WO2008029793A1

WO2008029793A1 - Packet recovery method, communication system, information processing device, and program

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Publication number: WO2008029793A1
Application number: PCT/JP2007/067193
Authority: WO
Inventors: Tsuneo Nakata
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2007-09-04
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2009-03-05
Also published as: US9379852B2; JPWO2008029793A1; EP2061211A4; EP2061211A1; US20100046520A1; JP5131194B2

Description

明細書

パケット回復方法、通信システム、情報処理装置およびプログラム技術分野

[0001] 本発明は、パケット回復方法、通信システム、情報処理装置、およびその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。

背景技術

[0002] インターネットなどのネットワークを介して 2つのノードがパケット通信する際、バケツト損失が発生することがある。パケット損失に対処する方法として、パケットの再送方法の技術が提案されている。特開平 9— 46375号公報（以下では、文献 1と称する）にその一例が開示されている。

[0003] 文献 1に開示された技術は、送信ノードと受信ノードとの間で送信パケットのフロー制御及び順序制御を行うが、受信ノードでパケット損失による順序待ちが発生した場合、一定時間内に順序待ち対象のパケットを受信しなかった場合、送信ノードに対して順序待ち対象のパケットの再送要求を通知するものである。

[0004] また、 2つのノード間に複数のフローが存在する場合には、フローそれぞれを単位として、例えば、 TCP (Transmission Control Protocol (規格書 rfc793参照））などを利用して、パケットの再送や順序制御を行って!/、た。

[0005] さらに、多重損失が生じた場合には、受信ノードが複数のパケットの欠落情報を同時に送信ノードに伝える Sack (TCP Selective Acknowledgment Options (規格書 rfc 2018参照））により、冗長な再送の防止と、再送による遅延の抑制を行っていた。

[0006] また、 2つのノード間で複数の経路が使用可能であるときには、再送対象のパケットである再送パケットを複数の経路中最も遅延の短い経路を介して送信する手段を含むモパイルインバースマックス（多重化技術）が知られている。モパイルインバースマックス (ュ、 Ί . Nakata et aijこよる iirficient bundling of heterogeneous radio res ources for broadband Internet access from moving vehicles" (in proceedings of Global Mobile Congress 2004， Oct. 11-13 2004， Shanghi, China.) (以下では、文献 2と称する）に開示されている。文献 2に開示された技術では、単一経路のみに閉じた再送制御を行う場合に比べ再送による遅延の低減が可能である。

[0007] 以下に、 Sackを用いたパケット再送制御を、図 1を用いて説明する。

[0008] 図 1は、送信ノード 101が送信した、シーケンス番号が 1から 9まで付与されている 9 個のパケットのうち、シーケンス番号が 2, 3, 4の 3個のパケットが損失した場合の再送処理を示している。

[0009] 受信ノード 102は、送信ノード 101からのシーケンス番号が 5のパケット 201を受信すると、確認応答メッセージ 301を送信ノード 101に返送する。図 1では、シーケンス番号が 6であるパケット 401まで受信ノード 102が受信したところで、受信ノード 102 力も送信ノード 101に確認応答メッセージ 301が返信されるところが示されている。確認応答メッセージ 301は、 Ackフィールドと Sackフィールドとを含む。 Ackフィールドには未受信のパケットで最も小さレ、シーケンス番号である 2が揷入されて!/、る。図 1の例では、受信ノード 102は、シーケンス番号が 1のパケットを受信済みだからである。

[0010] Sackフィールドは、 Ackフィールドに揷入されたシーケンス番号以降に受信されたパケットがある場合にのみ用いられる。 Sackフィールドは、 Leftフィールドと Rightフィールドとを含む。受信されたパケットのうちシーケンス番号が連続して!/、る部分を Block (ブロック）として、各ブロックにっき、その最初のパケットのシーケンス番号力 Leftフィールドに揷入され、ブロック後の未受信のパケットで最も小さいシーケンス番号が Rightフィ一ルドに揷入される。

[0011] 図 1の例では、 Sackフィールドは受信ノード 102がシーケンス番号 6のパケットまで受信した時点で送出される確認応答メッセージを示している。この場合、シーケンス番号 5および 6のパケットからなる 1つのブロックしかない。そのため、図 1に示すように、この第一の Sackブロックについて、 Leftフィールドには 5が揷入され、 Rightフィールドには 7が揷入されている。

[0012] 送信ノード 101は、受信ノード 102から確認応答メッセージ 301を受信すると、確認応答メッセージ 301からシーケンス番号 1 , 5および 6が受信済みであることを認識するとともに、シーケンス番号 2, 3, 4のパケットが損失したと判断し、損失したパケットを受信ノード 102に再送する。図 1に示すように、送信ノード 101がシーケンス番号 9のパケットの送信後に確認応答メッセージを受信し、損失したパケットを受信ノード 102 に再送する。

[0013] また、図 1は、伝送路の速度が変動し、シーケンス番号が 7以降のパケットについて伝送遅延が拡大した場合も示している。そのためシーケンス番号 7, 8, 9のパケットのみならず、その後に再送されたシーケンス番号が 2, 3, 4の再送パケットも一次送信時に比べて大きな伝送遅延をもって伝送される。

[0014] 2つのノード間に複数の経路が使用可能であり、その 1つについてこのような速度の低下が生じた場合には、文献 2に開示されたモパイルインバースマックスを用いて再送パケットの遅延を低下させることができる。以下に、その技術を、図 2を用いて説明する。

[0015] 図 2では、送信ノード 101と受信ノード 102との間で経路 1と経路 2との 2つの経路が使用可能であることを示している。経路 1においては、図 1と同様にシーケンス番号が 2, 3, 4であるパケットが損失し、またシーケンス番号が 7以降であるパケットはそれ以前のパケットに比べて速度低下により伝送遅延が増大している。経路 2においてはパケット損失も速度低下も生じてレ、なレ、。

[0016] シーケンス番号 2, 3, 4のパケットの損失は、図 1の例と同様に、 Ackフィールドに 2 が揷入され、第一の Sackブロックに関する Leftフィールドに 5が揷入され、 Rightフィールドに 7が揷入された確認応答メッセージ 301を送信ノード 101が受信することにより、送信ノード 101に検出される。

[0017] 一方、経路 2ではパケット損失が生じないので、受信ノード 102は Ackフィールドのみからなる確認応答メッセージ 302を送信ノード 101に返送する。また、経路 2では送信ノード 101から受信ノード 102へのパケット送信の速度低下も生じていない。そのため、受信ノード 102から送信ノード 101に同時に送られた経路 1の確認応答メッセージ 301と経路 2の確認応答メッセージ 302とを比較すると、経路 2の Ackフィールドの方が経路 1の場合よりもシーケンス番号が大きい。ここでは、確認応答メッセージ 3 02の Ackフィールドにシーケンス番号の 9が揷入された場合を示す。

[0018] 送信ノード 101は、確認応答メッセージ 301 , 302の Ackフィールドから、経路 2の遅延が経路 1より小さいことを予測し、経路 1のシーケンス番号 2, 3, 4を持つパケットを経路 2を介して受信ノード 102に送信する。このようにして経路 2を介して再送されたパケットのシーケンス番号を、受信ノード 102が経路 1のシーケンス番号と正しく認識する必要がある。そのため、この方式では各再送パケットに、一次送信時にいずれの経路から送出されたものであるかを識別するための情報を含めるようにしている。

[0019] なお、図 2の例ではパケットに付与されるシーケンス番号は経路毎に系列が異なつている。モパイルインバースマックスにおいては任意の転送単位にシーケンス番号の系列を割り当てることが可能であり、シーケンス番号系列毎に異なる識別子を付与している。その識別子を再送 ID (identification)と称している（文献 2を参照）。図 2の例では、経路毎に異なる再送 IDを付与すれば、再送 IDは経路を特定するための経路識別子となる。

[0020] 再送 IDの付与の仕方の他の例として、複数の TCPまたは UDP (User Datagram Pr otocol)セッションの組や、同一無線システムに属する無線回線の組などが考えられる。これらの場合、セッションや回線に対応して再送 IDを付与すれば、再送 IDでセッシヨンや回線を識別でき、図 2の例と同様な並列転送による再送の高速化が可能である。

発明の開示

[0021] 図 1に示した Sackによる再送は、 Sackブロックの数が増えると確認応答メッセージが大きくなるため、受信ノード 102から送信ノード 101への通信において帯域利用効率が低下する問題があった。

[0022] また、 TCPのように確認応答メッセージがデータパケットのヘッダに含まれる場合には、 Sackブロック数が増大すると、パケットの損失やフラグメント化が起こりやすくなる問題があった。

[0023] これらの問題は、 Sackブロックの数を制限することで影響を低減できる力 S、その場合、大量のパケット損失が生じた場合に全ての損失情報を確認応答メッセージに含めることができない。その結果、再送の必要なパケットの検出が遅れ、パケット再送の遅延が増大するという問題があった。

[0024] モパイルインバースマックスにおける再送は、再送パケットの送達を高速化する効果があるものの、図 2に示した例では、経路 1で損失後に再送された、シーケンス番号が 2, 3, 4であるパケットは、それ以前に、送信ノード 101が経路 1を介して送信済みであるシーケンス番号が 8, 9であるパケットより早く受信ノード 102に受信される。

[0025] このため順序逆転が検出され、本来損失していないシーケンス番号 8, 9のパケットの損失が誤検出され、再送が生じるおそれがある。このように損失していないパケットが冗長に再送されると、帯域利用効率が低下する問題があった。

[0026] また、異なる経路から送信した再送パケットが、それ以降に送信したパケットより遅く受信ノードに受信される場合は、再送パケットの再損失が誤検出され、冗長な再々送力 S生じる。このような転送中の順序逆転は、 FIFO (First-In First-Out)制御されている経路内では起こらないが、各々力 FIFO制御されていても、モパイルインバースマツタスにおける再送のように、同じシーケンス番号系列に属するパケットを複数の経路力も並列に送信する場合には、経路間ジッタにより順序逆転が生じうる。

[0027] また、このジッタによる冗長な再送を避けようとすると、一次送信に用いた経路と同程度の遅延を持つ経路を再送時にも用いる必要があるため、遅延はより大きいが損失が少なく信頼性の高!/、経路などを選択できなくなり、状況に応じた送信経路の選択に制限が生じる問題があった。

[0028] 本発明は、上述の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、パケット送信における帯域の利用効率の低下を抑制したパケット回復方法、通信システム、情報処理装置、およびその方法をコンピュータに実効させるためのプログラムを提供することを目的とする。

[0029] 本発明のパケット回復方法は、第 1のノードからネットワークを介して第 2のノードにシーケンス番号の順に送信された複数のパケットにつ!/、て、その一部のパケットが損失したときのパケット回復方法であって、第 2のノードは、第 1のノードから送信されるパケットの損失を検出すると、受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号および損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを第 1のノードにネットヮークを介して送信し、第 1のノードは、第 2のノードから確認応答メッセージを受信すると、複数のパケットのいずれとも異なるシーケンス番号を再送対象のパケットである再送パケットに付与し、第 1のノードは、確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを再送パケットに添付して第 2のノードにネットワークを介して送信するものである。 [0030] 本発明の通信システムは、ネットワークを介して接続される第 1のノードおよび第 2のノードを有する通信システムであって、第 1のノードは、第 2のノードにシーケンス番号の順に複数のパケットを送信した後、第 2のノードが受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号および損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを第 2のノードから受信すると、複数のパケットの!/、ずれとも異なるシーケンス番号を再送対象のパケットである再送パケットに付与し、確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを再送パケットに添付して第 2のノードに送信する制御部を有し、第 2のノードは、第 1のノードから送信されるパケットの損失を検出すると、確認応答メッセージを第 1のノードに送信する制御部を有する構成である。

[0031] 本発明の情報処理装置は、ネットワークを介して他の情報処理装置にパケットを送信する情報処理装置であって、他の情報処理装置に再送するパケットである再送パケットを保存するための記憶部と、他の情報処理装置にシーケンス番号の順に複数のパケットを送信した後、他の情報処理装置が受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号および損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを他の情報処理装置から受信すると、複数のパケットの!/、ずれとも異なるシーケンス番号を再送パケットに付与し、確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを再送パケットに添付して他の情報処理装置に送信する制御部と、を有する構成である。

[0032] また、本発明の情報処理装置は、ネットワークを介して他の情報処理装置からパケットを受信する情報処理装置であって、他の情報処理装置力パケットに付与されたシーケンス番号の順に受信するパケットを保存するための記憶部と、他の情報処理装置から送信される複数のパケットのうち一部の損失を検出すると、受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号および損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを他の情報処理装置に送信し、確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを他の情報処理装置から受信すると、受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号以前の番号が付与されたパケットに関しては再送要求を行わな!/、制御部と、を有する構成である。

[0033] 本発明のプログラムは、ネットワークを介して情報処理装置にパケットを送信するコンピュータに実行させるためのプログラムであって、情報処理装置にシーケンス番号の順に複数のパケットを送信し、情報処理装置が受信確認または損失検出したパケットおよび損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを情報処理装置から受信すると、複数のパケットの!/、ずれとも異なるシーケンス番号を再送対象のパケットである再送パケットに付与し、確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを再送パケットに添付して情報処理装置に送信する処理をコンピュータに実行させるものである。

[0034] また、本発明のプログラムは、ネットワークを介して情報処理装置力もパケットを受信するコンピュータに実行させるためのプログラムであって、情報処理装置からシーケンス番号の順に送出された複数のパケットのうち一部のパケットの損失を検出すると、受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号および損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを情報処理装置に送信し、確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを情報処理装置から受信すると、受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号以前の番号が付与されたパケットに関しては再送要求を行わない処理をコンピュータに実行させるものである。

[0035] 本発明によれば、確認応答メッセージのデータ量を低減することができ、帯域の利用効率の低下を抑制できる。また、複数の経路を用いて、一次送信パケットと再送パケットとを並列に送信する際、経路間ジッタにより生じる冗長な再送を防げる。

図面の簡単な説明

[0036] [図 1]図 1は Sackを用いたパケット再送制御を説明するための図である。

[図 2]図 2は 2つのノード間に複数の経路が使用可能な場合を説明するための図であ

[図 3]図 3は第 1の実施例における通信システムの一構成例を示すブロック図である。

[図 4]図 4は第 1の実施例における通信システムの動作手順の一例を説明するための図である。

[図 5]図 5は第 1の実施例における通信システムの動作手順の一例を示すフローチヤートである。

[図 6]図 6は第 2の実施例における通信システムの動作手順の一例を説明するための図である。

園 7]図 7はパケットの再送制御と順序制御を行うノードの一構成例を示すブロック図である。

符号の説明

皿、 111 送信ノード

102、 112 受信ード

601- _1、 601-2 受信部

602- _1、 602-2 送信部

603 外部送信部

604 外部受信部

610 再送制御部

620 スケジューリングき

630 順序制御部

701- -1— 701-3 順序制御キ

702- -1— 702-3 セッションキ

703 再送要求キコ

発明を実施するための最良の形態

[0038] (第 1の実施例）

本実施例の通信システムの構成を説明する。図 3は本実施例における通信システムのー構成例を示すブロック図である。

[0039] 図 3に示す送信ノード 111および受信ノード 112は、インターネットなどのネットヮーク 50を介して接続されるコンピュータ、 PDA (Personal Digital Assistants)、ルータおよびサーバ装置などの情報処理装置である。なお、ネットワーク 50内には、バケツトを転送するルータが設けられて!/、てもよ!/、。送信ノード 111は本発明の第 1のノードに相当し、受信ノード 112は本発明の第 2のノードに相当する。

[0040] ネットワーク 50を介して 2つのノード間でパケットを送受信する際、いずれか一方から他方にパケットを送信する場合に限らず、その逆の場合もあるが、ここでは、説明を簡単にするためにパケットの送信側を送信ノード 111とし、受信側を受信ノード 112としている。

[0041] 送信ノード 111および受信ノード 112のそれぞれは、ネットワーク 50を介してバケツトを送受信する通信部 115と、送受信するデータを格納するための記憶部 800と、パケットの送受信を制御する制御部 1 17とを有する。送信ノード 111および受信ノード 1 12は、上述したように、いずれか一方が送信側であれば他方が受信側になるため、装置の構成は同様になる。制御部 117は、プログラムにしたがって処理を実行する C PU (Central Processing Unit) (不図示）と、プログラムを格納するためのメモリ（不図示）とを備えている。

[0042] ただし、パケットの送信側になるか受信側になるかによつて、 CPUが実行するプログラムが異なる。そのため、送信側として実行する場合のプログラムと、受信側として実行する場合のプログラムの両方が各ノードに格納されている。

[0043] 送信ノード 111の制御部 117は、受信ノード 112から受信する確認応答メッセージ

301で損失パケットを特定すると、新たな一次送信パケットとしてのシーケンス番号、つまり最後に送信したシーケンス番号以降の番号を再送パケットに付与する。また、最初に受信ノード 112宛に送信する再送パケットに確認済み通知メッセージ (Ack-to -Ack)を揷入する。 Ack-to-Ackとは、送信ノード 111が受信ノード 112からの確認応答メッセージより得た、受信確認済みまたは損失検出済みのパケットのうち最も大きいシーケンス番号の情報である。 Ack-to-Ackは、送信ノード 111が受信ノードから確認応答メッセージを受信したことを通知するためのメッセージとなる。そして、このようにして生成した再送パケットを受信ノード 112に送信する。

[0044] 受信ノード 112の制御部 117は、再送パケットを受信すると、最初に受信した再送パケット内の Ack-to-Ackを読み出す。この際、 Ack-to-Ackが示すシーケンス番号以前のパケットに関する確認応答を送信ノード 111に返す必要がな!/、。 Ack-to-Ackの情報から、どのパケットまで受信ノード 112が受信している力、、または損失しているかの状況を送信ノード 111が認識してレ、る力、を把握できるからである。確認応答メッセージを送信ノード 111に送信する場合、 Ack-to-Ackが示すシーケンス番号以降で、未受信のパケットで最も小さいシーケンス番号を揷入した Ackフィールドを確認応答メッセージに含める。 [0045] 次に、本実施例における通信システムのパケットの再送処理の動作を説明する。

[0046] 図 4は本実施例における通信システムの動作手順の一例を説明するための図である。図 5は本実施例における通信システムの動作手順の一例を示すフローチャートである。

[0047] 送信ノード 111が受信ノード 112に送信したパケットのうちシーケンス番号が 2, 3, 4であるパケットが損失したとする。受信ノード 112は、シーケンス番号が 2, 3, 4であるパケットが損失したことを認識すると、図 1で示した例と同様にして、 Ackフィールドに 2を揷入し、第一の Sackブロックに関する Leftフィールドに 5を揷入し、 Rightフィールドに 7を揷入した確認応答メッセージ 301を生成する。そして、生成した確認応答メッセージ 301を送信ノード 111に送信する（ステップ 1001)。

[0048] なお、図 4に示す例では、送信ノード 111が確認応答メッセージ 301を受信ノード 1 12から受信したとき、シーケンス番号が 9のパケットまで送信ノード 111から受信ノード 112に対して送信が済んでいるものとする。

[0049] 送信ノード 111は、受信ノード 112から確認応答メッセージ 301を受信すると、確認応答メッセージ 301からシーケンス番号 2, 3, 4のパケットが損失したことを検出する。続いて、新たな一次送信パケットとしてのシーケンス番号、つまり最後に送信したシ一ケンス番号 9以降の番号を再送パケットに付与する（ステップ 1002)。

[0050] 図 4に示す例では、シーケンス番号 2が付与され、一次送信されたパケット 201の再送パケット 202には、新たなシーケンス番号 10が与えられている。同様に、一次送信時にシーケンス番号が 3だったパケットのシーケンス番号は再送時には 11に変更され、一次送信時にシーケンス番号が 2だったパケットのシーケンス番号は再送時には 12に変更されている。

[0051] また、送信ノード 111は、受信ノード 112から確認応答メッセージ 301を受信した後、最初に送信する再送パケット 202に Ack-to-Ack 501を揷入する（ステップ 1003) 。図 4の例では、確認応答メッセージ 301からシーケンス番号 6までのパケットは受信済み、または損失検出済みと判定できるため、再送パケット 202に Ack-to-Ack 501 として揷入されるシーケンス番号は 6となる。

[0052] 続いて、送信ノード 111は、このようにして生成した再送パケットを受信ノード 112に送信する（ステップ 1004)。図 4に示す例では、送信ノード 111は、シーケンス番号 1 0および Ack-to-Ack 501を含む再送ノケット 202、シーケンス番号 11が付与された再送パケット、ならびにシーケンス番号 12が付与された再送パケットを受信ノード 11 2に送信する。

受信ノード 112は、 Ack-to-Ack 501を含む再送パケット 202を受信すると、再送パケット 202の Ack-to-Ack 501を読み出し、 Ack-to-Ack 501が示すシーケンス番号 6以前のパケットに関する確認応答を送信ノード 111に返さない。そのため、受信ノード 112は、再送パケット 202の到着後に送信ノード 111に確認応答メッセージ 302 を送る場合、シーケンス番号 1から 6のパケットに関する情報をメッセージに含める必要がない。確認応答メッセージ 302に含める必要のある情報は、シーケンス番号 6以降で、未受信のパケットで最も小さレ、シーケンス番号である 7が揷入された Ackフィー

[0054] 通常の Sackでは、シーケンス番号 2, 3, 4に対する再送パケット全てが受信されな

V、と Sackブロックは省略できな!/、が、本発明では確認応答メッセージのデータ量を低減する効果があることがわかる。

[0055] なお、本実施例では、図 4に示すように、受信ノード 112は、シーケンス番号 6のパケットの受信を検出した後で確認応答メッセージ 301を送信ノード 111に送信して!/ヽる力シーケンス番号 2のパケットの損失を検出した時点で、確認応答メッセージを送信ノード 111に送信してもよレ、。

[0056] (第 2の実施例）

第 1の実施例が 2つのノード間の通信経路が 1つである場合のパケット再送処理に関するものであるのに対し、本実施例は、 2つのノード間に複数の通信経路が利用可能な場合におけるパケット再送処理に関するものである。

[0057] 本実施例の通信システムの構成を説明する。なお、本実施例の情報処理装置は、第 1の実施例と同様であるため、第 1の実施例と異なる点について、図 3を参照して詳細に説明する。

[0058] 本実施例では、送信ノード 111および受信ノード 112間の通信経路として、ネットヮーク 50内に複数の経路があるものとする。以下では、説明を簡単にするために、選択可能な経路が経路 1と経路 2の 2つとする。

[0059] 本実施例では、送信ノード 111の制御部 117は、第 1の実施例と同様にして、新たなシーケンス番号を付与した再送パケットを生成し、また、最初に送信する再送パケットに Ack-to-Ackを揷入する。そして、パケットの早期到着や損失リスク分散などの優先度に応じて複数の経路から経路を選択し、選択した経路を介して受信ノード 112 に再送パケットを送信する。種々の選択方法が考えられる力複数の経路からどのようにして 1つの経路を選択するかは予めプログラムに記述されている。

[0060] 受信ノード 112の制御部 117は、再送パケットを受信すると、第 1の実施例と同様にして、再送パケットに含まれる Ack-to-Ackを読み出し、 Ack-to-Ackが示すシーケンス番号以降で、未受信のパケットで最も小さいシーケンス番号を揷入した Ackフィールドを確認応答メッセージに含めて送信ノードに送信する。 Ack-to-Ackが示すシーケンス番号以前のパケットに関する確認応答を送信ノード 111に返す必要がなレ、。

[0061] 次に、本実施例における通信システムのパケットの再送処理の動作を説明する。

[0062] 図 6は本実施例における通信システムの動作手順の一例を説明するための図であ

[0063] 送信ノード 111が受信ノード 112に送信したパケットのうちシーケンス番号が 2, 3, 4であるパケットが損失したとする。受信ノード 112は、シーケンス番号が 2, 3, 4であるパケットが損失したことを認識すると、図 2で示した例と同様にして、 Ackフィールドに 2を揷入し、第一の Sackブロックに関する Leftフィールドに 5を揷入し、 Rightフィールドに 7を揷入した確認応答メッセージ 301を生成する。そして、生成した確認応答メッセージ 301を送信ノード 111に送信する。

[0064] 図 6に示す例では、送信ノード 111が確認応答メッセージ 301を受信ノード 112から受信したとき、経路 1、経路 2ともにシーケンス番号が 9のパケットまで送信ノード 11 1から受信ノード 112に対して送信が済んで!/、るものとする。

[0065] 送信ノード 111は、受信ノード 112から確認応答メッセージ 301を受信すると、確認応答メッセージ 301からシーケンス番号 2, 3, 4のパケットが損失したことを検出する。続いて、新たな一次送信パケットとしてのシーケンス番号、つまり最後に送信したシ一ケンス番号 9以降の番号を再送パケットに付与する。 [0066] また、送信ノード 111は、受信ノード 112から確認応答メッセージ 301を受信した後、最初に経路 1を介して送信する再送パケット 204に Ack-to-Ack 501を揷入する。図 6の例では、確認応答メッセージ 301の情報から、経路 1を介して送信ノード 111から受信ノード 112に送信されたパケットのうちシーケンス番号 6までのパケットは受信済み、または損失検出済みと判定できるため、再送パケット 204に Ack-to-Ack 501 として揷入されるシーケンス番号は 6となる。

[0067] 送信ノード 111は、このようにして生成した再送パケットを受信ノード 1 12に送信する際、再送パケットの経路として複数の経路から選択する。早期到着を優先すれば、例えば、遅延や損失率などの、受信ノード 112からフィードバックされる情報をもとに送信ノード 111が推定可能な経路の状態指標に基づいて経路を選択する。また、単純に損失リスクを分散することを優先すれば、例えば、一次送信に用いた経路でパケットの損失があれば、その経路とは異なる経路を選択する。

[0068] 図 6に示す例では、送信ノード 111は、シーケンス番号 2を付与したパケット 201を一次送信時に経路 1を介して受信ノード 112に送信したが、同じパケットを再送する際、新たなシーケンス番号 10を付与した再送パケット 203として経路 2を介して受信ノード 112に送信する。

[0069] これと同様にして、一次送信時にシーケンス番号 3が付与され、経路 1を介して送信されたパケットは、再送時にシーケンス番号 11が付与され、経路 2を介して送信されている。また、一次送信時にシーケンス番号 4を付与され、経路 1を介して送信されたパケットは、再送時にシーケンス番号 12が付与され、経路 2を介して送信されている

〇

[0070] 受信ノード 112は、 Ack-to-Ack 501を含む再送パケット 203を経路 2を介して受信すると、再送パケット 203の Ack-to-Ack 501を読み出し、 Ack-to-Ack 501が示すシーケンス番号 6以前のパケットに関する確認応答を送信ノード 11 1に返さな!/、。そのため、受信ノード 112は、再送パケット 203の到着後に送信ノード 1 11に確認応答メッセージ 302を送る場合、確認応答メッセージ 302に含む必要のある情報は Ack フィールドのみとなる。経路 1における確認応答メッセージ 302の Ackフィールドに、シ一ケンス番号 6以降で、未受信のパケットで最も小さいシーケンス番号である 7が揷入されている。

[0071] 一方、受信ノード 112は、経路 2を介してシーケンス番号 8のパケットを受信すると、 Ackフィールドに 9を揷入した確認応答メッセージ 302を送信ノード 111に送信する。続いて、経路 2を介してシーケンス番号 9のパケットを受信すると、 Ackフィーノレドに 10 を揷入した確認応答メッセージ 303を送信ノード 111に送信する。その後、上述の再送パケット 203を受信すると、 Ackフィールドに 11を揷入した確認応答メッセージ 303 を送信ノード 111に送信する。これ以降の再送パケットについても同様である。この確認応答メッセージ 303が、経路 2を経由して送出された再送パケットを受信ノード 112 が受信したことの確認情報となる。

[0072] 本実施例では、図 6に示すように、再送パケット 203は、経路 1を介して送信ノード 1 11から送信された、シーケンス番号 8, 9のパケットよりも遅く送信される力 S、経路 2を介して送信されたことで、経路 1を経由する 2つのパケットよりも先に受信ノード 112に到着する。これにより、受信ノード 112は、シーケンス番号 8, 9のパケットよりもシーケンス番号 10の再送パケット 203を先に受信することになる。しかし、受信ノード 112は、経路毎にパケットの処理を行うため、経路 2でシーケンス番号 10の再送パケットを受信しても、経路 1でのシーケンス番号 8, 9の再送を要求することはない。

[0073] このように、本実施例では、複数の経路を用いて一次送信パケットおよび再送パケットを並列に送信する際に、経路間ジッタにより生じる冗長な再送を防ぐ効果がある。

[0074] 上述の第 1および第 2の実施例では、 2つのノード間の通信で損失したパケットを再送する方法について説明した。これらにより情報の損失は救済される力パケットの再送の度に新たなシーケンス番号が発行されるため、受信側では、シーケンス番号を利用しても、パケットの送信順序にデータを復元することはできない。したがって本発明の適用にあたっては、シーケンス番号を付与されるデータパケットが、データ送信順序の復元に必要な情報を別個に含んでいることが前提となる。

[0075] 以下では、受信するパケットの順序を制御する方法の一例を説明する。

[0076] 上述したパケット再送機能とパケットの順序制御機能の両方をノードで実現するには、パケットの再送制御と順序制御とに、それぞれ異なるシーケンス番号系列（例えば、文献 2を参照）を適用すればよい。 [0077] 図 7はパケットの再送制御と順序制御を行うノードの一構成例を示すブロック図である。ここでは、図 7に示すノードが、外部から受信するパケットをその宛先となる相手ノードに転送する場合で各構成を説明する。

[0078] 図 3に示した制御部 117は、図 7に示す再送制御部 610、スケジューリング部 620 および順序制御部 630を有する。 CPUがプログラムを実行することで、再送制御部 6 10、スケジューリング部 620および順序制御部 630が仮想的に構成される。図 3に示した通信き 115ίま、図 7ίこ示す受信き 1 , 601— 2、送信き 1 , 602— 2 、外部送信部 603および外部受信部 604を含む構成である。

[0079] また、制御部 117には、パケットを一時的に保存するための順序制御キュー 701— 1— 701 - 3,セッションキュー 702—；!〜 702— 3および再送要求キュー 703カ設けられている。

[0080] 外部受信部 604には、パケットの送信先となる相手ノードを除く他のノードからのデータパケットが入力される。外部送信部 603は、相手ノードを含む他のノードにバケツトを送信する。

[0081] 順序制御部 630は、入力されるデータパケットを、順序制御を行うための転送単位に分割し、それぞれの転送単位に順序制御用のシーケンス番号を付与する。順序制御を行うための転送単位をセッションと称し、セッション単位での送信順序の復元に用いるシーケンス番号をセッションシーケンス番号と称する。順序制御部 630は、セッシヨンシーケンス番号を付与したパケットをセッションキュー 702— ;!〜 702— 3に揷入する。なお、パケットの再送処理でパケット損失検出に用いるシーケンス番号を再送シーケンス番号と称する。

[0082] 順序制御を行うための転送単位の例としては、中間ノードにぉレ、て順序制御が保たれるとエンドホストの処理が軽減される TCPセッションや RTSP (Real Time Streami ng Protocol)セッションなどが挙げられる。

[0083] 送信部 602— 1 , 602— 2は相手ノードにパケットを送信し、受信部 601— 1 , 601

2は相手ノードからのパケットを受信する。図 7は、相手ノードとの送信経路の数に対応して送信部と受信部がそれぞれ 2つある場合を示している。

[0084] スケジューリング部 620は、セッションキュー 702—；!〜 702— 3からパケットを取得すると、各パケットについて、相手ノードに送信する際に用いる経路を決定する。送信経路決定のアルゴリズムは任意であるカ、例えば、上述の文献 2に開示されている PA C (Predict-and-Correct)スケジューラを用いることが可能である。

[0085] 再送制御部 610は、初回送信処理として、送信経路が決定されたパケットをスケジユーリング部 620より受け取ると、再送 IDと再送シーケンス番号をパケットに付与して送信部 602— 1 , 602— 2のいずれかを介して相手ノードに送出する。再送 IDとは、文献 2に示される再送 IDと同義で、任意の再送制御単位の各々を識別するための識別子である。

[0086] ここでは、送信経路毎に再送を区別している。つまり、再送 IDと経路とが一対一に対応している。再送制御部 610は、パケットの再送に備え、全ての送信対象のバケツトを、対応する再送シーケンス番号とともに記憶部 800に格納する。自装置がパケットの受信側であれば、相手ノードに返信するパケットには、必要に応じて確認応答メッセージおよび Ack-to-Ackを含める。これらのメッセージや Ack-to-Ackの作成を、再送制御部 610はパケットを受信した際に行う。

[0087] 次に、図 7に示したノードが相手ノードからパケットを受信したときのパケット受信処理について説明する。

[0088] 相手ノードから受信部 601— 1 , 601— 2を介してデータパケットを受信すると、再送制御部 610は、受信したパケットを、そのパケットが属するセッションシーケンス番号に応じて順序制御キュー 701—；!〜 701—3に揷入する。また、パケットのセッションシーケンス番号と Ack-to-Ackとを記憶部 800に記録する。そして、記憶部 800に既に格納されている、過去に受信したパケットのセッションシーケンス番号を参照して相手ノードに通知する確認応答メッセージを作成する。

[0089] 相手ノードに送信する任意のデータパケットに確認応答メッセージを添付することで、その内容を相手ノードに通知してもよいが、データパケットとは別に単独のパケットとして送信することで、相手ノードに通知してもよい。

[0090] 相手ノードから受信したパケットに確認応答メッセージが含まれていると、再送制御部 610は、パケット損失があるか否かを調べるために、確認応答メッセージを解析する。解析の結果、パケットの損失を検出すると、再送の必要なパケットを記憶部 800に格納されている送信済みパケットから抽出する。抽出したパケットを再送要求キュー 7 03に格納し、これらのパケットを記憶部 800から削除する。再送要求キュー 703に格納されるパケットには、セッションシーケンス番号が付与されている。

[0091] パケット損失の検出は任意の方法でよぐ例えば、文献 2に開示されている方法を用いることが可能である。ただし、パケット損失を検出しても、対応する経路について受信済みの Ack-to-Ackが示すシーケンス番号よりも再送しょうとするパケットのシーケンス番号が小さレ、場合には、相手ノードが受信を確認したパケットと判断する。

[0092] 再送制御部 610は、 Ack-to-Ackを参照することで受信確認済みと判断したパケットと、確認応答メッセージから相手ノードでの受信を確認できたパケットについては、再送要求キュー 703への格納は行わず、対応する送信済みのパケットを記憶部 800から削除する。

[0093] なお、相手ノードから受信するデータパケットについて、損失があつたとき、損失したパケットか、受信確認したパケットのうち最後に受信したパケットの再送シーケンス番号を Ack-to-Ackに揷入し、次に送信するパケットに添付する。

[0094] 次に、図 7に示したノードが相手ノードにパケットを再送する際のパケット再送処理について説明する。

[0095] パケットの再送は、再送要求キュー 703に保存されたパケットを送信することにより行われる。このとき再送要求キュー 703はセッションキューの 1つとして扱われる。以下に、具体的な手順を説明する。

[0096] スケジューリング部 602は、パケット送信の際、セッションキュー 702—；!〜 702— 3 と再送要求キュー 703のうちいずれ力、から送信対象のパケットを選択する。選択結果がいずれのキューであっても、上述のアルゴリズムにより経路の選択を行う。ここでは、パケットの再送なので、再送要求キュー 703のパケットを選択する。そして、再送要求キュー 703のパケットを送信する際、再送 IDおよび再送シーケンス番号を、セッションキュー内のパケットを一次送信する場合と同様にして決定する。

[0097] 順序制御部 630は、順序制御キュー 701—；!〜 701—3に一時保存されるパケットのセッションシーケンス番号を参照し、順番のそろったものから外部送信部 603に渡す。外部送信部 603は順序制御キュー 701—；!〜 701—3から受け取るパケットを相手ノードに送信する。

[0098] 本実施例では、同じデータの一次送信パケットと再送パケットは、異なる再送 IDおよび再送シーケンス番号で送信される力、セッションシーケンス番号は同一に保たれるため、受信側では、送信順序の回復が可能となる。

[0099] 本発明によれば、受信ノードは、送信ノードから確認済み通知メッセージが添付されているパケットを受け取ることで、そのメッセージそれよりも小さいシーケンス番号のパケットについて応答確認メッセージを送信ノードに通知する必要がない。具体的に説明すると、シーケンス番号 nの確認済み通知を送信ノードから受信した受信ノードは、シーケンス番号力 ¾未満のパケットにつ!/、ての通知を送信ノードから受信しなくても、以降の確認応答メッセージ作成の際には受信済みとして扱う。そのため、確認済み通知を受信した以降は、確認応答メッセージに含まれる Sackブロック数を低減すること力 Sできる。よって、ネットワークの通信負荷を低減し、帯域利用効率の低下が抑制される。

[0100] また、シーケンス番号系列に基づいて決められた番号を再送パケットに付与することで、受信ノードは、再送パケットを送信順と異なる順序で受信しても、送信順を知ることが可能となる。

[0101] また、複数のシーケンス番号系列を利用可能である場合、一次送信に用いるシーケンス番号系列よりも他のシーケンス番号系列の方がパケットの送信速度が速ければ、再送パケットを送信する際に、送信速度の速いシーケンス番号系列の番号を付与して送信することが可能となる。

[0102] また、送信ノードが経路毎に異なる再送 IDを付与して複数の再送 IDを用いる場合、一次送信のときと異なる経路を用いて再送パケットを送信する際、再送 IDも一次送信時と異なるものを選択する。受信ノードは、同じシーケンス番号のパケットを複数受信しても、再送 IDで区別することにより、経路毎に送信ノードから送信された順にバケツトを並べることが可能となる。

[0103] また、送信ノードが、受信ノード宛に送信するパケットの全てに確認済み通知メッセージを含めるようにしてもよい。この場合、受信ノードは、送信ノードからパケットを受信する度に、自ノードがどのパケットまで受信確認または損失検出しているかを送信ノード'力 S確言忍して!/ヽることを失口ること力 Sでさる。

[0104] さらに、再送パケットは新たな再送 IDおよびシーケンス番号が付与されることから、モパイルインバースマックスで生じる、再送 ID間のジッタの影響で生じる冗長な再送を防ぐこと力できる。

[0105] なお、本発明は上記実施例に限定されることなぐ発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。

[0106] この出願 (ま、 2006年 9月 5曰 ίこ出願された曰本出願の特願 2006— 239793の内容が全て取り込まれており、この日本出願を基礎として優先権を主張するものである

Claims

請求の範囲

[1] 第 1のノードからネットワークを介して第 2のノードにシーケンス番号の順に送信された複数のパケットにつレ、て、その一部のパケットが損失したときのパケット回復方法であってゝ

前記第 2のノードは、前記第 1のノードから送信されるパケットの損失を検出すると、受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号および損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを前記第 1のノードに前記ネットワークを介して送信し、前記第 1のノードは、前記第 2のノードから前記確認応答メッセージを受信すると、前記複数のパケットのいずれとも異なるシーケンス番号を再送対象のパケットである再送パケットに付与し、

前記第 1のノードは、前記確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを前記再送パケットに添付して前記第 2のノードに前記ネットヮークを介して送信する、パケット回復方法。

[2] 前記第 1のノードは、

前記再送パケットのシーケンス番号として、前記複数のパケットのうち最後のバケツトに続く初回送信パケットに該当する番号を付与する、請求の範囲 1記載のパケット回復方法。

[3] 前記第 1のノードおよび前記第 2のノード間のパケット通信において複数のシーケンス番号系列が利用可能であり、

前記第 1のノードは、

前記複数のパケットを前記第 2のノードに送信する際、前記複数のシーケンス番号系列のうち第 1のシーケンス番号系列に基づき決められた番号を付与し、

前記第 1のノードは、

前記再送パケットを前記第 2のノードに送信する際、前記第 1のシーケンス番号系歹 IJとは異なる第 2のシーケンス番号系列で最後に送出したパケットに続く初回送信パケットに該当する番号を前記再送パケットに付与する、請求の範囲 1または 2記載のパケット回復方法。

[4] 前記第 1のノードは、前記再送パケットのシーケンス番号が他のいかなるシーケンス番号とも同じにならないように前記再送パケットに前記シーケンス番号を付与する、請求の範囲 1から 3 のいずれ力、 1項に記載のパケット回復方法。

[5] 前記第 2のノードは、

前記確認済み通知メッセージを受信すると、通知されたシーケンス番号以前のシーケンス番号が付与されたパケットに関しての再送要求を行わない、請求の範囲 1から 4のいずれ力、 1項に記載のパケット回復方法。

[6] 前記第 1のノードは、

前記確認済み通知メッセージに、前記受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号の情報を含める、請求の範囲 1から 5のいずれか 1項に記載のパケット回復方法。

[7] 前記第 1のノードは、

前記第 2のノード宛に送信するパケットの全てに前記確認済み通知メッセージを含める、請求の範囲 1から 6のいずれ力、 1項に記載のパケット回復方法。

[8] ネットワークを介して接続される第 1のノードおよび第 2のノードを有する通信システムであって、

前記第 1のノードは、

前記第 2のノードにシーケンス番号の順に複数のパケットを送信した後、前記第 2のノードが受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号および損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを前記第 2のノードから受信すると、前記複数のパケットのいずれとも異なるシーケンス番号を再送対象のパケットである再送バケツトに付与し、前記確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを前記再送パケットに添付して前記第 2のノードに送信する制御部を有し、前記第 2のノードは、

前記第 1のノードから送信されるパケットの損失を検出すると、前記確認応答メッセージを前記第 1のノードに送信する制御部を有する、通信システム。

[9] 前記第 1のノードの制御部は、

前記再送パケットのシーケンス番号として、前記複数のパケットのうち最後のバケツトに続く初回送信パケットに該当する番号を付与する、請求の範囲 8記載の通信システム。

[10] 前記第 1のノードおよび前記第 2のノード間のパケット通信において複数のシーケンス番号系列が利用可能であり、

前記第 1のノードの制御部は、

前記複数のパケットを前記第 2のノードに送信する際、前記複数のシーケンス番号系列のうち第 1のシーケンス番号系列に基づき決められた番号を付与し、前記再送パケットを前記第 2のノードに送信する際、前記第 1のシーケンス番号系列とは異なる第 2のシーケンス番号系列で最後に送出したパケットに続く初回送信パケットに該当する番号を前記再送パケットに付与する、請求の範囲 8または 9記載の通信システム

[11] 前記第 1のノードの制御部は、

前記再送パケットのシーケンス番号が他のいかなるシーケンス番号とも同じにならないように前記再送パケットに前記シーケンス番号を付与する、請求の範囲 8から 10 のいずれか 1項に記載の通信システム。

[12] 前記第 1のノードの制御部は、

前記第 2のノード宛に送信するパケットの全てに前記確認済み通知メッセージを含める、請求の範囲 8から 11のいずれ力、 1項に記載の通信システム。

[13] ネットワークを介して他の情報処理装置にパケットを送信する情報処理装置であつて、

前記他の情報処理装置に再送するパケットである再送パケットを保存するための記憶部と、

前記他の情報処理装置にシーケンス番号の順に複数のパケットを送信した後、前記他の情報処理装置が受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号および損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを前記他の情報処理装置から受信すると、前記複数のパケットの!/、ずれとも異なるシーケンス番号を前記再送パケットに付与し、前記確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを前記再送パケットに添付して前記他の情報処理装置に送信する制御部と、

を有する情報処理装置。

[14] ネットワークを介して他の情報処理装置からパケットを受信する情報処理装置であつて、

前記他の情報処理装置力前記パケットに付与されたシーケンス番号の順に受信するパケットを保存するための記憶部と、

前記他の情報処理装置から送信される複数のパケットのうち一部の損失を検出すると、受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号および損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを前記他の情報処理装置に送信し、該確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを前記他の情報処理装置から受信すると、前記受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号以前の番号が付与されたパケットに関しては再送要求を行わない制御部と、を有する情報処理装置。

[15] ネットワークを介して情報処理装置にパケットを送信するコンピュータに実行させるためのプログラムであって、

前記情報処理装置にシーケンス番号の順に複数のパケットを送信し、

前記情報処理装置が受信確認または損失検出したパケットおよび損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを前記情報処理装置から受信すると、前記複数のパケットのいずれとも異なるシーケンス番号を再送対象のパケットである再送パケットに付与し、

前記確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを前記再送パケットに添付して前記情報処理装置に送信する処理を前記コンビユータに実行させるためのプログラム。

[16] ネットワークを介して情報処理装置からパケットを受信するコンピュータに実行させるためのプログラムであって、

前記情報処理装置からシーケンス番号の順に送出された複数のパケットのうち一部のパケットの損失を検出すると、受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号および損失したパケットの情報を含む確認応答メッセージを前記情報処理装置に送信し、

前記確認応答メッセージを受信したことを通知するための確認済み通知メッセージを前記情報処理装置から受信すると、前記受信確認または損失検出したパケットのシーケンス番号以前の番号が付与されたパケットに関しては再送要求を行わない処理を前記コンピュータに実行させるためのプログラム。