JP2012186839A - Ｕｄｐ基盤の通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】メッセージの分割及び再組立（ＳＡＲ）とメッセージの再送技術を用いてＵＤＰ基盤における信頼性のある通信方法を提供する。
【解決手段】送信部１００におけるＵＤＰ基盤の通信方法は、送信部１００に提供されるメッセージを既に設定されたサイズのパケットに分割する過程と、分割されたパケットのそれぞれに通し番号を付与する過程と、パケットをパケットバッファに格納した後、付与された通し番号の順にパケットを受信部２００に伝送する過程と、受信部２００からパケットの受信完了を通知する制御メッセージの受信を待機する過程とを含み、受信部２００におけるＵＤＰ基盤の通信方法は、既に設定されたサイズに分割された分割パケットを通し番号順に送信部１００から受信する過程と、受信される分割パケットがメッセージパケットであり、分割パケットの損失がなければ、通し番号に従って分割パケットを組み合わせてメッセージを完成する過程を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＵＤＰ（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ）に基づく通信技術に関し、特に、ＵＤＰ基盤における大容量メッセージを伝送するにおいて信頼性と効率性を提供するのに適したＵＤＰ基盤の通信方法に関する。

インターネット基盤の通信サービスは、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に基づいて信頼性のある通信を提供するＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）又は非信頼性通信を提供するＵＤＰに基づいて提供され得る。

ＴＣＰ通信は、多様な制御メッセージの交換を通じて伝送したメッセージの受信状態を確認し、伝送速度を調節することで、受信側における安定したメッセージの受信を保障する。しかしながら、ＴＣＰ通信は多様な制御メッセージの交換により効率性が低下するおそれがあり、資料の再送のために、一対一の伝送のみ支援するという短所がある。

それに対し、ＵＤＰ通信においては、送信側は受信側が資料を受信したか否かとは関係なく、継続的に資料を送信できるため、資料の伝送効率が良いという側面があるが、送信側で受信側の資料の受信状態を確認せず、それにより資料の再送を行わないため、資料の信頼性を提供できないという短所を有している。このようなＵＤＰは、受信側で受信した資料を維持する必要がないため、マルチキャスティング（ｍｕｌｔｉｃａｓｔｉｎｇ）及びブロードキャスティング（ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）が可能な通信サービスである。しかしながら、近年はＵＤＰ基盤の通信サービスを使用しながら、ＵＤＰが提供する資料伝送の効率性と共に、ＴＣＰのような信頼性のある資料伝送の必要性が提起された。

ＴＣＰとＵＤＰを用いて資料を伝送する場合、１つのパケットには多量の情報を伝送できないため、送信部で各パケットのサイズに合うように資料を分割し、受信部では順序に合うように資料を組み立て直す過程が必要である。一般に、ＴＣＰとＵＤＰで一回に送れるメッセージの大きさは６４Ｋである。これらのメッセージの分割及び再組立（Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅ-ａｓｓｅｍｂｌｙ、以下、「ＳＡＲ」という）過程はＩＰで行われるが、これにより、１つのパケット（ＩＰパケット）が紛失すれば、メッセージ全体を再送しなければならないため、資料の損失時にネットワークの負荷は増加し、伝送効率は低下してしまう。従って、効率的かつ信頼性のある資料の伝送のためには効果的な再送メカニズムが提供されなければならない。

米国公開特許第２００５０１９５７５０号

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、メッセージの分割及び再組立（ＳＡＲ）とメッセージの再送技術を用いてＵＤＰ基盤における信頼性のある通信方法を提供することにある。

本発明の課題を解決するための第１の観点によれば、送信部に提供されるメッセージを既に設定されたサイズのパケットに分割する過程と、分割された前記パケットのそれぞれに通し番号を付与する過程と、前記パケットをパケットバッファに格納した後、前記付与された通し番号の順に前記パケットを受信部に伝送する過程と、前記受信部からパケットの受信完了を通知する制御メッセージの受信を待機する過程とを含む送信部におけるユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）基盤の通信方法を提供できる。

本発明の課題を解決するための第２の観点によれば、既に設定されたサイズに分割された分割パケットを通し番号順に送信部から受信する過程と、受信される前記分割パケットがメッセージパケットであり、前記分割パケットの損失がなければ、前記通し番号に従って前記分割パケットを組み合わせてメッセージを完成する過程とを含む受信部におけるＵＤＰ基盤の通信方法を提供できる。

本発明の課題を解決するための第３の観点によれば、送信部に提供されたメッセージを受信して伝達するメッセージ受信部と、前記メッセージ受信部から伝達された前記メッセージを既に設定されたサイズのパケットに分割するメッセージ分割部と、前記メッセージ分割部で分割された前記パケットを格納するパケットバッファと、前記パケットバッファに格納された前記分割パケットを単一のユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）のデータグラムとして伝送するパケット伝送部と、前記分割パケットが損失する場合、受信部での前記メッセージの受信状態を確認するための制御パケットを生成する制御パケット生成部と、タイマの設定及びタイムアウト時に該当イベントに対する処理を行うイベント処理部と、受信部から応答制御パケットが伝達される場合に前記制御パケット生成部に制御パケットの生成を要請する制御パケット処理部とを含むＵＤＰ基盤の通信装置における送信部を提供できる。

本発明の課題を解決するための第４の観点によれば、送信部から既に設定されたサイズに分割されたパケットを受信するパケット受信部と、前記パケット受信部から提供された前記分割パケットの状態を点検するメッセージパケット処理部と、前記パケット受信部から提供された前記分割パケットが制御パケットである場合に前記分割パケットに対する処理を行い、必要であれば、応答制御パケットを前記送信側に伝達する制御パケット処理部と、前記メッセージパケット処理部から伝達された前記分割パケットの通し番号順に前記分割パケットを組み合わせてメッセージを完成するパケット組み合わせ部とを含むＵＤＰ基盤の通信装置における受信部を提供できる。

本発明によれば、アプリケーションサービスメッセージに対する分割及び再組立（ＳＡＲ）過程を提供し、制御メッセージの交換を通じた再送方法を提供することで、簡単かつ効果的な信頼性のある通信システムを実現できるという効果を奏する。

本実施形態によるＵＤＰ基盤の通信装置を示すブロック構成図である。 本実施形態によるＵＤＰ基盤の通信において送信部の通信過程を示すフローチャートである。 本実施形態に適用されるメッセージの伝送のためのメッセージヘッダを示す図である。 本実施形態によるＵＤＰ基盤の通信において受信部の通信過程を示すフローチャートである。 タイムアウトイベントによりメッセージの損失が検出される場合の通信過程を示すフローチャートである。

以下、添付する図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態によるユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）基盤の通信装置に対する構成ブロック図であって、送信部１００と受信部２００とに大別される。

送信部１００は、メッセージ受信部１０２、メッセージ分割部１０４、パケットバッファ１０６、パケット伝送部１０８、制御パケット生成部１１０、イベント処理部１１２、制御パケット処理部１１４を含む。

メッセージ受信部１０２は、アプリケーションサービスから１つ又はそれ以上のメッセージを受信してメッセージ分割部１０４に伝達する。メッセージ分割部１０４は、伝達されたメッセージをパケットに分割、例えば、単一のＵＤＰパケットに分割し、分割されたパケットに通し番号を付与する。パケットバッファ１０６は、メッセージ分割部１０４で分割されたパケットを伝送又は再送するためにパケットを格納する役割をする。パケット伝送部１０８は、パケットバッファ１０６に格納された分割されたパケットを単一のＵＤＰデータグラムとして伝送する役割をし、制御パケット生成部１１０はパケットの損失が発生する際に制御パケットを生成して受信部２００におけるメッセージの受信状態を確認する。イベント処理部１１２は、タイマの設定及びタイムアウト時に該当イベントに対する処理を行う。制御パケット処理部１１４は、受信部２００から応答制御パケットが伝達される場合に制御パケット生成部１１０に制御パケットの生成を要請する。

受信部２００は、パケット受信部２０２、メッセージパケット処理部２０４、制御パケット処理部２０６、パケット組み合わせ部２０８、完成メッセージ伝達部２１０を含む。

パケット受信部２０２は、前述した送信部１００から送信されたパケット、例えば、単一のＵＤＰパケットを受信してメッセージパケット処理部２０４及び制御パケット処理部２０６に伝達する。

メッセージパケット処理部２０４は、パケット受信部２０２から受信したパケットを検討し、検討結果に応じて、受信したパケットをパケット組み合わせ部２０８に伝達したり、送信部１００の制御パケット生成部１１０にパケットの再送のための制御パケットの生成を要請するメッセージを伝達する。具体的に、メッセージパケット処理部２０４は、パケット受信部２０２から提供されたパケットがメッセージパケットであり、メッセージの欠落がない正常受信パケットであると判断される場合には受信したパケットをパケット組み合わせ部２０８に伝達するが、メッセージの欠落が存在する異常受信パケットであると判断される場合には送信部１００の制御パケット生成部１１０にパケットの再送のための制御パケットの生成を要請するメッセージを伝達する。

制御パケット処理部２０６は、パケット受信部２０２から受信したパケットが制御パケットである場合に制御パケットに対する処理を行うのに必要であれば、応答制御パケットを送信部１００の制御パケット処理部１１４に伝達する。パケット組み合わせ部２０８は、メッセージパケット処理部２０４から伝達されたパケットの通し番号に従ってパケットを組み合わせてメッセージを完成し、完成メッセージ伝達部２１０はパケット組み合わせ部２０８から完成したメッセージを受信してアプリケーションサービスに伝達する。

以下、本発明の実施形態によるＵＤＰ基盤の通信方法を図２〜図５を参照して詳細に説明する。

図２は、ＵＤＰ基盤の通信において送信部１００の通信過程を示すフローチャートである。

アプリケーションサービスからのメッセージが送信部１００のメッセージ受信部１０２に伝達されると（Ｓ２００）、メッセージ受信部１０２はサービス識別子（ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）とメッセージ識別子（ｍｅｓｓａｇｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）をメッセージのメッセージヘッダ（ｍｅｓｓａｇｅ ｈｅａｄｅｒ）に付与（Ｓ２０２）した後、メッセージ分割部１０４に伝達する。

図３は、メッセージヘッダの構造を示す。図３に示すように、メッセージヘッダは、サービス識別子５００、メッセージ識別子５０２、パケット通し番号５０４、最終パケット識別子５０６、データ５０８で構成されることができる。ここで、サービス識別子５００は該当アプリケーションサービスのサービス特性を反映させ、メッセージ識別子５０２は該当メッセージのメッセージ特性を反映させる。

図２に戻り、メッセージ分割部１０４は、メッセージ受信部１０２から伝達されたメッセージのサイズが単一のＵＤＰパケットサイズ（例えば、イーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））の場合には１,５００バイト）又は既に設定されたＵＤＰデータグラムのサイズよりも大きい場合（Ｓ２０４）、該当メッセージを既に設定されたサイズのパケット単位に分割し（Ｓ２０６）、パケット単位に分割されたメッセージ、即ち、分割されたパケットにパケット通し番号５０４を付与する（Ｓ２０８）。このようなパケット通し番号５０４は、同一のメッセージ識別子に属するパケットにのみ付与される。

次に、付与されたパケット通し番号５０４によって分割されたパケットをパケットバッファ１０６に格納した後、パケット伝送部１０８を介してパケット通し番号５０４の順に分割されたパケットを受信部２００に伝送する（Ｓ２１０）。

仮に、段階Ｓ２０４で、メッセージ受信部１０２から伝達されたメッセージのサイズが単一のＵＤＰパケットサイズ又は既に設定されたＵＤＰデータグラムのサイズよりも小さい場合には、送信部１００は前記メッセージを分割することなく、そのまま受信部に伝送する（Ｓ２１２）。

受信部２００は、図３に示すメッセージヘッダ内の最終パケット識別子５０６を用いて伝送されるパケットが最終パケットであるかを把握できる。即ち、最終パケット識別子５０６は、同一のメッセージ識別子に属する全てのパケットが伝送済みであるかを判断できる基準になり得る。

同一のメッセージ識別子に属する全てのパケットの伝送が完了すれば、送信部１００は受信部２００からパケットの受信完了を通知する制御メッセージが受信されるかを確認し、前記制御メッセージが受信部２００から受信されると、送信部１００はパケットバッファ１０６を空にし、その次のメッセージに対する伝送を始める。

図４は、ＵＤＰ基盤の通信において受信部２００の通信過程を示すフローチャートである。

まず、受信部２００のパケット受信部２０２は、送信部１００から既に設定されたサイズのパケット単位に分割されたメッセージ、即ち、分割されたパケットを受信して（Ｓ３００）、メッセージパケット処理部２０４に伝達する。メッセージパケット処理部２０４は、伝達される分割パケットのそれぞれのメッセージ識別子を検出し（Ｓ３０２）、各分割パケットの各メッセージ識別子が互いに同一であるかを判断する（Ｓ３０４）。

次に、メッセージパケット処理部２０４は、分割パケットが欠落することなく、順序に合うように到着したかをパケット通し番号５０４を通じて判断する（Ｓ３０６）。

各分割パケットのメッセージ識別子が互いに同一であり、分割パケットがパケット通し番号５０４順に到着した場合に、メッセージパケット処理部２０４は、前述した分割パケットをパケット組み合わせ部２０８に伝達する。

続いて、パケット組み合わせ部２０８では伝達された分割パケットのパケット通し番号に従って分割パケットを組み合わせて１つの完成メッセージを生成する（Ｓ３０８）。このとき、パケット組み合わせ部２０８は、同一のメッセージに属する全ての分割パケットを受信する時、完成メッセージを生成する。

生成された完成メッセージは、完成メッセージ伝達部２１０に提供され、完成メッセージ伝達部２１０は、提供された完成メッセージをアプリケーションサービスに伝達する（Ｓ３１０）。

一方、メッセージパケット処理部２０４で分割パケットの最終パケットを受信すれば、メッセージパケット処理部２０４は送信部１００の制御パケット生成部１１０を介して受信部２００が全てのパケットを受信したことを通知する制御メッセージを送信部１００に伝達する。

パケットの受信完了を通知する制御メッセージの伝達を受けた送信部１００は、パケットバッファ１０６を空にし、新たな次のメッセージに対する伝送を始めることができる。

一方、Ｓ３０６段階で、受信部２００のメッセージパケット処理部２０４がパケット受信部２０２を介して受信された分割パケットのパケット通し番号５０４を確認して欠落したパケットがあると判断すれば、メッセージパケット処理部２０４は最初に欠落したパケットの通し番号を制御パケット生成部１１０を介して送信部１００に伝達する（Ｓ３１２）。また、メッセージパケット処理部２０４は、最初に欠落したパケットとその次のパケットの再送を要請する制御メッセージを生成して制御パケット生成部１１０を介して送信部１００に伝達する（Ｓ３１４）。

再送制御メッセージを受信した送信部１００は、現在進行中のパケット伝送を中断し、パケットバッファ１０６にメッセージパケット処理部２０４が要請したパケットを再送させる（Ｓ３１６）。

そして、段階Ｓ３０４にフィードバックして同一のメッセージに属する全てのパケットを伝送した後、受信部２００から同一のメッセージに属する全てのパケットを受信したことを通知する制御メッセージの受信を待機する。

上述したように、受信部２００はパケットの伝送中にパケットの損失を検出できるが、このようなパケットの損失検出は送信部１００でも可能である。

最終パケットが損失する場合、又は受信部２００から伝達されるパケットの受信完了を通知する制御メッセージが紛失する場合に、送信部１００は最終パケットを伝送した後、設定するタイムアウトイベントによりパケットの損失を検出できる。その後の過程は、図５のフローチャートを参照して詳細に説明する。

図５を参照すれば、送信部１００のイベント処理部１１２でタイムアウトイベントによりパケットの損失を検出すれば（Ｓ４００）、制御パケット生成部１１０は受信部２００のパケット受信状態を確認するための制御メッセージを生成して受信部２００に伝達する（Ｓ４０２）。このとき、制御パケット生成部１１０が伝達した制御メッセージも損失すれば（Ｓ４０４）、イベント処理部１１２は該当イベントをタイムアウトイベントとして処理する。この場合、送信部１００は受信状態の確認のための前記制御メッセージの再送又は現在のメッセージの伝送を諦め、新たなメッセージ識別子を付与された新規メッセージに対する伝送を始める（Ｓ４０６）。

しかしながら、仮に制御パケット生成部１１０が伝達した制御メッセージの損失が発生しなかった場合には（Ｓ４０４）、受信部２００はパケット受信状態の確認のための制御メッセージを正常に受信して受信されたパケットの状態を確認する。パケット受信状態の確認結果、パケットの欠落が存在すれば、受信部２００は最初に欠落したパケットの通し番号を伝送し、パケットの損失なしに全てのパケットを受信した場合には、受信部２００はパケットの受信完了を通知する制御メッセージを送信部１００に伝送する（Ｓ４０８）。これにより、送信部１００は最初に欠落したパケットの通し番号を受信すれば、前記通し番号のパケット、即ち、最初に欠落したパケットとその次の通し番号のパケットを再送し、パケットの受信完了を通知する制御メッセージを受信すれば、新たな次のメッセージを伝送し始める（Ｓ４１０）。

その後、受信部２００で新規メッセージのメッセージ識別子を受信すれば、パケット組み合わせ部２０８はパケットの組み合わせのためにパケットを格納しておいた全てのバッファをクリアし、新たなメッセージのためのバッファを割り当てて、新たなパケットを格納できるようにする。

以上説明した通り、本発明はアプリケーションサービスメッセージに対する分割及び再組立（ＳＡＲ）過程を提供し、制御メッセージの交換を通じたメッセージの再送方法を提供することで、簡単かつ効率的で、信頼性のある通信システムを実現するようにしたものである。

Claims (5)

1. 既に設定されたサイズに分割された分割パケットを通し番号順に送信部から受信する過程と、
   受信される前記分割パケットがメッセージパケットであり、前記分割パケットの損失がなければ、前記通し番号に従って前記分割パケットを組み合わせてメッセージを完成する過程と
   を含む受信部におけるユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）基盤の通信方法。
2. 前記分割パケットの最終パケットが受信されると、パケットの受信完了を通知する制御メッセージを前記送信部に伝達する過程と、
   前記分割パケットの通し番号を確認して欠落したパケットが存在する場合に、パケットの再送を要求する制御メッセージを前記送信部に伝達する過程と
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の受信部におけるＵＤＰ基盤の通信方法。
3. 前記分割パケットを組み合わせる過程は、
   受信される前記分割パケットそれぞれのメッセージ識別子が互いに同一であるか否かと、前記通し番号の順に前記分割パケットが伝送されるか否かを判断する過程と、
   受信される前記分割パケットそれぞれのメッセージ識別子が互いに同一であり、前記通し番号の順に前記分割パケットが伝送されると、前記通し番号の順に前記分割パケットを組み合わせて前記メッセージを完成する過程と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の受信部におけるＵＤＰ基盤の通信方法。
4. 前記メッセージは、アプリケーションサービスのサービス特性に応じたサービス識別子を含むことを特徴とする請求項１に記載の受信部におけるＵＤＰ基盤の通信方法。
5. 前記通し番号は、同一のメッセージ識別子を有するパケットにのみ割り当てられることを特徴とする請求項１に記載の受信部におけるＵＤＰ基盤の通信方法。

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