−ＤＰをＤ、受信確認番号Ａｃｋ．Ｎｕｍ．をＦ、フラグＡｃｋ．Ｆｌａｇを１としたヘッダ部分とデータＤＡＴＡとを含む場合、送信元アドレスＴＣＰ−ＳＡより前のＩＰヘッダと、送信元アドレスＴＣＰ−ＳＡ以後のＴＣＰセグメントとにより構成されるもので、ＴＣＰ再送検出部１３は、フラグＡｃｋ．Ｆｌａｇが１に設定されたＩＰパケットについて、ＴＣＰヘッダの送信元アドレスＩＰ−ＳＡと、送信先アドレスＩＰ−ＤＡと、送信元ポートＴＣＰ−ＳＰと、送信先ポートＴＣＰ−ＤＰと、受信確認番号Ａｃｋ．Ｎｕｍ．とを監視する。
【００２０】
例えば、図４及び図５の（Ａ）〜（Ｈ）に示す送信元端末装置１と送信先端末装置２とルータ３，４とネットワーク５とを含むデータ伝送システムに於いて、図４の（Ａ）に示すように、送信元端末装置１からセグメント１〜５をセグメント対応に順次送信元端末装置２に伝送する場合、図４の（Ｂ）は、送信元端末装置１からの最初のセグメント１が送信先端末装置２に伝送された場合を示す。次のセグメント２が、図４の（Ｃ）に示すように、送信元端末装置１から送信され、ネットワーク５の伝送経路に於いて輻輳等により廃棄され、次のセグメント３が、図４の（Ｄ）に示すように、送信先端末装置２に伝送され、次に、図５の（Ｅ）に示すように、送信元端末装置１からセグメント４を送信した時、送信先端末装置２は、セグメント１の次にセグメント２ではなく、セグメント２の次のセグメント３を受信したことにより、セグメント１についての応答確認ＡＣＫ１を送信元端末装置１に送信する。即ち、受信確認番号Ａｃｋ．Ｎｕｍ．を「１」とした応答確認を送信する。
【００２１】
送信元端末装置１は、次のセグメント５を図５の（Ｆ）に示すように送信し、送信先端末装置２は、セグメント１の次に、セグメント３，４を受信し、セグメント２は受信していないので、セグメント１についての応答確認ＡＣＫ１を送信元端末装置１に送信する。次に、図５の（Ｇ）に示すように、送信先端末装置２は、セグメント５を受信して、セグメント１の次のセグメント２を受信していないので、前述の場合と同様のセグメント１の応答確認ＡＣＫ１を送信する。それにより、送信元端末装置１は、重複する応答確認ＡＣＫ１を図５の（Ｈ）に示すように３回受信したので、送信元端末装置１は、セグメント１の次のセグメント２が送信先端末装置２に到着していないことを認識できるので、そのセグメント２を再送する。又ルータ３の再送検出部は、同一の応答確認ＡＣＫ１を３回検出したことにより、再送発生と認識することができる。この再送開始の応答確認の回数は、通常は３回が一般的であるが、その他の回数に設定することもできる。
【００２２】
又ＩＰパケットは、シーケンス番号とタイムスタンプとにより、順序を認識できるものであり、前述のように、送信先端末装置２に於いては、パケットロストが生じたＩＰパケットを、正常に受信できたＩＰパケットのシーケンス番号を基に識別することができる。従って、送信元端末装置１に対する応答確認番号Ａｃｋ．Ｎｕｍ．を含む応答ＩＰパケットを送信することになる。
【００２３】
そこで、ＴＣＰ再送検出部１３は、前述のように、応答確認のフラグＡｃｋ．Ｆｌａｇが１に設定されたＩＰパケットのＴＣＰヘッダの送信元アドレスＩＰ−ＳＡと、送信先アドレスＩＰ−ＤＡと、送信元ポートＴＣＰ−ＳＰと、送信先ポートＴＣＰ−ＤＰと、受信確認番号Ａｃｋ．Ｎｕｍ．とを監視する。そして、重複した内容のＩＰパケットが、予め設定した回数通過した場合、この送信元アドレスＩＰ−ＳＡから送信先アドレスＩＰ−ＤＡへの伝送経路に、輻輳等による再送が発生したと判定し、所定時間内の再送検出回数をカウントして、再送率を求める。
【００２４】
この再送率が、予め設定した閾値を超えたことを判定すると、その伝送経路は輻輳状態と判定し、他の伝送経路の再送率を調べて、例えば、最低の再送率の伝送経路を選択し、その伝送経路に切り替える。従って、バースト的なデータ伝送時に於いても、パケットロスト発生が少ない伝送経路を自動的に選択して伝送することができる。
【００２５】
図６は、本発明の実施例の経路選択処理のフローチャートを示し、再送率の計算周期をｔ、閾値をＡ、最適経路固定期間をＴとして、一定時間ｔ、即ち、再送率計算周期ｔに於ける伝送経路Ｒ−ｘ（ｘ＝１〜ｎ）の再送率を、前述のように、応答確認のフラグＡｃｋ．Ｆｌａｇが１に設定されたＩＰパケットのＴＣＰヘッダの送信元アドレスＩＰ−ＳＡと、送信先アドレスＩＰ−ＤＡと、送信元ポートＴＣＰ−ＳＰと、送信先ポートＴＣＰ−ＤＰと、受信確認番号Ａｃｋ．Ｎｕｍ．とを基に算出する（Ａ１）。この再送率が予め設定した閾値Ａ％以上か否かを判定し（Ａ２）、超えていない場合は、ステップ（Ａ１）に移行し、超えた場合は、ステップ（Ａ３）に移行する。
【００２６】
ステップ（Ａ３）に於いては、伝送経路Ｒ−ｘの再送率を記録し、全伝送経路についての再送率が記録されたか否かを判定し（Ａ４）、全伝送経路についての再送率の記録が完了していない場合は、ｘ←ｘ＋１の処理（Ａ８）により、次の伝送経路Ｒ−ｘについての再送率を求める。又全伝送経路についての再送率を求めた場合は、最も再送率が小さい伝送経路を選択し、全伝送経路の再送率の記録内容をクリアし、伝送経路を切り替えた場合の最適経路固定期間Ｔを示すタイマを初期化する（Ａ５）。
【００２７】
そして、タイマをインクリメントし（Ａ６）、このタイマが最適経路固定期間Ｔに達したか否かを判定し（Ａ７）、最適経路固定期間Ｔに達していない場合は、ステップ（Ａ６）に移行し、達した場合は、ステップ（Ａ１）に移行して、前述のステップを繰り返すことにより、バースト的なデータ伝送に於ける伝送効率の低下を回避することができる。
【００２８】
図７は、経路選択処理の説明図であり、図１と同一符号は同一部分を示し、ルータ３，４間に伝送経路Ｒ−１〜Ｒ−３を選択できるネットワーク５が存在する場合に、伝送経路Ｒ−１は、その伝送経路に沿って内部バッファ容量が小さいルータが存在する為に、バーストデータ伝送時に、再送率が２０％となり、又伝送経路Ｒ−２は、バーストデータ伝送時に、再送率が６％、伝送経路Ｒ−３は、バーストデータ伝送時に、再送率が７％となるデータ伝送システムであって、再送率の閾値Ａ＝５％とした場合、バーストデータ伝送前の状態により、送信元端末装置１と送信先端末装置２との間のルータ３，４により、伝送経路Ｒ−１が選択されたとし、バーストデータの伝送開始により、輻輳が発生して、再送処理が生じることにより、ルータ３の再送検出部１２(図２参照)に於ける再送率計算周期ｔによる再送率が２０％となるから、ルーティングエンジン部１１による伝送経路の切り替えが発生する。
【００２９】
この場合、伝送経路Ｒ−１から伝送経路Ｒ−２に切り替えられたとすると、この伝送経路Ｒ−２の再送率は、バーストデータの伝送により、再送率計算周期ｔによる再送率が６％となるから、閾値Ａ＝５％を超えることになり、伝送経路の切り替えが行われる。この場合、伝送経路Ｒ−２から伝送経路Ｒ−３に切り替えられたとすると、この伝送経路Ｒ−３の再送率は、バーストデータの伝送により、再送率計算周期ｔによる再送率は７％となり、従って、閾値Ａ＝５％を超えることになるから、伝送経路の切り替えが発生する。
【００３０】
この場合、伝送経路Ｒ−１の再送率２０％、伝送経路Ｒ−２の再送率６％、伝送経路Ｒ−３の再送率７％が記録され、再送率が最低の伝送経路Ｒ−２が、バースト耐力が大きい伝送経路として選択されるもので、その後、最適経路固定期間Ｔが経過するまで、伝送経路Ｒ−２により、送信元端末装置１から送信先端末装置２へのバーストデータの伝送が行われる。バーストデータ伝送時には、再送率の変化が大きくなるから、伝送経路の切り替えが頻発しないように、最適経路固定期間Ｔが設定されている。前述のような伝送経路の選択制御により、バーストデータの伝送時でも、再生回数を低減して、伝送効率の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ネットワーク構成説明図である。
【図２】再送検出部の説明図である。
【図３】ＴＣＰ再送検出部の説明図である。
【図４】再送発生検出の説明図である。
【図５】再送発生検出の説明図である。
【図６】経路選択処理のフローチャートである。
【図７】経路選択処理の説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  送信元端末装置
２  送信先端末装置
３，４  ルータ
５  ネットワーク
Ｒ−１〜Ｒ−ｎ  伝送経路
１１  ルーティングエンジン部
１２  再送検出部
１３  ＴＣＰ再送検出部
１４  プロトコルＸ再送検出部
【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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