(57)【要約】【課題】ＩＰ網を介したトンネリング方式によるデータ伝送において、受信側終端装置の回路規模及び機能負担を軽減し、且つデータ伝送のスループットの向上を図る。【解決手段】インターネット網を介したトンネリング方式による、第１及び第２エンドノード間のデータ送信及び受信方法において、第１エンドノードから受けた送信フレームを所定の固定長で少なくとも二つのフレームに分割する工程と、分割された各フレームに分割されたデータであることを示すヘッダーを付加する工程と、分割された各フレームにトンネリング方式のデータ伝送であることを示す識別ヘッダーを付加した後に、各フレームをインターネット網に画定されたトンネルに順次送出する工程と、トンネルを介して受けた各フレームからトンネリング方式のデータ伝送であることを示す識別ヘッダーを削除した後に各フレームを第２エンドノードに順次送出する工程とから成る。データの再構築（リアセンブル）は第２エンドノードにおいて行われる。【選択図】図４
2016019034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターネット網を介したトンネリング方式による、第１及び第２エンドノード間のデータ送信及び受信方法において、該方法は、
前記第１エンドノードから受けた送信フレームを所定の固定長で少なくとも二つのフレームに分割する工程と、
分割された各フレームに分割されたデータであることを示すヘッダーを付加する工程と、
分割された前記各フレームにトンネリング方式のデータ伝送であることを示すヘッダーを付加する工程と、
前記ヘッダーが付加された各フレームを前記インターネット網に確立されたトンネルに順次送出する工程と、
前記トンネルを介して受けた各フレームから前記ヘッダーを削除する工程と、
トンネリング方式のデータ伝送であることを示す前記ヘッダーが削除された各フレームを前記第２エンドノードに順次送出する工程と、
から成り、前記第２エンドノードにおいてデータの再構築（リアセンブル）が行われることを特徴とするデータ送信及び受信方法。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ送信及び受信方法において、前記各工程は、インターネット網に接続された少なくとも二つの終端装置の間で行われることを特徴とするデータ送信及び受信方法。
【請求項３】
請求項１に記載のデータ送信及び受信方法において、前記終端装置はルーターを含むスイッチ装置であることを特徴とするデータ送信及び受信方法。
【請求項４】
請求項１に記載のデータ送信及び受信方法において、前記エンドノードは、インターネットプロトコルに準拠した端末機器であることを特徴とするデータ送信及び受信方法。
【請求項５】
請求項１に記載のデータ送信及び受信方法において、前記フレームの送出前に、前記インターネット網で一回に送信できる許容量を確認し、その許容量に基づき、トンネリング方式でのデータ伝送であることを示すヘッダーを含めて前記固定長が調節されることを特徴とするデータ送信及び受信方法。
【請求項６】
インターネット網を介したトンネリング方式による、第１及び第２エンドノード間のデータ送信及び受信装置であって、該装置は、
前記第１エンドノードから受けた送信フレームを所定の固定長で少なくとも二つのフレームに分割し、該分割された各フレームに分割されたデータであることを示すヘッダーを付加し、その分割された前記各フレームにトンネリング方式のデータ伝送であることを示すヘッダーを付加し、前記ヘッダーが付加された各フレームを前記インターネット網に確立されたトンネルに順次送出するための送信側終端装置と、
前記トンネルを介して受けた各フレームからトンネリング方式のデータ伝送であることを示す前記ヘッダーを削除し、前記ヘッダーが削除された各フレームを前記第２エンドノードに順次送出するための受信側終端装置と、
を具備し、前記第２エンドノードにおいてデータの再構築（リアセンブル）が行われることを特徴とするデータ送信及び受信装置。
【請求項７】
請求項６に記載のデータ送信及び受信装置において、前記エンドノードは、インターネットプロトコルに準拠した端末機器であることを特徴とするデータ送信及び受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターネット網（ＩＰ網）を経由して行われる分割パケットの送信及び受信方法に関する。より詳しくは、ＩＰ網を介したトンネリング方式で行われる分割パケットの送信及び受信において、送信側のスイッチ装置から発せられた分割パケットを、受信側のスイッチ装置で再構築（リアセンブル）を行うことなく、ＰＣ等のエンドノードで行うことを特徴とするデータ送信及び受信方法に関する。
本発明は、また、上記のデータ送信及び受信方法を用いた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来技術における、通常のパケットの分割送信及び受信処理方法を示す図である。ＩＰ網１０を介して一定容量以上のデータＤをエンドノードＥ１,Ｅ２間で送受信する場合、データＤは、送信側のルーター装置Ｒ１において、ＩＰ網１０が一度に通すことができるパケットサイズのパケットＤ１，Ｄ２に分割されて、分割パケットであることを示す情報と共にＩＰ網１０に送信される。
受信側のルーター装置Ｒ２は、分割パケットの再構築を行わず、ＰＣ等であるエンドノードＥ２に複数のパケットＤ１，Ｄ２を転送するのみである。エンドノードＥ２は、ルーター装置Ｒ２から転送されてきた複数のパケットをこのエンドノード内でデータＤとして再構築(リアセンブル)する。この従来例の場合、ＰＣ等のエンドノードＥ２に対して、パケット再構築のための機能と負荷を要求することになる。なお、分割パケットであることを示す情報には、図面上、ＩＰ（１）のＭＦビット、ＩＰ（２）のオフセット値が含まれる。
【０００３】
従来、さらに、図１に示したＩＰ網１０上でデータの送・受信を直接行う方法以外に、ＩＰ網１０などの公衆回線上に、あたかもトンネルのような仮想的な専用線を作り、データをカプセル化して、公衆回線の一般ユーザーからは見えないようにしたトンネリングという送・受信技術がある。トンネリングには、レイヤー、プロトコルの違いなどにより、ＰＰＴＰ，Ｌ２Ｆ，Ｌ２ＴＰ，ＩＰｓｅｃ，ＧＲＥなどの種類がある。本明細書では、主としてＧＲＥトンネリングについて、図示と共に説明することとするが、本発明はＧＲＥ（Generic Routing Encapsulation）に限られることなく、上記したものを含む他の種類のものであっても構わない。
【０００４】
図２は、従来のＧＲＥトンネリング方式の概念図である。送信側スイッチ装置Ａから受信側スイッチ装置Ｂに向けて、データＤがＧＲＥトンネルＴを通して伝送され、エンドノードＥ２にデータが到達するものである。
【０００５】
図２において、スイッチ装置Ａ内では先ず最初に、ＧＲＥトンネル通信であることを示すＧＲＥヘッダーが、エンドノードＥ１から送られてきたデータＤに付加される。次に、ＧＲＥヘッダーが付加されたデータは、ＧＲＥトンネルＴを一度に通ることが可能なデータ長の複数のパケットＤ１，Ｄ２に分割される。分割されたパケットは、ＧＲＥヘッダーを含むフレームから順次スイッチ装置ＡからＧＲＥトンネルＴに向けて送出される。
【０００６】
スイッチ装置ＡからＧＲＥトンネルＴへ送出された複数の分割データＤ１，Ｄ２は、受信側スイッチ装置Ｂで順次受信される。スイッチ装置Ｂは、先ず最初にＧＲＥヘッダーを削除する。その後、スイッチ装置Ｂ内にてデータＤの再構築が行われ、再構築の後、エンドノードＥ２にデータＤが転送される。この実施例の場合には、受信側のスイッチ装置Ｂ自体が再構築（リアセンブリング）機能を有していることが必要で、再構築がソフトウェアで実装されている場合には、その処理速度が遅いという問題があった。また、通常は、スイッチ装置Ａ，Ｂはルーター等のハードウェアとして提供されることが多いが、再構築（リアセンブリング）機能をハード的に構成すると、ハードウェアの回路規模が大きくなるという問題があった。
【０００７】
図３は、スイッチ装置、特に受信側のスイッチ装置Ｂが再構築（リアセンブリング）機能を有さない場合の概念図である。スイッチ装置ＡからＧＲＥトンネルＴへのデータの送出手順は図２と同様である。上で述べたとおり、多くのスイッチ装置はリアセンブル機能を有さない。この場合、スイッチ装置Ｂにおいて、ＧＲＥヘッダーが削除されただけでは、エンドノードＥ２に“分割した”というヘッダーの情報が届かないため、エンドノードＥ２で再構築されずにデータそのものが破棄されてしまうと言う問題点があった。図面上、エンドノードＥ２に付けられたバツ印は、エンドノードＥ２でのリアセンブル不可の状態を表わす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、従来技術の上述の問題点及び課題を解決するために案出されたものであり、その主たる目的は、トンネリング伝送方式において、再構築機能をＰＣ等のエンドノードで行うことにより、その機能を受信側のスイッチング装置に求めず、全体の構成を簡略化することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、再構築機能をＰＣ等のエンドノードで行うことにより、データ伝送のスループットの向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、
インターネット網を介したトンネリング方式による、第１及び第２エンドノード間のデータ送信及び受信方法において、該方法は、
前記第１エンドノードから受けた送信フレームを所定の固定長で少なくとも二つのフレームに分割する工程と、
分割された各フレームに分割されたデータであることを示すヘッダーを付加する工程と、
分割された前記各フレームにトンネリング方式のデータ伝送であることを示すヘッダーを付加する工程と、
前記ヘッダーが付加された各フレームを前記インターネット網に確立されたトンネルに順次送出する工程と、
前記トンネルを介して受けた各フレームからトンネリング方式のデータ伝送であることを示す前記ヘッダーを削除する工程と、
前記ヘッダーが削除された各フレームを前記第２エンドノードに順次送出する工程と、
から成り、前記第２エンドノードにおいてデータの再構築（リアセンブル）が行われることを特徴とするデータ送信及び受信方法が提供される。
【００１１】
上記のデータ送信及び受信方法において、前記各工程は、インターネット網に接続された少なくとも二つの終端装置の間で行われることを特徴とする。終端装置はルーターを含むスイッチ装置である。
【００１２】
上記のデータ送信及び受信方法において、前記第１及び第２エンドノードは、インターネットプロトコルに準拠した端末機器であることを特徴とする。端末装置には、パソコン、携帯電話、スマートフォンやタブレット等のスマートデバイス等が含まれる。
【００１３】
上記のデータ送信及び受信方法において、前記フレームの送出前に、前記インターネット網で一回に送信できる許容量を確認し、その許容量に基づき、トンネリング方式でのデータ伝送であることを示すヘッダーを含めて前記固定長が調節されるようにすることもできる。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、
インターネット網を介したトンネリング方式による、第１及び第２エンドノード間のデータ送信及び受信装置であって、該装置は、
前記第１エンドノードから受けた送信フレームを所定の固定長で少なくとも二つのフレームに分割し、該分割された各フレームに分割されたデータであることを示すヘッダーを付加し、その分割された前記各フレームにトンネリング方式のデータ伝送であることを示すヘッダーを付加し、前記ヘッダーが付加された各フレームを前記インターネット網に確立されたトンネルに順次送出するための送信側終端装置と、
前記トンネルを介して受けた各フレームからトンネリング方式のデータ伝送であることを示す前記ヘッダーを削除し、前記ヘッダーが削除された各フレームを前記第２エンドノードに順次送出するための受信側終端装置と、
を具備し、前記第２エンドノードにおいてデータの再構築（リアセンブル）が行われることを特徴とするデータ送信及び受信装置が提供される。
【００１５】
上記のデータ送信及び受信装置において、前記エンドノードは、インターネットプロトコルに準拠した端末機器であることを特徴とする。端末装置には、パソコン、携帯電話、スマートフォンやタブレット等のスマートデバイス等が含まれる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるトンネリング方式によるデータ送信及び受信方法、及びそれを用いた装置によれば、データの再構築（リアセンブリング）機能をエンドノード（ＰＣ）に持たせることが可能であるので、データ伝送のスループットが向上するという利点がある。
【００１７】
本発明によるトンネリング方式によるデータ送信及び受信方法、及びそれを用いた装置によれば、スイッチ装置にデータの再構築（リアセンブリング）機能を持たせる必要がないため、スイッチ装置を簡略化できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１はトンネリング方式でない従来のデータ送信及び受信装置の概念図である。
【図２】図２はスイッチ装置が再構築機能を有する、トンネリング方式による従来のデータ送信及び受信装置の概念図である。
【図３】図３はスイッチ装置が再構築機能を有さない、トンネリング方式による従来のデータ送信及び受信装置の概念図である。
【図４】図４は本発明によるトンネリング方式のデータ送信及び受信装置の概念図である。
【図５】図５は本発明によるトンネリング方式のデータ送信及び受信装置の送信側スイッチ装置での処理フローを示す図である。
【図６】図６は本発明によるトンネリング方式のデータ送信及び受信装置の受信側スイッチ装置での処理フローを示す図である。
【図７】図７は本発明によるトンネリング方式のデータ送信及び受信装置のエンドノードでの処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明のトンネリング方式のデータ送信及び受信方法、及びそれを用いた装置について詳細に説明する。全図を通して、同一参照番号及び符号は同一の構成要素を示すものとする。
【００２０】
図４は、本発明によるトンネリング方式のデータ送信及び受信装置の概略図である。本発明による装置は、主にスイッチ装置Ａと、スイッチ装置Ｂと、エンドノードＥ１，Ｅ２と、インターネット網１０と、スイッチ装置Ａ，Ｂ間に仮想的に画定されるトンネルＴとから構成される。説明の都合上、スイッチ装置Ａが送信側、スイッチ装置Ｂが受信側として示されているが、両者は同一機能を有するものであって、どちらが送信側又は受信側となっても良い。即ち、スイッチ装置Ａ，Ｂ間では双方向の通信が可能である。スイッチ装置Ａ，Ｂは最も一般的にはハブ、又はルーター等の終端装置である。エンドノードＥ１，Ｅ２は、最も典型的には端末装置としてのパソコン（ＰＣ）であり、本発明の装置では、パケットの再構築（リアセンブリング）機能を担うものである。端末装置は、インターネットプロトコルに準拠したものであれば良く、パソコン以外の携帯電話、スマートフォン又はタブレット等のスマートデバイスであっても構わない。
【００２１】
トンネルＴは、図面上ＧＲＥトンネルとして示しており、以下の説明もＧＲＥトンネルとして説明するが、先にも記したとおり、本発明はＧＲＥトンネリングに限られる訳ではない。
【００２２】
次に、上記構成におけるデータの伝送手順を、送信側スイッチ装置Ａ，受信側スイッチ装置Ｂ、エンドノードＥ２に分けて説明する。
【００２３】
先ず最初に、図５を参照しながら、送信側スイッチ装置Ａにおける処理フローを説明する。スイッチ装置Ａは、外部エンドノードＥ１から、ステップＳ５０１で送信元となるデータのフレームを受信すると、そのフレーム長がＧＲＥトンネルを一回で通過できる長さか否かをステップ５０２で測定する。即ち、ＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）を測定する。測定の結果、ステップＳ５０３でフレームの分割が必要でないと判断した場合には、ステップＳ５０４に進む。ステップＳ５０４では、フレームにＧＲＥヘッダーを付与する。ＧＲＥヘッダーが付与されたフレームは、直接ステップＳ５１０に進み、該ステップにおいてＧＲＥトンネルＴに送出される。
【００２４】
他方、ステップＳ５０３において、ＭＴＵの測定からフレームの分割が必要と判断された場合には、フレームを固定長で複数に分割するステップＳ５０６へ進められる。次に、分割された一つ目のフレームのＩＰヘッダーのＭＦ（More Fragment）ビットを、フラグメントが更に続くことを意味する“１”にする(ステップＳ５０７)。続いて、分割した一つ目のフレームを元に、分割した二つ目のフレームに、ＭＦ＝０のＩＰヘッダーをステップＳ５０８で付与する。その後、ステップＳ５０９にてフレーム毎にＧＲＥヘッダーが付与される。
【００２５】
従来のものが、図２及び図３に示すように、フレームに先にＧＲＥヘッダーを付与してから、ＭＴＵに合わせてパケットの分割を行っていたのに対して、本願発明では、先にフレームを分割してから、各分割フレームにＧＲＥヘッダーを付与するものであり、この点が従来のものとは大きく異なる。
【００２６】
図６に戻り説明すると、ステップＳ５０９にてＧＲＥヘッダーが付与された各クレームは、ステップＳ５１０にてＧＲＥトンネルＴに向けて送出される。
【００２７】
次に、受信側スイッチ装置Ｂでの処理フローを図６を参照しながら説明する。スイッチ装置Ｂは、ステップＳ６０１において、スイッチ装置ＡからＧＲＥトンネルＴを介してフレームを受信すると、直ちにステップＳ６０２において各フレームからＧＲＥヘッダーを削除する。ＧＲＥヘッダーが削除された各フレームは、ステップＳ６０３においてそのまま外部のエンドノードＥ２に転送される。
【００２８】
スイッチ装置Ｂには、従来例を示す図２及び図３のような再構築（リアセンブリング）の機能が必要なく、ＧＲＥヘッダーを削除する機能だけで良いため、スイッチ装備Ｂを簡略化されたハードウェアとして容易に構成できる。
【００２９】
最後に典型的にはパソコン（ＰＣ）であるエンドノードＥ２での処理フローを図７を参照して説明する。スイッチ装置Ｂから転送されたフレームは、ステップＳ７０１において受信され、次に、ステップＳ７０２において、分割されたパケットであるか否かがＭＦビットの値により判断される。ＭＦ＝０で分割されたパケットでない、即ち再構築（リアセンブリング）の必要のないものと判断された場合には、データの受信処理を終える（ＥＮＤ）。他方、ステップＳ７０２で、ＭＦ＝１により分割されたパケットであると判断された場合には、ステップＳ７０３により再構築（リアセンブリング）の処理がなされる。
【００３０】
本発明の装置では、再構築（リアセンブリング）の処理がパーソナルコンピュータ（ＰＣ）上で行えるため、データ送受信のスループットは従来のものに比べて大幅に高くなったと言える。
【００３１】
以上、本発明の好適実施例を添付図面を参照しながら説明したが、本発明による方法及び装置には、以下の特許請求の範囲を逸脱しないかぎり、その変更及び改変が含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
大量のデータを高速に伝送する必要がある用途に適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ  送信側スイッチ装置
Ｂ  受信側スイッチ装置
Ｄ  データ
Ｄ１，Ｄ２  分割データ
Ｅ１，Ｅ２  エンドノード（ＰＣ）
Ｔ  ＧＲＥトンネル
１０  インターネット網（ＩＰ網）
【図１】
2016019034.tif 000003
【図２】
2016019034.tif 000004
【図３】
2016019034.tif 000005
【図４】
2016019034.tif 000006
【図５】
2016019034.tif 000007
【図６】
2016019034.tif 000008
【図７】
2016019034.tif 000009