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WO2005086436A1 - パケット転送装置、パケット転送ネットワークシステム、および、端末装置 - Google Patents

パケット転送装置、パケット転送ネットワークシステム、および、端末装置 Download PDF

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Publication number
WO2005086436A1
WO2005086436A1 PCT/JP2004/002617 JP2004002617W WO2005086436A1 WO 2005086436 A1 WO2005086436 A1 WO 2005086436A1 JP 2004002617 W JP2004002617 W JP 2004002617W WO 2005086436 A1 WO2005086436 A1 WO 2005086436A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
packet
bucket
processing unit
original
redundant
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/002617
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hirotaka Saito
Tetsushi Matsuda
Hiroshi Hayakawa
Mitsuru Tsuchida
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha filed Critical Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority to JP2006510566A priority Critical patent/JP4252596B2/ja
Priority to PCT/JP2004/002617 priority patent/WO2005086436A1/ja
Publication of WO2005086436A1 publication Critical patent/WO2005086436A1/ja

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems

Definitions

  • Packet transfer device Packet transfer device, packet transfer network system, and terminal device, technical field
  • the present invention relates to a bucket transfer device for transferring a bucket, a bucket transfer network system, and a terminal device. More specifically, the present invention relates to a packet clear transfer device for transferring a packet using forward error correction, and a bucket transfer network system. And terminal devices.
  • 'AR Q Automatic Repeat reQuest
  • FEC Forward Error Correction
  • TCP Transmission Control Protocol
  • TCP secures its reliability by retransmitting the packet when the packet is discarded.
  • TCP has functions such as window control, a slow start algorithm, and a fast retransmission algorithm to avoid congestion and suppress packet discarding.
  • the FEC scheme is a scheme in which an original packet consisting of original data to be transmitted and a redundant packet for error correction are transmitted together.
  • the sender generates 11—k (k ⁇ n, n is a natural number) redundant packets from k. (1 k, k is a natural number) original packets in the original packet, and Send packets. If the receiving side can receive k packets out of the transmitted n packets, it recovers the discarded bucket from the received k buckets. Therefore, there is no need to make a retransmission request as in the ARQ scheme.
  • the receiving terminal measures the number of discarded packets, feeds back the measurement result to the transmitting terminal, and the transmitting terminal determines the number of redundant packets (redundancy in the FEC scheme) based on the number of discarded buckets fed back. ) Is determined, and a technology related to a data distribution control method adapted to the optimum redundancy is disclosed.
  • Patent Document 1
  • the present invention has been made in view of the above, and has been made in consideration of the above, and has been made in consideration of the above, and has been achieved in a packet transfer device and a packet transfer network that realize highly reliable communication by optimizing the redundancy of the FEC method even in a large-scale network such as a WAN.
  • the primary purpose is to obtain a system and a terminal device.
  • the second object is to provide a packet transfer device, a packet transfer network system, and a packet transfer device capable of performing congestion control without deteriorating network performance even when the FEC method is used in a lower layer of TCP. It is to obtain a terminal device. Disclosure of the invention
  • a redundant packet for forward error correction is generated based on an original packet and a redundant packet received from a transfer source via a network, and the generated redundant packet and the original packet are transmitted to a network.
  • a forward error correction processing unit that generates a build-pack information to notify the transfer source based on the reception state of the original packet and the redundant packet received from the transfer source.
  • the redundancy is determined based on the feed pack information from the transfer destination, and the original bucket and the original bucket received from the transfer source are determined.
  • Feed pack information to be notified to the transfer source is generated based on the reception state of the redundant packet.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a network to which the packet transfer device according to the first embodiment of the present invention is applied
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of the FEC node shown in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the FEC processing unit.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the FEC processing unit of the FEC node according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the FEC processing unit of the FEC node according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an FEC processing unit included in the FEC node of FIG. 6.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a restoration processing unit and a redundancy processing unit based on the redundancy of a received encoded block and the required redundancy.
  • FIG. 7 is a diagram showing a relationship between processing requests to an adjustment unit.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the FEC processing unit of the FEC node according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the FEC processing unit of the FEC node according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a redundant packet generation process of the FEC node according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the FIG.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the redundant packet generation processing unit of the FEC node according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a thin flowchart of the FEC node according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the syndrome processing unit.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation of the syndrome processing unit 22 of the FEC node according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the relationship between the measured time of the timer and the received packet.
  • FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the FEC processing unit of the FEC node according to the fifth embodiment of the present invention, and
  • FIG. 16 is a FEC node of the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram showing the timing of a reception bucket and a transmission bucket in the FEC processing section of FIG. 17.
  • FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the FEC processing section of the FEC node according to the sixth embodiment of the present invention.
  • Fig. 18 is a flowchart for explaining the operation of the FEC processing unit of the FEC node according to the sixth embodiment of the present invention.
  • Fig. 19 is a flowchart showing the operation of the FEC node according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the received packet and the transmitted packet of FIG. 20.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining the operation of the FEC node according to the eighth embodiment of the present invention, and FIG.
  • FIG. 22 is a conceptual diagram showing the configuration of a network according to the tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a FEC node 12 of the tenth embodiment according to the present invention.
  • FIG. 24 is a block diagram showing the configuration of terminal a.
  • FIG. 24 is a block diagram showing the configuration of a terminal according to Embodiment 11 of the present invention.
  • FIG. 25 is a block diagram showing Embodiment 12 of the present invention.
  • FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of a terminal according to Embodiment 13 of the present invention.
  • FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of a terminal according to Embodiment 13 of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an FEC processing unit of the FEC node of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a network configuration to which a bucket transfer device according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • the network to which the packet transfer device according to the first embodiment of the present invention is applied includes terminals 11 and 13 and a plurality of (three in this case) FEC decoding / encoding (packet restoration / redundant bucket generation). ) That perform bucket transfer (hereinafter referred to as FEC nodes) 12a, 12b, and 12c, and an intermediate network '14a and 14b. '.
  • terminal 11 hereinafter, referred to as transmitting terminal 11
  • receiving terminal 13 terminal 13
  • An outline of a network to which the FEC node is applied will be described.
  • the transmitting terminal 11 1 forwards the packet: ⁇ , determines the redundancy based on the feedback information 16 a from the FEC node 12 a, generates a redundant bucket, and transmits the generated redundant packet together with the original packet.
  • FEC node 1 2 a, 1 2 b and 12 c are the original buckets discarded by the FEC processing to restore the discarded original bucket, and feed pack information from the downstream (in the case of the FEC node 12 a, feedback information 16 b from the FEC node 12 ′ b, In the case of the FEC node 12b, the feed pack information is 16c from the FEC node 12c. In the case of the FEC node 12c, the redundancy is determined based on the feed pack information 16d from the receiving terminal 13).
  • a bucket is generated, and the generated redundant bucket is transmitted together with the original bucket.
  • the FEC nodes 12a to l'2c force restore the discarded original packets, and generate a redundant bucket with the redundancy determined based on the downstream feedpack information 16b to 16d.
  • the original packet and the redundant packet are transmitted, and the packet is finally transferred to the receiving terminal 13.
  • the receiving terminal 13 also restores the discarded original bucket by FEC processing.
  • the transmitting terminal 11 and the receiving terminal 13 also perform FEC processing.
  • the transmitting terminal 11 and the receiving terminal 13 perform -only normal transfer, and the FEC node 12a and the FEC node 12 FEC processing may be performed only during c. , '
  • the FEC nodes 12a to 12c of the first embodiment shown in FIG. 1 will be described.
  • the FEC nodes 12a to l2c all have the same function.
  • the function of the FEC node will be described with reference to a block diagram showing the configuration of the FEC node 12a shown in FIG.
  • the FEC node 12a includes a plurality of processing units that realize general functions related to packet transmission and reception.
  • the FEC node 12a performs FEC decoding / encoding according to the present invention. Only the components of the FEC processing unit 21 relating to the forward error correction processing (hereinafter referred to as FEC processing) to be performed are described.
  • the FEC processing unit 21 is input from a syndrome processing unit 22 that performs syndrome calculation of FEC, a restoration processing unit 23 that restores a discarded packet, a syndrome processing unit 22, a restoration processing unit 23, and a redundancy adaptation processing unit 26.
  • Bucket generation processing unit 24 that generates a new redundant bucket based on the information The redundancy at the time of transmission is determined based on the syndrome memory 25 that accumulates the intermediate results of the processing, the downstream FEC node 12 b power, and the feed pack information 16 b, and the syndrome processing unit 22 and the redundant bucket generation processing unit 2
  • the information such as the packet discard rate from the syndrome processing unit 22 is transmitted to the upstream node ( ⁇ of the FEC node 12a indicates that the transmitting terminal 11 is the upstream node and the FEC node 1 2b
  • the FEC node 12a is the upstream node
  • the FEC node 12c the FEC node 12b is the upstream node.
  • the redundancy adaptation processing unit 26 determines the redundancy based on the feed pack information .16 (step S100). The redundancy adaptation processing unit 26 notifies the determined redundancy to the syndrome processing unit 22 and the redundant packet generation processing unit 24.
  • the flow identifying unit 27 determines whether the received packet is a FEC flow packet or not (step S101). If the received packet is not a packet of the FEC flow, the received packet is transmitted via the selector 28 without performing the FEC-related processing.
  • the first identification unit 27 accesses the syndrome memory 25, and the accessed syndrome memory 25 transmits the held intermediate result of the syndrome calculation to the syndrome processing unit. Output to 22 (step S102).
  • Syndrome processing 3 ⁇ 4522 calculates the syndrome from the result of the syndrome calculation from the syndrome memory 25 and the received packet, and synthesizes the calculation result. It is stored in the drome memory 25 (steps S103, S104).
  • the syndrome processing unit 22 stores the sequence number of the received bucket for each flow (step S105).
  • the final packet determines whether the received packet is a FEC flow packet or not, and if the received packet is an FEC flow packet, the syndrome processing unit 22 calculates the syndrome by the final bucket. Repeat until received (steps S101 to S106). '
  • the syndrome processing unit 22 extracts the missing sequence number from the stored packet sequence number, that is, the sequence number of the discarded packet (step S107).
  • the syndrome processing unit 22 outputs the syndrome calculation value and the sequence number of the discarded bucket to the restoration processing unit 23 and the redundant bucket generation processing unit 24, calculates the packet loss rate, and calculates the redundancy adaptive processing unit. Output to 26.
  • the restoration processing unit 23 restores the discarded original bucket based on the syndrome calculation value and the discarded bucket sequence number (step S108).
  • the restoration processing unit 23 outputs the restored original packet to the redundant packet generation processing unit 24 and the selector 28.
  • the redundant packet generation processing unit 24 generates a redundant packet based on the syndrome calculation value, the discarded sequence number, and the restored original packet (Step S109).
  • the redundant bucket generation processing unit 24 outputs the generated redundant packet to the selector 28.
  • the selector 28 determines whether the input packet is a received original packet (an original packet that has not been discarded), an original packet restored by the restoration processing unit 23, or a redundant packet generation processing unit. 24, identifies whether the packet is a redundant packet generated, and transmits the received original nano packet, the restored original bucket, and the redundant packet in that order.
  • the redundancy adaptation processing unit 26 When the discarded packet loss rate is input, the redundancy adaptation processing unit 26 The feedback information 16a is generated based on the packet loss rate input from the roaming processing unit 22, and the generated feedback information 16a is transmitted to the downstream (in this case, the transmitting terminal 11) (step S110).
  • the original packets 0 # 1, 0 # 2, 0 # 4 of the sequence numbers 1, 2, 4 are fed from the desired port via the selector 28 immediately after the syndrome calculation is performed by the syndrome processing unit 22. Sent to node 12b.
  • the original bucket O # 3 of the sequence number 3 restored by the restoration processing unit 23 receives the FEC node from the desired port through the selector 28. Sent to 12b. Subsequently, new packets R # 1 to R # 3 generated by the redundant packet generation processing unit 24 are transmitted from the desired port to the FEC node 12b via the force selector 28. In addition, the order in which the order of the original packets is changed. Finally, the original packet is rearranged at the same time as the original packet is restored, so that the order inversion of the bucket in the middle may be corrected.
  • the transmitting terminal 11 and the receiving terminal 13 do not notify the feedback information, but the FEC nodes 12 a to l disposed between the transmitting terminal 11 and the receiving terminal 13. 2c notifies the upstream node of the feed pack information of the own node to the upstream node, determines redundancy based on the feed pack information notified from the node downstream of the own node, and executes FEC nodes 12a to 12c it Since each discarded original bucket is restored, bucket transfer with optimal redundancy and high reliability can be performed even in networks with long delay times such as WAN.
  • the packet of the encoded block (for example, the original packets 0 # 1, 0 # 2 , 0 # 4, R #l, R # 2) must be accumulated, so a large amount of memory is required for packet recovery processing S, and it is difficult to handle many flows due to memory limitations. there were.
  • the first embodiment of the present invention since only the number of redundant packets (intermediate result of the syndrome calculation) is stored in the syndrome memory, the discarded original bucket is restored with a small amount of memory. It is possible to handle more flows with the same memory capacity than when simply applying the FEC function implemented in the terminal. ,
  • Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 8.
  • FIG. 1 the encoding itself (redundant packet) is changed to match the redundancy, but in Embodiment 2, the encoding (redundant packet) is the same, and the redundancy is reduced by discarding or restoring the bucket. Is to change. '
  • the network to which the packet transfer according to the second embodiment of the present invention is applied is the same as the network to which the bucket transfer device according to the first embodiment shown in FIG. 1 is applied, and the description thereof is omitted here. .
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an FEC processing unit 21a provided with FEC nodes 12a to 12c according to the second embodiment of the present invention.
  • the FEC processing unit 21a according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5 replaces the redundancy adaptation processing unit 26 of the FEC processing unit 21 of the first embodiment shown in FIG. It has a redundancy adaptation processing unit 26 a and a redundancy adjustment unit 29 instead of the redundancy bucket generation processing unit 24.
  • the components having the same functions as the FEC processor 21 of the first embodiment shown in FIG. The same reference numerals are given and duplicate description will be omitted.
  • the redundancy adaptation processing unit 26a determines the redundancy at the time of transmission based on the feedback information from the downstream, notifies the determined redundancy to the syndrome processing unit 22 and, at the same time, the syndrome processing unit 22 In addition to the function of transmitting information such as the bucket discard rate from the upstream as feedback information, the redundancy of the received coded block (the number of packets discarded from the redundancy of the Value) and the redundancy requested from downstream, determine whether to output a processing request to the restoration processing unit 23 and whether to output a processing request to the redundancy adjustment unit 29. I do.
  • FIG. 6 shows the relationship between the processing requests to the restoration processing unit 23 and the redundancy adjustment unit 29 based on the received redundancy of the encoded block and the required redundancy.
  • the redundancy adaptation processing unit 26 a does not output the processing request to the restoration processing unit 23, but outputs the number of packets to be transmitted to the redundancy adjustment unit 29. It outputs a processing request to discard the bucket so that it becomes Ro.
  • the redundancy adaptation processing unit 26 a does not output a processing request to the restoration processing unit 23 and the redundancy adjustment unit 29.
  • the redundancy adaptation processing unit 26a outputs a processing request to the restoration processing unit 23 to restore the discarded original packet so that the number of packets to be transmitted becomes the required redundancy Ro.
  • the redundancy adaptation processing unit 26a Upon receiving the feed pack information 16b from the downstream FEC node 12b, the redundancy adaptation processing unit 26a determines the redundancy based on the feed pack information 16 (step S200 in FIG. 7). The redundancy adaptation processing unit 26a notifies the syndrome processing unit 22 of the determined redundancy.
  • the flow identifying unit 27 determines whether the received packet is a FEC flow packet or not (Step S201 in FIG. 7). If the received bucket is not a bucket of the FEC flow, the received bucket is transmitted via the selector 28 without performing the processing related to the FEC.
  • the flow identification unit 27 accesses the syndrome memory 25, and the accessed syndrome memory 25 sends the held intermediate result of the syndrome calculation to the syndrome processing unit 22. Output (Step S202 in FIG. 7).
  • the syndrome processing unit 22 calculates the syndrome from the result of the syndrome calculation from the syndrome memory 25 and the received packet, and stores the calculation result in the syndrome memory 25 (steps S203 and S204 in FIG. 7).
  • the syndrome processing unit 22 stores the sequence number of the received bucket for each flow (Step S205 in FIG. 7).
  • the flow identification unit 27 determines whether the received packet is a FEC flow bucket. If the received packet is an FEC flow packet, the syndrome processing unit 22 calculates the syndrome and the final bucket is received. (Steps S201 to S206 in Fig. 7). When the syndrome calculation is completed after receiving the final packet, the syndrome processing unit 22 extracts the sequence number missing from the sequence number of the stored packet, that is, the sequence number of the discarded bucket (FIG. 7). Step S207). The syndrome processing unit 22 outputs the syndrome calculation value and the sequence number of the discarded packet to the restoration processing unit 23, calculates the packet discard rate, and outputs the packet discard rate to the redundancy adaptation processing unit 26a. . .
  • the redundancy adaptation processing unit 26a compares the redundancy R i of the received coded block, which is obtained by subtracting the number of discarded buckets from the redundancy of the coding, with the redundancy o requested from the downstream. I do. If the redundancy R i of the received encoded block is larger than the redundancy R o required from the downstream ⁇ (step S 208, Y es in FIG. 8), the redundancy adaptation processing unit 26 a outputs a processing request including the number of packets to be discarded so as to match the number of buckets to be transmitted with the requested redundancy Ro to the redundancy adjusting unit 29. The redundancy adjuster 29 discards the number of packets included in the processing request (step S209).
  • the redundancy R for which the received coding block redundancy R i is required. (Step S210, Yes in FIG. 8), the 'redundancy adaptation processor 26a restores the number of buckets to be transmitted to match the required redundancy Ro.
  • a processing request including the number of original buckets to be processed is output to the restoration processing unit 23.
  • the restoration processing unit 23 restores the number of original packets included in the processing request based on the syndrome calculation value and the sequence number of the discarded packet (step S211 in FIG. 8).
  • the redundancy adaptation processing unit 26a When the number of discarded packets is input, the redundancy adaptation processing unit 26a generates feed pack information 16a based on the bucket discard rate input from the syndrome processing unit 22 and generates The transmitted feed pack information 16a is transmitted downstream (in this case, the transmission terminal 11) (step S2 12 in FIG. 8).
  • the second embodiment instead of generating a new redundant bucket, based on the received coding block redundancy R i and the required redundancy Ro, Since the original packets that have been discarded are restored or the packets are discarded and the number of packets to be sent is adjusted, only the minimum necessary restoration of the original packets is performed, and the delay time of WAN etc. is reduced. Even in networks with long data traffic, highly reliable bucket transfer with optimal redundancy can be performed.
  • Embodiment 3 and Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
  • FIG. in the third embodiment a redundant packet generation processing unit of an FEC node that generates a redundant bucket first will be described.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the redundant bucket generation processing section 24 shown in FIG.
  • the redundant packet generation processing unit 24 includes an encoder 241, which generates a redundant bucket based on the redundancy at the time of transmission obtained by the redundancy adaptation processing unit 26 based on the feed pack information from downstream.
  • n (k ⁇ n, where n is a natural number) from .k (1 k, k is a natural number) original packets The operation of the redundant packet generation processing means according to the third embodiment will be described by taking as an example a case where one k redundant packets are generated and n packets are generated.
  • encoder 2 4 1 When receiving the original packet, encoder 2 4 1 performs a coding process for generating redundant packets (Step S 3 0 0, S 3 0 1) 0 coder 2 4 1 Fugoi ⁇ After performing the processing, the original packet is output to the selector 28 (step S302).
  • the encoder 2411 Each time the encoder 2411 outputs the original packet to the selector 28, the encoder 2411 counts the number of output original packets, and outputs the k-th packet after the output original packet starts encoding. It is determined whether the packet is an original packet (step S303). The output original packet is not the kth original packet In this case, the encoder 241 resets the timer 242 (step S305), restarts the measurement of the reception interval of the timer 242, and performs encoding by the next received original packet. After performing the processing, the operation of outputting the original packet is repeated until the k-th bucket is output (steps S300 to S304).
  • the encoder 2241 stops the timer 242 and then outputs the first original packet packet.
  • a redundant packet is generated based on the result of the encoding process using the k-th original packet (step S305), and the generated redundant packet is output to the selector 28.
  • the encoder 2441 generates a redundant bucket based on the result of the encoding process using the original bucket received before the notification of the time-out (step S306). S 305), and outputs the generated redundant packet to the selector 28.
  • the redundant packet generation processing unit 24 when a redundant packet is generated first, the redundant packet generation processing unit 24 is provided with the timer 242 to measure the reception interval of the original bucket, and When time elapses, a redundant bucket is generated based on the result of the encoding process performed by the original buckets received up to that time. For example, the amount of information to be transmitted (the number of original packets) is determined. Even if it does not, a redundant bucket can be generated.
  • Embodiment 3 shows a method of transmitting n ⁇ k redundant packets even when the number of received original packets is less than k, n ⁇ k packets are transmitted according to the redundancy required by the feed pack information. It is also possible to discard some redundant packets from k and output them.
  • Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 13.
  • FIG. Real the redundant packet generation processing unit 24 of the FEC node that performs encoding is described first.
  • the intermediate FEC node that is, the FEC node that receives the redundant bucket
  • the bucket including the last bucket is discarded at the node.
  • the syndrome processing unit 22 according to the first embodiment shown in FIG. 2 is configured as shown in FIG.
  • the syndrome processing unit 22 of the FEC node according to the fourth embodiment of the present invention measures the syndrome reception unit 221, which calculates the syndrome from the received packet, and the bucket reception interval, and sets the measured reception interval in advance.
  • the syndrome processing unit 22 of the FEC node Upon receiving the packet, the syndrome calculation unit 221 resets the timer 222 and restarts the measurement of the reception interval of the timer 222 (steps S4'00, S401).
  • the syndrome is calculated from the intermediate result of the syndrome calculation stored in the syndrome memory 25 and the received packet, and the calculation result is stored in the syndrome memory 25 (steps S402 and S403).
  • the syndrome calculation unit 221 stores the sequence number of the received bucket for each flow (step S404).
  • the syndrome calculation unit 221 Upon receiving the bucket, the syndrome calculation unit 221 resets the timer 222 and repeats the operation of calculating the syndrome until the last packet is received (steps S400 to S405).
  • the syndrome calculation unit 221 stops the timer 222 and searches for a sequence number missing from the stored sequence number, that is, a sequence number of a discarded packet, and searches for the discarded bucket. No one A cans number is extracted (step S406).
  • Step S407 the sequence number missing from the stored sequence number, that is, the sequence number of the discarded packet is searched, and the sequence number of the discarded bucket is extracted (Step S406).
  • the restoration processing unit 23 restores the original bucket of the extracted sequence number.
  • the redundant packet generation processing unit 24 generates a redundant packet based on the received original packet and the restored original bucket. .
  • the timer 222 is reset when the original packet O # 3 is received, and restarts the measurement of the reception interval.
  • the original bucket 0 # 4 has been discarded.
  • the timer 222 is reset when the redundant packet R # 1 is received, and the measurement of the reception interval is performed. Restart.
  • the reception interval of the timer 222 exceeds the threshold, and a notification of the timeout is output to the syndrome calculation unit 221.
  • the syndrome calculation unit 22i can end the calculation of the syndrome at the reception interval.
  • the syndrome processing unit 22 is provided with the timer 22 to measure the packet reception interval, and the measured packet reception interval is equal to or smaller than the threshold. If the above time elapses, it is determined that the following packet has been discarded, and the packet is calculated based on the syndrome calculated by the received bucket, and the packet is restored and the redundant packet is generated. Even if the packet is discarded, 'the original discarded packet can be restored and re-encoded. '' Embodiment 5.
  • FIG. 14 shows the timing of a reception packet and a transmission packet in the FEC processing unit 21 of the FEC node according to the first embodiment shown in FIG.
  • reception is performed by encoding (10, 6) (original packets: 6 from 0 # 1 to 0 # 6, redundant packets: 4 from R # 1 to R # 4), Orientation packet # 4 and redundant packet R # 2: R # 3 is input to the FEC node in a discarded state, and is re-encoded and transmitted at (9, 6).
  • the timing is shown.
  • the FEC processing unit 21 receives and transmits a bucket while performing syndrome calculation, receives all buckets that have not been discarded, and then discards the original packet. Has been restored. That is, as shown in FIG. 14, from the time when the original bucket ⁇ # 1 which is the first bucket is received until the time when the redundant packet R # 4 which is the last packet is received, the syndrome processing unit 22 Each time the original packets 0 # 1 to 0 # 3, 0 # 5, 0 # 6 and the redundant packets R # l, R # 4 are received, the syndrome calculation is performed.
  • the original packet O # 4 is restored after restoring the original packet O # 4 discarded by the restoration processing unit 23, and then returning to the redundant packet.
  • the generation processing unit 24 generates redundant packets R # 1 'to R # 3. As a result, there was a problem that it took time from transmitting the last received original packet 0 # 6 to transmitting the restored original packet 0 # 4.
  • the restoration of the discarded original bucket starts, and the original bucket received last is transmitted, and then the restored original bucket is transmitted.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an FEC processing unit 21b included in the FEC nodes 12a to 12c according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the FEC processing unit 21b of the fifth embodiment according to the present invention includes a function of calculating the number of buckets received for each coding block (flow) by the FEC processing unit 21 of the first embodiment shown in FIG. , A reception packet counter 30 is added.
  • Components having the same functions as those of the FEC processing unit 21 of the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • the sequence number of the discarded packet is extracted from the stored sequence number.
  • the sequence number of the discarded bucket and the syndrome calculation value are output to the restoration processing section 23 and the redundant bucket generation processing section 24 (see steps S106 and S107 in FIG. 3).
  • the FEC processor 21b counts the number of buckets received by the reception packet 1 and the counter 30 for each encoding block, and calculates the number of buckets that can recover the original packet whose count value has been discarded.
  • the start of the restoration processing is notified to the syndrome processing unit 22 and the notified syndrome processing unit 22 is discarded from the sequence number stored immediately before receiving the notification. It extracts the sequence number of the extracted packet and outputs the extracted sequence number of the discarded packet and the syndrome calculation value to the restoration processing unit 23 and the redundant bucket generation processing unit 24. This operation is the same as the FEC process shown in the flowchart of FIG. 3, and thus detailed description is omitted here.
  • the first received bucket the original packet 0 # 1
  • the reception bucket counter 30 starts counting the number of received packets
  • the syndrome processing unit 22 starts syndrome calculation. .
  • Packets are received in the order of original packets 0 # 2, 0 # 3, 0 # 5, 0 # 6, and the syndrome processing section 22 sends the original packets 0 # 2, 0 # 3, 0 # 5, 0 # 6 Calculate the syndrome upon receiving.
  • the received packet counter 30 becomes:
  • the syndrome processing unit 22 is notified of the start of the restoration processing. Upon receiving the notification of the start of the restoration processing, the syndrome processing unit 22 extracts the sequence and the number of the discarded packet from the sequence number stored immediately before, and calculates the sequence number and the syndrome of the extracted discarded packet. The values are output to the restoration processing section 23 and the redundant bucket generation processing section 24. As a result, as shown in FIG. 16, after receiving the redundant packet R # 1, the restoration processor 23 restores the discarded original packet (in this case, the original packet 0 # 4). To start.
  • the syndrome processing unit 2 2 requests the start of the restoration process and starts the restoration process, so the received original packet is transmitted and then restored compared to ⁇ which starts the restoration process after receiving the final packet.
  • the time required for transmitting the original packet can be reduced.
  • the received packet counter 30 When the received packet counter 30 counts the number of received buckets of the flow, and receives the minimum number of buckets that can restore the discarded original packet, it requests the syndrome processing unit 22 to start the restoration processing. Since the restoration process is started, the time for the encoding block (flow) to use the syndrome memory 25 can be shortened, and the syndrome memory 25 can be used efficiently.
  • the restoration process of the original bucket is basically to solve a system of linear equations.Since the system of linear equations has an order power 0 (n 3 ) for the number n of unknowns, it greatly depends on the number of unknowns. The amount of calculation differs. Therefore, the restoration time may be longer depending on the relationship between the packet transmission interval and the processing capability of the FEC processing means. For such ⁇ , if a new packet is received during the calculation, the contents of the bucket should be reflected, and the number of unknowns should be reduced so that the time does not increase.
  • Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. 17 and FIG.
  • the necessary data is already stored in the syndrome memory and it is not possible to execute the original bucket recovery processing or the redundant bucket generation processing, etc., no extra processing is performed. It reduces the processing load on FEC nodes.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of the FEC processing unit 21c of the FEC node according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the FEC node 21c of the sixth embodiment of the present invention includes a flow identification unit 27a instead of the flow identification unit 27 of the FEC processing unit 21 of the first embodiment shown in FIG.
  • a selector 28 a is provided instead of the selector 28.
  • Components having the same functions as those of the FEC processing unit 21 of the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • the flow identification unit 27 a monitors the use state of the syndrome memory 25 in addition to the flow identification unit 27 of the first embodiment, and stores the original state in the restoration processing unit 23 in the syndrome memory 25. It is possible to determine whether there is an unused area that can be used for bucket restoration processing, redundant packet generation processing in the redundant packet generation processing unit 24, etc., and to execute restoration processing and redundant bucket generation processing. It also has the ability to judge whether it is strong or not.
  • the flow identification unit 27 holds, for each flow, whether or not the restoration processing or the redundant bucket processing has been performed, as processing determination information.
  • the selector 28a is based on the processing determination information stored in the flow identification unit 27. And select and output the received original packet, restored original packet, or redundant bucket. '
  • the operation of the FEC processing unit 21c according to the sixth embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG. If there is a usable area in the syndrome memory 25, the operations for performing the syndrome calculation processing, the restoration processing, and the redundant packet generation processing are the same as the FEC processing of the flowchart shown in FIG. Since this is the operation, the description is omitted here.
  • the flow identification unit 27a monitors the usage status of the thin-drome memory 25, and receives the process determination information indicating whether or not the restoration process and the redundant packet generation process have been performed. Hold each time.
  • the selector 28a determines, based on the processing identification information, that there is no free space in the roam memory (insufficient unused area) and no restoration processing or redundant bucket generation processing is performed.
  • the power flow, which is the packet of the flow ⁇ IJ is cut off (step S500).
  • the packet to be transmitted is a bucket of a flow for which the restoration processing or the redundant bucket generation processing has not been executed: ⁇ , the selector 28a transmits the received packet as it is (step S501).
  • the selector 28a determines whether the received bucket is an original packet “ : i ” packet (step S500). 2). If the received packet is an original bucket, the selector 28a transmits the received bucket as it is (step S501).
  • the selector 28a determines whether or not there is a packet that can be transmitted to the restoration processing unit 23 (the restored original bucket). (Step S503). When there is a packet that can be transmitted to the restoration processing unit 23, the selector 28a fibrate the bucket that can be transmitted by the restoration processing unit 23 (step S504). When there is no packet that can be transmitted to the restoration processing unit 23, the selector 28a The transmittable packet (redundant packet) of the packet generation processing unit 24 is transmitted (step S505).
  • the packet of the flow for which the restoration processing or the redundant bucket generation processing cannot be executed is received from the upstream FEC node. Since the packet is sent to the downstream FEC node as it is, it is not possible to restore the original packet discarded by the own node! / Even in this case, restoration processing can be performed in the downstream FEC node. In other words, since the original nano buckets that have been dispersed and discarded throughout the network can be restored, many flows can be handled.
  • FIG. 19 is a diagram showing a relationship between a reception bucket and a transmission bucket of the FEC node 12a according to the seventh embodiment of the present invention.
  • reception is performed by coding (6, 5) (original packet is ⁇ # 1 to 0 # 5, and redundant bucket is R # 1).
  • Two packets 0 # 2 and 0 # 4 are input to FEC node 12a in a discarded state. In this case, since more packets than the number of redundant buckets have been discarded, the £ 0 node 12 & cannot recover the discarded original packets 0 # 2 and 0 # 4.
  • the FEC node 12a determines that the received packet has received an irrecoverable number of discards (this is due to receiving the original packet 0 # 5 and the original packet 0 # 2, 0 # 4 When it is determined that this packet has been discarded), the syndrome processing is stopped, and only the original packets # 1, 0 # 3, and 0 # 5 are transferred, and the redundant packet R # l is discarded. ⁇
  • the FEC node 12a has the FEC processing unit 21 shown in FIG. 2, the number of discarded packets is counted by the flow identification unit 27, and the count value is calculated. If the number of discardable buckets determined from the redundancy of the own node is exceeded, a processing stop notification is output to the syndrome processing unit 22 and only the original bucket of the received packets is transmitted to A function to output a process change notification for discarding the bucket to the selector 28 is provided.
  • the syndrome processing unit 22 stops the syndrome process when receiving the process stop notification, and the selector 28 receives the process change notification. It is sufficient to transmit only the original packet and discard the redundant bucket. If the FEC node 12a has the FEC processing unit 21a shown in FIG.
  • the number of discarded packets is counted by the port identification unit 27, and the If the event value exceeds the number of discardable packets determined from the redundancy of the own node, a processing stop notification is output to the syndrome processing unit 22 and the redundancy adjustment unit 29, and the received packet A function to transmit only the original packet and output a processing change notification for discarding the redundant bucket to the selector 28 is provided.
  • the syndrome processing unit 22 stops the syndrome processing upon receiving the processing stop notification, and When the processing change notification is received, only the original packet is transmitted and the redundant packet is discarded.
  • the redundancy adjusting unit 29 stops the processing and outputs the packet from the selector 28 as it is. It suffices to be.
  • the FEC node 12a has the FEC processing unit 21c shown in FIG. 17, the number of packets discarded by the flow identification unit 27a is counted, and the If the value exceeds the number of discardable packets determined from the redundancy of the own node, a processing stop notification is output to the syndrome processing unit 22 and only the original packets out of the received packets are transmitted.
  • the syndrome processing unit 22 stops the syndrome processing upon receiving the processing stop notification, and the selector 28a transmits the processing change notification. Upon receipt, only the original bucket should be transmitted and the redundant bucket should be discarded.
  • the processing in each FEC node is performed by not performing extra processing for the flow in which the number of unrecoverable packets has been discarded. It can be reduced and can handle many flows.
  • the original packets that have been determined to have irreparable discards should be May be set.
  • the flow identification unit 27 identifies the flag of the received original bucket, and discards the unrecoverable number of packets for the original bucket determined to have an unrecoverable number of discards. May be performed in the same manner as when there is an error. This eliminates the need to count the number of discarded packets, further reduces processing, and can handle many flows. '
  • Embodiment 8 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the eighth embodiment of the present invention supports a class-based discard control such as Differentiated Services (Diffse erV).
  • Diffse erV Differentiated Services
  • the FEC node 12a stores packets in a queue and transmits the packets.
  • the queue 40 stores two original packets 0 # 1 and 0 # 2.
  • a low-priority class discard threshold value X1 and a high-priority class discard threshold value X2 are set for discard control according to the class. Whether the queue 40 queues newly input packets according to the low priority class discard threshold X1 and the high priority class discard threshold X2, and the amount of accumulated packets and the class of the input packet. Decide what to discard. In Fig. 20 (a), the number of buckets stored in the queue 40 is two, and does not exceed the low-priority class discard threshold X1 (because congestion has not occurred). Original packets 0 # 1 and 0 # 2 remain as they are.
  • bucket 1 transport network supports discard control according to class such as Diffserv ⁇ , original bucket is mapped to high priority class, and redundant packets are mapped to low priority class Then, the discard of the original 'packet can be suppressed.
  • class such as Diffserv ⁇
  • the selector 28a shown in Fig. 17 maps a high-priority class to the received original packet and the restored original packet, and a constant priority to the redundant packet. It should have a function to map the degree class.
  • the packet forwarding network supports discard control according to the class: ⁇ , mapping the original bucket to the high priority class and mapping the redundant packet to the low priority
  • the discard of original packets can be suppressed, the number of restoration processes can be reduced, the load of FEC processing can be reduced, and many flows can be handled.
  • Embodiment 9 Embodiment 9 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of an FEC processing unit 21c included in the FEC node 12a according to the ninth embodiment of the present invention.
  • the FEC processing unit 21c of the FEC node 12a transmits a monitor packet from the upstream to the FEC processing unit 21 included in the FEC node 12a of the first embodiment shown in FIG.
  • a monitor bucket receiving unit 31 for receiving and a monitor bucket generating unit 32 for generating a monitor bucket to be transmitted downstream at regular intervals are added.
  • the packet discard rate and the like are measured from received packets (normal user packets). In the ninth embodiment, the measurement of the packet discard rate and the like are performed using the monitor packet.
  • the monitor bucket generation unit 32 of the upstream FEC node 12a generates a monitor bucket and transmits it to the downstream FEC node 12b at regular time intervals.
  • the monitor packet receiving unit 31 of the FEC node 12b calculates the number of discarded packets (discard rate) from the sequence number added to the received monitor packet.
  • the monitor bucket receiving unit 32 of the FEC node 12b notifies the calculated bucket discard rate to the redundancy adaptation processing unit 26, and the redundancy adaptation processing unit 26 performs a field pack as in the first embodiment. It generates information and sends the generated feedback information to the upstream FEC node 12a. '
  • a monitor packet is transmitted at regular intervals in order to generate the buried pack information, so that the state of the network can be known even when the user bucket is not transferred.
  • the bucket can be transferred with an appropriate redundancy.
  • Embodiment 10 of the present invention will be described with reference to FIG. 22 and FIG.
  • the FEC node 12a copies a packet to the FEC nodes 12b and 12c and performs multicast transfer. Will be described.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of an FEC node l ′ 2 a according to the tenth embodiment of the present invention.
  • the FEC node 12a according to the tenth embodiment of the present invention includes, in addition to the FEC processing unit 21 according to the first embodiment shown in FIG. 2, a redundant packet in accordance with a plurality (three in this case) of redundancy. And a queue 34a-34c for storing a bucket for each destination.
  • the queue 34a corresponds to the FEC node 12b
  • the queue 34b corresponds to the FEC node 12c.
  • FEC node ⁇ 2b requests 40% redundancy as feedback information 16b from FEC node 12a, and FEC node 12c feeds back to FEC node 12a.
  • Information 16c requires 50% redundancy.
  • An encoding block of three original buckets O # 1 to 0 # 3 and one redundant packet R # 1 is input to the FEC node 12a.
  • the FEC processing unit 21 of the FEC node 12c which requires a high degree of redundancy, re-encodes based on the feed pack information 16c to generate a new redundant packet.
  • the number of the original buckets is 3, and the redundancy requested from the FEC node 12c by the feedback information 16c is 50%, so that the FEC processing unit 21 of the FEC node 12 , And three redundant packets R # 1 to R # 3.
  • the FEC processing unit 21 includes a redundancy adjustment unit 33a located upstream of the queue 34a corresponding to the FEC node 12b, and a redundancy adjustment unit 33b located upstream of the queue 34b corresponding to the FEC node 12c. Then, original packets 0 # 1 to 0 # 3 and redundant packets R # l, to R # 3 'are output.
  • the redundancy adjusting unit 33a discards one redundant packet (here, redundant packet R # 2 ') and replaces the original packet 0 # 1 to 0 # 3 and redundant packets R # 1, R # 3 are output to queue 34a.
  • the required redundancy from FEC node 12c is 50% Therefore, the redundancy adjusting unit 34b outputs the original buckets 0 # 1 to 0 # 3 and all the redundant packets R # 1 'to R # 3 generated by the FEC processing unit 21 to the queue 34b. That is, the FEC node 12a generates a redundant packet with the highest required redundancy among a plurality of pieces of feedback information, and then discards the redundant packet according to the redundancy for each destination.
  • the redundant packet is generated in accordance with the higher required redundancy. Redundant packets are discarded in accordance with the redundancy of each destination and individual redundancy is adjusted, so that FEC processing can be reduced and many flows can be handled.
  • FIG. 24 is a block diagram showing components related to the TCP transmission function of terminal 11 on the transmitting side and components related to the TCP reception function of terminal 13 on the receiving side according to the eleventh embodiment of the present invention. .
  • the terminal 11 on the transmission side the terminal 11 on the transmission side
  • the components related to the reception function are shown in the terminal 13 on the reception side.
  • Each of the terminals 11 and 13 has a transmission function and a reception function.
  • the terminal 11 includes a TCP transmission processing unit 111 that performs processing related to TGP transmission, an FEC encoding unit 112 that performs FEC encoding on data from the TCP transmission processing unit 111 to generate a redundant packet, A layer 13 processing unit 113 for performing layer 13 transmission processing is provided.
  • the terminal 13 includes a layer 1-3 processing unit 133 for performing layer 1-3 reception processing, an FEC decoding unit 132 for performing recovery processing of discarded packets, and a TCP for performing processing related to TCP reception.
  • a window size changing unit 134 for rewriting the window size of the TCP ACK transmitted from the P reception processing unit 131 is provided.
  • the transmission-side TCP transmission processing section 111 performs transmission processing on TCP on transmission data, and outputs the transmission-processed data to the FEC encoding section 112.
  • FEC encoding section 112 performs FEC encoding on the data subjected to the transmission processing to generate a redundant packet.
  • the layer 13 processing unit 113 transmits the original packet and the redundant packet as user data to the terminal 13 via the layer 13 processing unit 113.
  • the FEC decoding unit 132 of the receiving terminal 13 restores the discarded original packet based on the original packet and the redundant bucket received via the layer 13 processing unit 133.
  • the FEC decoding unit 132 outputs the received original packet and the restored original packet to the TCP reception processing unit 131, and outputs the packet discard status (information such as the discard number and discard rate) to the TCP connection.
  • the result is stored every time, and the result is notified to the window size changing unit 134.
  • the window size changing unit 134 rewrites the window size of the TCP ACK transmitted from the TCP reception processing unit 131 based on the notified bucket discarding state, and Send to
  • TCP transmission processing section 111 changes the transmission band based on the window size of ACK received via layer 13 processing section 113. For example, when there is no discard, the window size changing unit 134 transmits the ACK from the TCP reception processing unit 131 as it is, and reduces the ACK window size every time discard increases. Thereby, the transmission band from terminal 11 on the transmission side can be reduced.
  • the window size of the ACK is reduced according to the number of discarded packets.
  • performance can be extracted and congestion control can be performed appropriately, and highly reliable packet transfer can be realized.
  • FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of terminal 11 and terminal 13 according to Embodiment 12 of the present invention.
  • a redundancy adaptation processing unit 114 is added to the terminal 11 of the embodiment 11 shown in FIG.
  • a feed pack information transmission processing unit 135 is connected to the terminal 13 of the embodiment 11 shown in FIG. 24. '
  • the number of discarded packets and the discard rate detected by the FEC decoding unit 132 of the terminal 13 on the receiving side are represented by the feedback information transmission processing unit 1.
  • 3 5 feeds back as feed pack information to the terminal 11 on the transmitting side via the layer 1-3 processing unit 13 3, and the redundancy adaptation processing unit 1 14 of the terminal 11 is based on this feed pack information. Determine redundancy.
  • the window size of ACK is reduced according to the number of discarded packets, Redundancy is determined based on feedpack information such as the number of dropped packets and the loss rate, so that even low-quality LFNs can extract performance and perform congestion control appropriately. The occurrence of congestion can be suppressed, and highly reliable transfer of packets can be realized.
  • Embodiment 13 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the ACK of the TCP and the feed pack information are individually transmitted.
  • the ACK of the TCP and the feedback information are transmitted together.
  • FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of terminal 11 and terminal 13 according to Embodiment 13 of the present invention.
  • a feed pack information extracting unit 1 15 is added to the terminal 11 of the embodiment 11 shown in FIG. Is the terminal 13 window of the embodiment 11 shown in FIG.
  • An ACK rewriting unit 135 is provided instead of the window size changing unit 134.
  • the special packet generated by adding feedback information such as the number of discarded packets and the discard rate notified from the decoding unit 132 is generated.
  • the feedback information extracting unit 115 extracts the feedback information from the special packet including the ACK and the FEC feedback information.
  • the feed pack information extraction unit 115 determines the redundancy based on the extracted feed pack information, notifies the FEC encoding unit 112 of the determined redundancy, and converts the special bucket into a normal ACK format. And outputs it to the TCP transmission processing unit 111.
  • the ACK rewriting unit 135 transmits the ACK and the feed pack information as one special packet, and outputs the feedback information from the special packet. Extraction and format conversion to normal ACK eliminates the need to send buckets to notify feedpack information, thus reducing the amount of traffic on the network.
  • Embodiment 14 of the present invention will be described with reference to FIG. Embodiments 11 to 13 have described processing between terminals in TCP.
  • Embodiment 14 as shown in FIG. 1, a case will be described in which FEC nodes 12a to 12c are arranged between terminals 11 and 13, and the redundancy is changed for each section. .
  • the reception terminal 13 determines the number of discarded buckets and the number of discarded buckets in the entire network. The rate cannot be determined. Therefore, the window size of ACK cannot be adjusted to an appropriate value. Therefore, an information area for recording the discard number or the discard rate is provided in the transferred packet, and the receiving terminal 13 is notified of the discard number and the discard rate of the packets of the entire network.
  • FIG. 27 is a block diagram of the FEC node 12a according to the fourteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an FEC processing unit 21d.
  • the FEC processing unit 21d according to the fourteenth embodiment of the present invention includes a discard number updating unit 35 added to the FEC processing unit 21 according to the first embodiment shown in FIG. ''
  • the discard number update unit 35 adds the discard number of the packet notified from the syndrome processing unit 22 to the discard number of the received bucket information area, and calculates the discard number of the bucket discarded up to the own node in the information area. To be added.
  • the bucket with the information area set to "3" is sent to the FEC node 12c. If the syndrome processing unit 22 of the FEC node 12c does not detect the bucket discard, the discard number update unit 35 of the FEC node 12c does not change the information area (adds "0" to the information area to change the information area). ) The packet whose information area is “3” is transmitted to the receiving terminal 13. The FEC decoding unit 132 having no receiving end 13 extracts the number of discarded packets in the information area and rewrites the ACK shown in FIG. 26 or the window size changing unit 134 shown in FIG. 24 or FIG. Notify part 135.
  • the information control area for recording the number of discarded buckets or the discarded rate is provided in the packet, and the FEC nodes arranged for each section are detected in each bucket. Is added to the information area, so that the receiving terminal can grasp the number of buckets discarded or the discarded rate of the entire network, and adjust the TCP ACK window size according to the network be able to.
  • the FEC processing unit 21 of Embodiment 1 shown in FIG. 2 is provided with the discard number updating unit 35, but this is shown in FIG. Even if the FEC processing unit 21a, the FEC processing unit 21b shown in Fig. 15 or the FEC processing unit 21c shown in Fig. 17 has the discard number update unit 35, the FEC processing unit Needless to say, the same effect as when the discard number updating unit 35 is provided in 21 can be obtained.
  • the packet transfer device according to the present invention is useful for a large-scale network, and is particularly suitable for a bucket transfer device in a network such as a WAN having a long delay time.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

冗長度適応処理部(26)が転送先からのフィードバック情報に基づいて冗長度を決定するとともに、受信したオリジナルパケットおよび冗長パケットの廃棄数に基づいて送信元へ通知するフィードバック情報を生成し、シンドローム処理部(22)が、フロー識別部(27)によって識別されたオリジナルパケットに基づいてシンドローム計算を行い、復元処理部(23)が復号化によってオリジナルパケットを復元し、冗長パケット生成処理部(24)がシンドローム計算値と復元されたオリジナルパケットと、決定された冗長度によって冗長パケットを生成し、セレクタ(28)が、受信したオリジナルパケット、復元したオリジナルパケットおよび生成した冗長パケットを選択して出力する。

Description

パケット転送装氧、 パケット転送ネットワークシステム、 および、 端末装置 , 技術分野
この発明は、 バケツトを転送するバケツト転送装置、 バケツト転送ネットヮー クシステム、 および、 端末装置に関するものであり、 詳細には、 前方誤り訂正を 用いてパケットを転送するパケット明転送装置、 バケツト転送ネットワークシステ ム、 および、 端末装置に関するものである。
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背景技術
信頼性が求められるファイル等のデータ通信を実現する技術を大きく分類する と、 受信したデータに誤りがあった場合に再送信要求を行う自動再送要求方式 (
' AR Q: Automatic Repeat reQuest)方式と、デ^タに誤りがあった場合に誤り訂 正を行う前方誤り訂正( F E C: Forward Error Correction)方式との 2つの方式 がある。
- A R Q方式の代表的なものとして、 T C P (Transmission Control Protocol) がある。 T C Pは、 パケット廃棄が発生した^ こ、 パケットを再送することで 信頼性を確保する。 また、 T C Pでは、 ウィンド制御やスロースタートアルゴリ ズム、 高速再送アルゴリズムなどの機能を備えて、 輻輳 ¾回避してパケットの廃 '棄を抑制するようにしている。
一方、 F E C方式は、 送信すべき本来のデータからなるオリジナルパケットと 誤り訂正のための冗長パケットを併せて送信する方式である。 たとえば、 送信側 は、 オリジナルパケットの中の k . ( 1く k, kは自然数) 個のオリジナルパケッ トから 11— k ( k < n , nは自然数) 個の冗長パケットを生成して、 n個のパケ ットを送信する。 受信側は、 送信された n個のパケットのうち k個のパケットを 受信することができれば、 受信した k個のバケツトから廃棄されたバケツトを復 元することができるので、 A RQ方式のように再送要求を行う必要が無い。
特許文献 1には、 受信端末がパケットの廃棄数を測定して、 測定した結果を送 信端末にフィードバックし、 送信端末がフィードバックされたバケツトの廃棄数 に基づいて FEC方式における冗長パケット数 (冗長度) を決定して、 最適な冗 長度に適応するデータ配信制御方法に関する技術が開示されている。
特許文献 1
特開 2002— 330118号公報
しかしながら、 特許文献 1に記載の従来技術では、 En d— End間 (送信端 末と受信端末の間) でフィードバックを行うようにしているため、 ネットワーク 規模が大きい WAN (Wide Area Network) などにおいて、送信端末から複数のデ ータ転送装置を介して受信端末にバケツトを送信される遅延時間の長い状況では、 急激に変化するネットワークの状態に十分対応することができないという問題が あつ 7こ。
また、 距離が長く、 帯域が太いネットワーク、 たとえば、 LFN (Long Fat N etwork) などでは、 ネットワークの品質が良くない場合、 輻輳回避のための制御 が行われて帯域を十分使い切れない (性能が出ない)ことがある。 このような問題 を改善するために、 T CPの下位層に F EC方式を適用して、 みかけ上の廃棄率 を下げることが考えられる。
し力 しながら、 その場合輻輳が発生しているにもかかわらず、 F EC方式によ り廃棄されたパケットが復元されてしまうため、 TCPから見るとパケットの廃 棄がないことになり (輻輳は発生していないと判断される) 、 輻輳制御が働かな くなる。 そのため、 F EC方式を適用していない通常の TCPに悪影響を与えて しまうという問題が発生してしまう。
また、より輻輳の度合いが大きい状態(F E C方式でバケツトの復元ができない レべノレの輻輳)状態になって初めて輻榛を検出するため、 TC Pの下位層に F E C 方式を適用することで、 力^って性能が悪くなる場合が発生するという問題もあ つた。 本発明は、 上記に鑑みてなされたものであって、 WANなどの規模が大きいネ ットワークでも、 F E C方式の冗長度を最適ィヒし高信頼な通信を実現するパケッ ト転送装置、 パケット転送ネットワークシステム、 および、 端末装置を得ること を第 1の目的とする。
第 2の目的は、 T C Pの下位層に F E C方式を使用しても、 ネットワークの性 能を低下させることなく、 輻輳制御を行う ίとができるパケット転送装置、 パケ ット転送ネットワークシステム、 および、 端末装置を得ることである。 発明の開示
本発明においては、 ネットワークを介して転送元から受信したオリジナルパケ ットおよび冗長パケットに基づいて前方誤り訂正のための冗長バケツトを生成し て、 生成した冗長パケットと前記ォリジナルパケットとをネットワークを介して 転送先に送信するバケツト転送装置において、 前記前方 り訂正のための復号化 および符号ィ匕を行う際に、 前記転送先からのフィ"ドバック情報に基づいて冗長 度を決定するとともに、 前記転送元から受信したオリジナルパケットぉょぴ冗長 パケットの受信状態によつて前記転送元へ通知するブイ一ドパック情報を生成す る前方誤り訂正処理部、 を備えることを特徴とする.。
この発明によれば、 前方誤り訂正のための復号化および符号化を行う際に、 転 送先からのフィードパック情報に基づいて冗長度を決定するとともに、 転送元か ら受信したオリジナルバケツトおよび冗長パケットの受信状態によって前記転送 元へ通知するフィードパック情報を生成するようにしている。 図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明における実施の形態 1のパケット転送装置が適用されるネ ットワークの構.成の一例を示す概念図であり、 第 2図は、 第 1図に示した F E C ノードが有する F E C処理部の構成を示すブロック図あり、 第 3図は、 この発明 における実施の形態 1の F E Cノードの F E C処理部の動作を説明するためのフ ローチャートであり、 第 4図は、 この発明における実施の形態.1の F ECノード の F EC処理部の動作を説明するための図であり、 第 5図は、 この発明における 実施の形態 2の' F E Cノードが有する F E C処理部の構成を示すブロック図であ り、 第 6図は、 受信した符号化ブロックの冗長度と要求されている冗長度とに基 づいた復元処理部および冗長度調整部への処理要求の関係を示す図であり、 第 7 図は、 この発明における実施の形態 2の FECノードの FE C処理部の動作を説 明するためのフローチャートであり、 第 8図は、 この発明における実施の形態 2 の F ECノードの F EC処理部の動作を説明するためのフローチヤ一トであり、 第 9図は、 この発明における実施の形態 3の FECノードの冗長パケット生成処 理部の構成を示すプロック図であり、 第 10図は、 この発明における実施の形態 3の FECノードの冗長パケット生成処理部の動作を説明するためのフローチヤ ートであり、 第 11図は、 この発明における実施の形態 4'の FECノードのシン ドローム処理部の構成を示すプロック図であり、 第 12図は、 この発明における 実施の形態 4の F E Cノードのシンドローム処理部 22の動作を説明するための フロ チヤ一トであり、 第 13図は、 タイマの測定時間と受信パケットの関係を 説明するための図であり、 第 14図は、 この発明における実施の形態 1の F EC ノードの F E C処理部における受信パケットと送信パケットのタイミングを示す 図であり、 第 15図は、 この発明における実施の形態 5の FECノードの FEC 処理部の構成を示すプロック図であり、 第 16図は、 この発明における実施の形 態 5の FECノードの FEC処理部における受信バケツトと送信バケツトのタイ ミングを示す図であり、 第 17図は、 この発明における実施の形態 6の FECノ ードの F EC処理部の構成を示すブロック図であり、 第 18図は、 .この発明にお ける実施の形態 6の FECノードの FE C処理部の動作を説明するためのフロー チャートであり、 第 19図は、 この発明における実施の形態 7の FECノードの 受信パケットと送信パケットの関係を示す図であり、 第 20図は、 この発明にお ける実施の形態 8の F E Cノードの動作 説明するための図であり、第 21図は、 この発明における実施の形態 9の FECノードの FE C処理部の構成を示すプロ ック図であり、 第 2 2図は、 この発明における実施の形態 1 0のネットワークの 構成を示す概念図であり、 第 2 3図は、 この発明における実施の形態 1 0の F E Cノード 1 2 aの構成を示すブロック図であり、 第 2 4図は、 この発明における 実施の形態 1 1の端末の構成を示すプロック図であり、 第 2 5図は、 この発明に おける実施の形態 1 2の端末の構成を示すプロック図であり、 第 2 6図は、 この 発明における実施の形態 1 3の端末の構成を示すブロック図であり、第 2 7図は、 この発明における実施の形態 1 4の F E Cノードの F E C処理部の構成を示すブ ロック図である。 . 発明を実施するための最良の形態
' 以下に、 本発明にかかるパケット転送装置、 パケット転送ネットワークシステ ム、 および、 端末装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 なお、 こ の実施の形態により本発明が限定されるものではない。
実施の形態 1 .
' 第 1図 第 4図を用いてこの発明の実施の形態 1を説明する。 第 1図は、 この 発明における実施の形態 1のバケツト転送装置が適用されるネットワークの構成 の一例を示す概念図である。 この発明における実施の形態 1のパケット転送装置 が適用されるネットワークは、 端末 1 1、 1 3と、 複数 (この場合は 3台) の F E Cの復号/符号化 (パケットの復元/冗長バケツトの生成)を行うバケツト転送装 置 (以下、 F E Cノードとする) 1 2 a, 1 2 b , 1 2 cと、 中間のネットワーク ' 1 4 a , 1 4 bとを備えている。 ' .
'まず、 端末 1 1 (以下、 送信端末 1 1とする) が端末 1 3 (以下、 受信端末 1 3とする) に対してパケットを送信する場合を例に挙げて、 この実施の形態 1の F E Cノードが適用されるネットワークの概要を説明する。
. 送信端末 1 1はパケットを転送する:^、 F E Cノード 1 2 aからのフィード バック情報 1 6 aに基づいて冗長度を決定して冗長バケツトを生成し、 生成した 冗長パケットをオリジナルパケットと共に送信する。 F E Cノード 1 2 a , 1 2 b, 12 cは、廃棄されたオリジナルバケツトを、 F EC処理によって復元して、 下流からのフィードパック情報 (FECノード 12 aの場合は FECノード 12' bからのフィードバック情報 16 bであり、 FECノード 12 bの場合は FEC ノード 12 cからのフィードパック情報 16 cであり、 FECノード 12 cの場 合は受信端末 13からのフィードパック情報 16 d ) に基づいて冗長度を決定し て冗長バケツトを生成し、 生成した冗長バケツトをオリジナルバケツトと共に送 信する。 すなわち、 FECノード 12 a〜l'2 c力 それぞれ廃棄されたオリジ ナルパケットを復元するとともに、 下流からのフィードパック情報 16 b〜 16 dに基づいて決定した冗長度で冗長バケツトを生成して、 オリジナルバケツトと 冗長パケットとを送信して、 最終的に受信端末 13にパケットを転送する。 受信 端末 13も、 廃棄されたオリジナルバケツトを FEC処理によって復元する。 なお、 ここでは送信端末 11および受信端末 13でも F E C処理を行なう場合 の例を示した 、 送信端末 11および受信端末 13は、-通常の転送のみ行いェッ ジの FECノード 12 aと FECノード 12 cの間のみの F E C処理を行うよう にしても'よい。 , '
つぎに、 第 1図に示したこの実施の形態 1の FECノード 12 a〜l 2 cにつ いて説明する。 FECノード 12 a〜l 2 cは、 全て同じ機能を備えている。 第 2図に示した FECノ ド 12 aの構成を示すブロック図を参照して、 FECノ ードの機能を説明する。 なお、 F ECノード 12 aは、 パケット送受信に関する 一般的な機能を実現する処理部を複数備えているが、 第 2図においては、 FEC ノード 12 aのこの発明にかかる F E Cの復号/符号化を行 う前方誤り訂正処 理 (以下、 F EC処理とする) に関する F EC処理部 21の構成部分のみを記載 している。
F E C処理部 21は、 F E Cのシンドローム計算を行なうシンドローム処理部 22、 廃棄されたパケットの復元を行なう復元処理部 23、 シンドローム処理部 22と復元処理部 23と冗長度適応処理部 26とから入力される情報に基づいて 新たな冗長バケツトを生成する冗長バケツト生成処理部 24、 シンドローム計算 の途中結果を蓄積するシンドロームメモリ 25、 下流の FECノード 12 b力、ら のフィードパック情報 16 bに基づいて送信時の冗長度を決定して、 シンドロー ム処理部 22と冗長バケツト生成処理部 2 に決定した冗長度を通知するととも に、 シンドローム処理部 22からのパケット廃棄率などの情報を上流のノード ( FECノード 12 aの^^は送信端末 11が上流ノードであり、 FECノード 1 2 bの場合は F E Cノード 12 aが上流ノ一ドであり、 FECノード 12 cの場 •合は F E Cノード 12 bが上流ノードである)に.通知する冗長度適応処理部 26、 パケットフローの識別を行なうフロー織別部 27、 および受信したオリジナルパ ケットと、 復元されたォリジナルパケットと、 冗長パケットとの 3種類のパケッ トから 1つのバケツトを選択して、 選択したパケットを順次送信するセレクタ 2 8を備えている。 ,
つぎに、 この発明における実施の形態 1の FECノードの FEC処理部 21の 動作を、 FECノード 12 aを例に挙げて説明する。 下流の FECノード 12 b からのフィードパック情報 16 bを受信すると、 冗長度適応処理部 26は、 フィ 一ドパック情報.16 に基づいて冗長度を決定する (ステップ S 100) 。 冗長 度適応処理部 26は決定した冗長度をシンドローム処理部 22と冗長パケット生 成処理部 24とに通知十る。
パケットを受信すると、 フロ一識別部 27は、 受信したパケットが F E Cのフ ローのパケットである力否かを判定する (ステップ S 101) 。 受信したパケッ トが F ECのフローのバケツトではない場合は、 受信したパケットをセレクタ 2 8を介して F ECに関する処理を行わずに送信する。
受信したパケットが F E Cのフローのパケットの場合、 フ口一識別部 27は、 シンドロームメモリ 25にアクセスし、 アクセスを受けたシンドロームメモリ 2 5は、 保持しているシンドローム計算の途中結果をシンドローム処理部 22に出 力する (ステップ S 102) 。
シンドローム処理 ¾522は、 シンドロームメモリ 25からのシンドローム計算 の途中結果、 および受信パケットからシンドロームを計算して、 計算結果をシン ドロームメモリ 25に保持させる (ステップ S 103, S 104) 。
シンドローム処理部 22は、 受信したバケツトのシーケンス番号をフロー毎に 記憶する (ステップ S 105) 。
フ口一識別部 27が受信したパケットが FECのフロ一のパケットである力否 かを判定して、 FECのフローのパケットの場合にはシンドローム処理部 22が シンドロームを計算する動作を最終バケツトが受信されるまで繰り返す (ステツ プ S 101〜S 106) 。 '
最終パケットを受信してシンドローム計算が終了すると、 シンドローム処理部 22は、 記憶したパケットのシーケンス番号から抜けているシーケンス番号、 す なわち廃棄されたパケットのシーケンス番号を抽出する (ステップ S 107) 。 シンドローム処理部 22は、 シンドローム計算値と廃棄されたバケツトのシーケ ンス番号とを復元処理部 23と冗長バケツト生成処理部 24とに出力するととも に、 パケット廃棄率を算出して冗長度適応処理部 26に出力する。
復元処理部 23は、 シンドローム計算値と廃棄されたバケツトのシーケンス番 号とに基づいて、 廃棄されたオリジナルバケツトを復元する (ステップ S 108 ) .。 復元処理部 23は、 復元したォリジナルパケットを冗長パケット生成処理部 24とセレクタ 28とに出力する。
冗長パケット生成処理部 24は、 シンドローム計算値、 廃棄されたシーケンス 番号、 および復元されたオリジナルパケットに基づいて、 冗長パケットを生成す る (ステップ S 109) 。 冗長バケツト生成処理部 24は、 生成した冗長パケッ トをセレクタ 28に出力する。
セレクタ 28は、 入力されたパケットが受信したオリジナルパケット (廃棄さ れなかつたォリジナルパケット) であるのか、 復元処理部 23によつて復元され たォリジナノレパケットであるのか、 冗長パケット生成処理部 24によつて生成さ れた冗長パケッ トであるのかを識別して、 受信したォリジナノレパケッ ト、 復元し たオリジナルバケツト、 冗長バケツトの順に送信する。
廃棄されたパケット廃棄率が入力されると、 冗長度適応処理部 26は、 シンド ローム処理部 22から入力されたパケット廃棄率に基づいてフィードバック情報 16 aを生成して、 生成したフィードバック情報 16 aを下流 (この場合は送信 端末 11) に送信する (ステップ S 1 10) 。
つぎに、 窠 4図を参照して、 具体的なパケットの復元、 冗長度変更の例を説明 する。 第 4囪においては、 FECノード 12 aに 4個のオリジナルパケット 0# 1〜0#4と、 2個の冗長パケット R# 1, R# 2が入力されるべきところ、 ォ リ'ジナルバケツト〇 # 3が廃棄されて、 3個のオリジナルパケット O # 1, O # 2, 0#4と、 2個の冗長パケット R# 1, R# 2とが入力されている。 すなわ ち、 £0ノード12 &は、 シーケンス番号 3のオリジナルパケット 0# 3が廃 棄ざれた符号化プロック (受信した同一フローのパケットであり、 ここでは 5個 のバケツト) を受信する。
シーケンス番号 1, 2, 4のオリジナルパケット 0# 1, 0# 2, 0#4は、 シンドローム処理部 22によってシンドローム計算が行われた後、 すぐにセレク タ 28を介して所望のポートから F ECノード 12 bに送信される。
最^パケットである冗長パケット R # 2を受信した後、 復元処理部 23によつ て復元されたシーケンス番号 3のオリジナルバケツト O#3は、 セレクタ 28を 介して所望のポートから F ECノード 12 bに送信される。 続いて冗長パケット 生成処理部 24によって生成された新たな冗長バケツト R # 1, 〜R # 3, 力 セレクタ 28を介して所望のポートから F ECノード 12 bに送信される。なお、 オリジナルパケットの順番が入れ替わってしまう力 最終的に受信端末 13力 ォリジナルパケッ の復元と同時にォリジナルパケットの並べ替えも行なうこと で、 中間でのバケツトの順序逆転を補正すればよい。
このようにこの実施の形態 1では、 送信端末 11と受信端末 13とでフィード ' バック情報を通知するのではなく、 送信端末 11と受信端末 13との間に配置さ れる FECノード 12 a〜l 2 cが自ノードのフィードパック情報を上流のノー ドに通知するとともに、 自ノードの下流のノ一ドから通知されたフィ一ドパック 情報に基づいて冗長度を決定するとともに、 FECノード 12 a〜12 cがそれ ぞれに廃棄されたオリジナルバケツトを復元するようにしているので、 WANな どの遅延時間が長いネットワークにおいても、 最適な冗長度で高信頼なバケツト 転送を行うことができる。
また、 単に端末に実装されている F E C機能を中間のノードに適用し 場合、 パケットを復元す ¾ために、符号化プロックのパケット(たとえば、第 3図のオリ ジナルパケット 0 # 1 , 0 # 2, 0 # 4, R # l, R # 2 ) を全て蓄積しなけれ ばならないため、 パケットの復元処 Sに多くのメモリ容量を必要とし、 メモリの 制限によって、 多くのフローを扱うことは困難であった。 しかしながら、'この発 明における実施の形態 1では、 シンドロームメモリには冗長パケットの数 (シン ドローム計算の途中結果)のみ蓄積するようにしているので、少ないメモリで廃棄 されたオリジナルバケツトを復元することができ、 単に端末に実装されている F E C機能を適用する場合と比較して、 同じメモリ容量で、 より多くのフローを扱 う事ができる。 ,
実施の形態 2.
第 5図〜第 8図を用いてこの発明における実施の形態 2を説明する。 実施の形 態 1では、 冗長度に合わせるように符号化自身 (冗長パケット) を変更したが、 この実施の形態 2では符号化(冗長パケット)は同一で、バケツトの廃棄または、 復元によって冗長度を変更するものである。 '
この発明における実施の形態 2のパケット転送が適用されるネットワークは、 第 1図に示した実施の形態 1のバケツト転送装置が適用されるネットワークと同 様となるので、 ここではその説明を省略する。
第 5図は、 この発明における実施の形態 2の F E Cノード 1 2 a〜l 2 cが備 える F E C処理部 2 1 aの構成を示すブロック図である。 第 5図に示したこの発 明における実施の形態 2の F E C処理部 2 1 aは、 第 2図に示した実施の形態 1 の F E C処理部 2 1の冗長度適応処理部 2 6の代わりに冗長度適応処理部 2 6 a を備え、冗長バケツト生成処理部 2 4の代わりに冗長度調整部 2 9を備えている。 第 2図に示した実施の形態 1の F E C処理部 2 1と同じ機能を持つ構成部分には 同一符号を付し、 重複する説明を省略する。
冗長度適応処理部 2 6 aは、 下流からのブイ一ドバック情報に基づいて送信時 の冗長度を決定して、 決定した冗長度をシンドローム処理部 2 2に通知するとと もに、 シンドローム処理部 2 2からのバケツト廃棄率などの情報をフィードバッ ク情報として上流に送信する機能に加えて、 受信した符号化プロックの冗長度 ( 符号ィ匕の冗長度から廃棄されたパケット数を弓 iいた値) と下流から要求されてい る冗長度とに基づいて、 復元処理部 2 3に対して処理要求を出力するの力 >、 冗長 度調整部 2 9に対して処理要求を出力するのかを決定する。
第 6図は、 受信した符号化ブロックの冗長度と要求されている冗長度とに基づ いた復元処理部 2 3および冗長度調整部 2 9への処理要求の関係を示している。 第 6図に示すように、 受信できた符号ィヒブロックの冗長度 R iが下流から要求さ れている冗長度 R oよりも大きい場合、 すなわち、 下流で要求されているパケッ ト数よりも受信できたバケツト数が多い場合には冗長度力過剰であり、 廃棄され たオリジナルパケットを復元する必要はなく、 さらに要求された冗長度 R oに合 'わせてバケツトを廃棄する必要がある。 そのため、 冗長度適応処理部 2 6 aは、 復元処理部 2 3に対しての処理要求は出力せずに、 冗長度調整部 2 9に対して送 信するパケットの数が要求された冗長度 R oとなるようにバケツトを廃棄する処 理要求を出力する。
受信できた符号化プロックの冗長度 R iと要求された冗長度 R oとが等しい場 合、 すなわち、 下流で要求されているバケツト数と受信できたバケツト数が等し い場合には、 オリジナルバケツトを復元する必要も、 バケツトを廃棄する必要も なく、 受信したパケットをそのまま送信すればよい。 そのため、 冗長度適応処理 部 2 6 aは、 復元処理部 2 3および冗長度調整部 2 9に対して処理要求を出力し ない。
受信できた符号化ブロックの冗長度 R iが下流から要求されている冗長度 R o よりも小さい場合、 すなわち、 下流で要求されているパケット数よりも受信でき たバケツト数が少ない場合には冗長度が足りないため、 廃棄されたオリジナルパ ケットを復元する必要がある。 そのため、 冗長度適応処理部 26 aは、 復元処理 部 23に対して送信するパケットの数が要求された冗長度 R oとなるように廃棄 されたオリジナノレパケットを復元する処理要求を出力する。
つぎに、 第 7図および第 8図のフローチャートを参照して、 この発明における 実施の形態 2の FECノードの FEC処理部 21 aの動作を、 FECノード 12 aを例に挙げて説明する。 '
下流の FECノード 12 bからのフィードパック情報 16 bを受信すると、 冗 長度適応処理部 26 aは、 フィードパック情報 16 に基づいて冗長度を決定す る (第 7図のステップ S 200) 。 冗長度適応処理部 26 aは決定した冗長度を シンドローム処理部 22に通知する。
' パケットを受信すると、 フロ一識別部 27は、 受信したパケットが F E Cのフ ローのパケットである力否かを判定する (第 7図のステップ S 201) 。 受信し たバケツトが F ECのフローのバケツトではない場合は、 受信したバケツトをセ レグタ 28を介して F ECに関する処理を行わずに送信する。
受信したパケットが FECのフローのパケットの場合、 フロー識別部 27は、 シンドロームメモリ 25にアクセスし、 アクセスを受けたシンドロームメモリ 2 5は、 保持しているシンドローム計算の途中結果をシンドローム処理部 22に出 力する (第 7図のステップ S 202)。
シンドローム処理部 22は、 シンドロームメモリ 25からのシンドローム計算 の途中結果、 および受信パケットからシンドロームを計算して、 計算結果をシン ドロームメモリ 25に保持させる (第 7図のステップ S 203, S 204) 。 シンドローム処理部 22は、 受信したバケツトのシーケンス番号をフロー毎に 記憶する (第 7図のステップ S 205)。
フロー識別部 27が受信したバケツトが F ECのフローのバケツトであるか否 かを判定して、 FECのフローのパケットの場合にはシンドローム処理部 22が シンドロームを計算する動作を最終バケツトが受信されるまで線り返す (第 7図 のステップ S 201〜S 206)。 最終パケットを受信して、 シンドローム計算が終了すると、 シンドローム処理 部 2 2は、 言 3憶したパケットのシーケンス番号から抜けているシーケンス番号、 すなわち廃棄されたバケツトのシーケンス番号を抽出する (第 7図のステップ S 2 0 7 ) 。 シンドローム処理部 2 2は、 シンドローム計算値と廃棄されたパケッ トのシーケンス番号とを復元処理部 2 3に出力するとともに、,パケット廃棄率を 算出して冗長度適応処理部 2 6 aに出力する。 .
冗長度適応処理部 2 6 aは、 符号化の冗長度から廃棄されたバケツトの数を減 算した受信できた符号化ブロックの冗長度 R iと下流から要求されている冗長度 oとを比較する。 受信できた符号化プロックの冗長度 R iが下流から要求され ている冗長度 R oよりも大きい^ (第 8図のステップ S 2 0 8 , Y e s )には、 冗長度適応処理部 2 6 aは、 送信するバケツトの数を要求された冗長度 R oに合 わせるように廃棄するパケットの数を含む処理要求を冗長度調整部 2 9に出力す る。 冗長度調整部 2 9は、 処理要求に含まれる数のパケットを廃棄する (ステツ プ S 2 0 9 ) 。
受信できた符号化プロックの冗長度 R iが要求されている冗長度 R。よりも小 さい (第 8図のステップ S 2 1 0 , Y e s ) には、'冗長度適応処理部 2 6 a は、 送信するバケツトの数を要求された冗長度 R oに合わせるように復元するォ リジナルバケツトの数を含む処理要求を復元処理部 2 3に出力する。 復元処理部 2 3は、 シンドローム計算値と廃棄されたパケットのシーケンス番号とに基づレヽ て処理要求に含まれる数のオリジナルパケットを復元する (第 8図のステップ S 2 1 1 )
廃棄されたパケットの数が入力されると、 冗長度適応処理部 2 6 aは、 シンド ローム処理部 2 2から入力されたバケツト廃棄率に基づいてフィードパック情報 1 6 aを生成して、 生成したフィードパック情報 1 6 aを下流 (この場合は送信 端末 1 1 ) に送信する (第 8図のステップ S 2 1 2 ) 。
このようにこの実施の形態 2では、新たに冗長バケツトを生成するのではなく、 受信した符号化プロックの冗長度 R iと要求されている冗長度 R oに基づいて、 廃棄されたォリジナルパケットの復元、 またはパケットを廃棄して、 送信するパ ケットの数を調整するようにしているので、 必要最低限のオリジナルパケットの 復元処理を行うだけで、 WANなどの遅延時間が長いネットワークにおいても、 最適な冗長度で高信頼なバケツト転送を行うことができる。
実施の形態 3 .
第 9図および第 1 0図を用いて、 この発明における実施の形,態 3を説明する。 この実施の形態 3では、 冗長バケツトを初めに生成する F E Cノードの冗長パケ ット生成処理部について説明する。
第 9図は、 第 2図に示した冗長バケツト生成処理部 2 4の構成を示すプロック 図である。 冗長パケット生成処理部 2 4は、 冗長度適応処理部 2 6が下流からの フィードパック情報に基づいて求めた送信時の冗長度に基づいて冗長バケツトを 生成するための符号化器 2 4 1と、 オリジナノレバケツトの受信間隔を測定して、 予め設定された閾値以上になった場合、 符号化器に対して符号化終了を通知する タイマ 2 4 2とを備えている。
つぎに、 第.1 0図のフローチャートを参照して、 下流からのフィードバック情 報に基づいて、. k ( 1く k, kは自然数) 個のオリジナルパケットから n ( k < n, nは自然数) 一 k個の冗長パケットを生成して、 n個のパケットを生成する 場合を例に挙げて、 この実施の形態 3の冗長パケット生成処理手段の動作を説明 する。
オリジナルパケットを受信すると、 符号化器 2 4 1は、 冗長パケットの生成の ための符号化処理を行なう(ステップ S 3 0 0, S 3 0 1 ) 0 符号化器 2 4 1は、 符号ィ匕処理を行った後に、 オリジナルパケットをセレクタ 2 8に出力する (ステ ップ S 3 0 2 ) 。
符号化器 2 4 1は、 オリジナルパケットをセレクタ 2 8に出力する毎に、 出力 したォリジナルパケットの数を力ゥントして、 出力したォリジナルパケットが符 号ィ匕を開始してから k番目のオリジナルパケットかどう力判断する (ステップ S 3 0 3 ) 。 出力したォリジナルパケットが k番目のオリジナルパケットではない 場合、 符号化器 2 4 1は、 タイマ 2 4 2をリセットして (ステップ S 3 0 5 ) 、 タイマ 2 4 2の受信間隔の測定を再スタートさせ、 つぎに受信したオリジナルパ ケットによって符号化処理を行った後にオリジナルパケットを出力する動作を、 k番目のバケツトを出力するまで繰り返す (ステップ S 3 0 0〜S 3 0 4) 。 出力したォリジナルパケットが符号ィヒを開始してから k番目のオリジナルパケ ットである場合、 符号化器 2 4 1は、 タイマ 2 4 2を停止した後に、 最初のオリ ジナノレパケット力 ら k番目のオリジナルパケットによつて符号化処理した結果に 基づいて冗長パケットを生成して (ステップ S 3 0 5 ) 、 生成した冗長パケット をセレクタ 2 8に出力する。
一方、 オリジナノレパケットの受信がなく、 タイマ 2 4 2からタイムアウトの通 知があった^^、 すなわち、 タイマ 2 4 2力 S測定している受信間隔が閾値を超え てもオリジナルパケットを受信しなかった場合 (ステップ S 3 0 6 ) 、 符号化器 2 4 1は、 タイムァゥトの通知を受ける前までに受信したオリジナルバケツトに よって符号化処理した結果に基づいて冗長バケツトを生成して (ステップ S 3 0 5 ) 、 生成した冗長パケットをセレクタ 2 8に出力する。
このようにこの実施の形態 3では、 最初に冗長パケットを生成する場合、 冗長 パケット生成処理部 2 4に、 タイマ 2 4 2を備えてオリジナルバケツトの受信間 隔を測定して、 閾値以上の時間が経過した場合には、 それまでに受信したオリジ ナルバケットによって符号化処理された結果に基づいて冗長バケツトを生成する ようにしているので、 たとえば、 送信する情報量 (オリジナルパケット数) がわ からない場合でも、 冗長バケツトを生成することができる。
なお、この実施の形態 3では受信したオリジナルパケットが k個未満の場合も、 冗長パケット n— k個送信する方法を示したが、 フィードパック情報によって要 求された冗長度にあわせて、 n— k個からいくつかの冗長パケットを廃棄して出 力するようにしてもよい。
実施の形態 4 .
第 1 1図〜第 1 3図を用いて、 この発明における実施の形態 4を説明する。 実 施の形態 3では、 一番初めに符号化を行なう F E Cノードの冗長パケット生成処 理部 24に関して説明したが、 この実施の形態 4では中間の FECノード、 すな わち冗長バケツトを受信する FECノードにおいて、 最終バケツトを含むバケツ トが廃棄された^について説明する。
この発明における実施の形態 4の F ECノードは、 第 2図に示した実施の形態 1のシンドローム処理部 22を、 第 11図に示すような構成とする。 この発明に おける実施の形態 4の FECノードのシンドローム処理部 22は、 受信したパケ ットからシンドロームを計算するシンドローム計算部 221と、 バケツトの受信 間隔を測定して、 測定した受信間隔が予め設定された閾値以上になった場合、 シ ンドローム計算部 221に対してシンドローム計算終了を通知するタイマ 222 とを備えている。
第 12図のフローチャートおよび第 13図を参照して、 こ'の発明における実施 の形態 4の F E Cノードのシンドローム処理部 22の動作を説明する。 パケット を受信すると、 シンドローム計算部 221は、 タイマ 222をリセットして、 タ イマ 222の受信間隔の測定を再スタートさせる (ステップ S 4' 00, S 401
) o '
シンドロームメモリ 25に保持されているシンドローム計算の途中結果、 およ ぴ受信したパケットからシンドロームを計算して、 計算結果をシンドロームメモ リ 25に保持させる (ステップ S 402, S 403) 。
シンドローム計算部 221は、 受信したバケツトのシーケンス番号をフロー毎 に記憶する (ステップ S 404)。
シンドローム計算部 221は、 バケツトを受信するとタイマ 222をリセット して、 シンドロームを計算する動作を最終パケットが受信されるまで繰り返す ( ステップ S 400〜S405) 。
最終パケットを受信した場合、 シンドローム計算部 221は、 タイマ 222を 停止した後に、 記憶したシーケンス番号から抜けているシーケンス番号、 すなわ ち廃棄されたパケットのシーケンス番号を検索して、 廃棄されたバケツトのシ一 ケンス番号を抽出する (ステップ S 4 0 6 ) 。
一方、 パケットの受信がなく、 タイマ 2 2 2からのタイムアウトの通知があつ た場合、 すなわち、 タイマ 2 2 2が測定している受信間隔が閾値を超えてもパケ ットを受信しなかった場合 (ステップ S 4 0 7 ) 、 記憶したシーケンス番号から 抜けているシーケンス番号、 すなわち廃棄されたパケットのシーケンス番号を検 索して、廃棄されたバケツトのシーケンス番号を抽出する(ステップ S 4 0 6 )。 復元処理部 2 3は抽出されたシーケンス番号のオリジナルバケツトを復元して. 冗長パケット生成処理部 2 4は、 受信したォリジナルパケットと復元されたォリ ジナルバケツトに碁づ て冗長パケットを生成する。
第 1 3図を参照して、 タイマ 2 2 2の測定時間と受信バケツトの関係を説明す ■ る。 第 1 3図に示すように、 送信端末 1 1から符号化プロックとして 4個のオリ ジナルバケツト O # 1〜0 # 4と、 3個の冗長バケツト R # 1〜R # 3が送信さ れたが、 途中でォリジナルパケット O # 4と、 冗長パケット R # 2, R # 3とが 廃棄されたとする。 すなわち、 最終パケットである冗長パケット R # 3が廃棄さ れたとする。
タイマ 2 2 2は、 オリジナルパケット O # 3を受信した時にリセットされて、 受信間隔の測定を再スタートしている。 オリジナルバケツト 0 # 4が廃棄されて いる力 つぎに冗長パケット R # 1を受信するので、 タイマ 2 2 2は、 冗長パケ ット R # 1を受信した時にリセットされて、 受信間隔の測定を再スタートする。 しかし、 冗長パケット R # 1のつぎに受信されるべき冗長パケット R # 2, R # 3がともに廃棄されているので、 冗長パケット R # 1のあとにパケットは受信さ れない。 そのため、 タイマ 2 2 2の受信間隔が閾値を超えて、 タイムアウトの通 知がシンドローム計算部 2 2 1に出力される。 これにより、 最終パケットである R # 3が受信できない場合でも、 シンドローム計算部 2 2 iは、 受信間隔によつ てシンドロームの計算を終了することができる。
このようにこの実施の形態 4では、 シンドローム処理部 2 2にタイマ 2 2 2を 備えて、 パケットの受信間隔を測定して、 測定したパケットの受信間隔が閾値以 , 上の時間が経過した場合には、 後続のパケットが廃棄されたと判断して、 それま でに受信したバケツトによるシンドローム計算値によってバケツトの復元および 冗長パケットを生成するようにしているので、 最終パケットが廃棄された場合で ' も、 廃棄されたオリジナルパケットの復元処理および再符号化を行うことができ る。 ' 実施の形態 5.
第 14図〜第 16図を用いてこの発明の実施の形態 5を説明する。第 14図は、 第 2図に示した実施の形態 1の FECノードの FE C処理部 21における受信パ ケットと送信パケットのタイミングを示している。第 14図においては、受信は( 1 0, 6) (オリジナルパケットが 0# 1〜0# 6の 6個、 冗長パケットが R# 1 〜 R # 4の 4個)の符号化が行なわれ、ォリジナノレパケット〇 # 4と、冗長パケッ ト R# 2, : R# 3が廃棄された状態で F ECノードに入力され、 (9, 6)で再符 号ィ匕して送信する場合のタイミングを示している。
実施の形態 1の F E C処理部 2 1は、 上述したように、 シンドローム計算を行 ないながらバケツトの受信、' 送信を行なって、 廃棄されていない全バケツトの受 信した後に、 廃棄されたオリジナルパケットの復元を行っている。 すなわち、 第. 14図に示したように、 最初バケツトであるオリジナルバケット〇 # 1を受信し てから、 最終パケットである冗長パケット R# 4を受信するまでの間、 シンドロ ーム処理部 22は、 オリジナルパケット 0# 1〜0# 3, 0# 5, 0# 6と冗長 パケット R# l, R# 4を受信するごとに、 シンドローム計算を行っている。 そ して、 冗長パケット R# 4のシンドローム計算が終了してから、 復元処理部 23 によつて廃棄されたォリジナルパケット O # 4を復元し、 オリジナルパケット O # 4を復元した後に、 冗長パケット生成処理部 24によつて冗長パケット R # 1 ' 〜R# 3, が生成される。 そのため、 受信した最後のオリジナルパケット 0# 6を送信してから、 復元されたオリジナノレパケット 0# 4が送信されるまでに時 間がかかるという問 があつた。
この実施の形態 5では、 このような問題を改善するために、 廃棄されたオリジ ナルパケットを ft元するために必要な数のバケツトを受信すると、 廃棄されたォ リジナルバケットの復元を開始して、 最後に受信したオリジナルバケツトを送信 してから復元したオリジナルバケツトを送信するまでの時間を短縮するものであ る。 '
第 1 5図は、 この発明における実施の形態 5の F E Cノード 1 2 a〜l 2 cが 備える F E C処理部 2 1 bの構成を示すプロック図である。 この発明における実 施の形態 5の F E C処理部 2 1 bは、 第 2図に示した実施の形態 1の F E C処理 '部 2 1に符号化プロック(フロー)毎に受信したバケット数の力ゥントを行なう受 , 信パケットカウンタ 3 0が追加されている。 第 2図に示した実施の形態 1の F E C処理部 2 1と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、 重複する説明を省 略する。
つぎに、 第 1 6図を参照して、 この発明における実施の形態 5の F E C 理部 2 1 bの動作を説明する。 なお、 実施の形態 1の F E C処理部 2 1のシンドロー ム処理部 2 2力 最終パケットを受信してシンドローム計算が終了すると、 記憶 したシーケンス番号から廃棄されたパケットのシーケンス番号を抽出して、 抽出 した廃棄されたバケツトの'シーケンス番号とシンドローム計算値とを復元処理部 2 3および冗長バケツト生成処理部 2 4に出力する(第 3図のステップ S 1 0 6 , S 1 0 7参照) のに対して、 F E C処理部 2 1 bは、 受信パケッ 1、カウンタ 3 0 が符号ィ匕プロック毎に受信したバケツト数をカウントして、 カウント値が廃棄さ れたオリジナルパケットが復元可能なバケツト数の値になると、 復元処理の開始 をシンドローム処理部 2 2に通知し、 通知を受けたシンドローム処理部 2 2が通 知を受けた直前までに記憶したシーケンス番号から廃棄されたパケットのシーケ ンス番号を抽出して、 抽出した廃棄されたパケットのシーケンス番号とシンドロ ーム計算値とを復元処理部 2 3および冗長バケツト生成処理部 2 4に出力するも のであり、 その他の動作は第 3図のフローチャートに示した F E C処理と同じで あるので、 ここでは^細な説明を省略する。
第 1 6図において、 最初の受信バケツトであるオリジナノレパケット 0 # 1を受 信すると、受信バケツトカウンタ 3 0は受信したパケット数のカウントを開始し、 シンドローム処理部 2 2はシンドローム計算を開始する。 . .
オリジナルパケット 0 # 2 , 0 # 3, 0 # 5 , 0 # 6の順にパケットが受信さ れ、 シンドローム処理部 2 2は、 オリジナルパケット 0 # 2 , 0 # 3, 0 # 5 , 0 # 6を受信するたぴにシンドローム計算を行う。
冗長パケット R # 1を受信すると、 受信パケットカウンタ 3 0のカウント値が 「6」 となって、 廃棄されたオリジナルパケットの復元ができる最低限のバケツ ト数となると、 受信パケットカウンタ 3 0は、 復元処理の開始をシンドローム処 理部 2 2に通知する。 復元処理の開始の通知を受けると、 シンドローム処理部 2 2は、 直前までに記憶したシーケンス番号から廃棄されたパケットのシーケンス , 番号を抽出して、 抽出した廃棄されたパケットのシーケンス番号とシンドローム 計算値とを復元処理部 2 3および冗長バケツト生成処理部 2 4に出力する。 これ により、 第 1 6図に示すように、 冗長パケット R # 1を受信した後から、 復元処 理部 2 3は、 廃棄されたオリジナルパケット (この場合は、 オリジナルパケット 0 # 4 ) の復元処理を開始する。
このようにこの実施の形態 5では、 受信パケットカウンタ 3 0がフロ一の受信 バケツト数をカウントして、 廃棄されたオリジナルパケットの復元かできる最低 ' 限のパケット数'を受信するとシンドローム処理部 2 2に復元処理の開始を要求し て、 復元処理を開始するようにしているので、 最終パケットを受信した後に復元 処理を開始する^と比較して、 受信したオリジナルパケットを送信してから復 元したォリジナルパケットを送信するまでの時間を短縮することができる。
また、 受信パケットカウンタ 3 0がフローの受信バケツト数をカウントして、 廃棄されたオリジナルパケットの復元かできる最低限のバケツト数を受信すると シンドローム処理部 2 2に復元処理の開始を要求して、 復元処理を開始するよう にしているので、 符号ィ匕プロック(フロー)がシンドロームメモリ 2 5を使用する '時間を短くすることができ、 シンドロームメモリ 2 5を効率的に使用することが できる。 しかしながら、 オリジナルバケツトの復元処理は基本的に連立一次方程式を解 くことであり、 連立一次方程式は未知数の個数 nに対し計算量のオーダ力0 (n3) なため、 未知数の個数により大幅に計算量が異なる。 そのため、 パケットの送信 間隔と F E C処理手段の処理能力の関係によってはかえつて、 復元時間が長くな る場合がある。 そのような ^は、 計算中に、 新たにパケットを受信すると、 そ のバケツトの内容を反映し、 未知数を減らす事で時間が増カ卩しないようにすれば よい。
実施の形態 6 .
第 1 7図および第 1 8図を用いてこの発明における実施の形態 6を説明する。 この実施の形態 6は、 シンドロームメモリにすでに必要なデータが保持されてお り、 オリジナノレバケツトの復元処理や冗長バケツト生成処理などを実行すること ができない場合に、 余分な処理を行わずに F E Cノードの処理負荷を軽減するも のである。
第 1 7図は、 この発明における実施の形態 6の F E Cノードが有する F E C処 理部 2 1 cの構成を示すブロック図である。 この発明における実施の形態 6の F E Cノード 2 1 cは、 第 2図に示した実施の形態 1の F E C処理部 2 1のフロー 識別部 2 7の代わりにフロ一識別部 2 7 aを備え、 セレクタ 2 8の代わりにセレ クタ 2 8 aを備えている。 第 2図に示した実施の形態 1の F E C処理部 2 1と同 じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、 重複する説明は省略する。
フロ一識別部, 2 7 aは、 実施の形態 1のフロ一識別部 2 7に加えて、 シンド口 ームメモリ 2 5の使用状態を監視して、 シンドロ ムメモリ 2 5に復元処理部 2 3におけるオリジナルバケツトの復元処理や、 冗長パケット生成処理部 2 4にお ける冗長パケット生成処理などが実行できるだけの未使用領域があるかどうかを 判断し、 復元処理および冗長バケツトの生成処理が実行可能である力否かを判定 する ¾能をさらに備えている。 フロー識別部 2 7は、 復元処理または冗長バケツ ト処理が行われたか否かを処理判定情報としてフロー毎に保持する。
セレクタ 2 8 aは、 フロ一識別部 2 7に記憶されている処理判定情報に基づい て、 受信したオリジナルパケット、 復元されたオリジナルパケット、 または冗長 バケツトを選択して出力する。 '
つぎに、 第 1 8図のフローチャートを参照して、 この実施の形態 6の F E C処 理部 2 1 cの動作を説明する。 なお、 シンドロームメモリ 2 5に使用可能な領域 がある場合には、 シンドローム計算処理、 復元処理、 および冗長パケット生成処 理を行う動作については、 第 3図に示したフローチヤ一トの F E C処理と同様の 動作であるので、 ここではその説明を省略する。
フロー識別部 2 7 aは、 シン.ドロームメモリ 2 5の使用状況を監視して、 復元 処理およぴ冗長パケット生成処理が行われたカゝ否かを示す処理判定情報を受信し ' たフロー毎に保持する。
パケットを送信する時に、 セレクタ 2 8 aは、 処理識別情報に基づレ、てシンド : ロームメモリに空きがなく (未使用領域が不足して) 復元処理または冗長バケツ ト生成処理が実行されなかったフロ一のパケットである力否力ヰ IJ断する(ステッ ' プ S 5 0 0 )。送信するパケットが、復元処理または冗長バケツト生成処理が実行 さ なかったフローのバケツトである:^、セレクタ 2 8 aは、 受信したノケッ トをそのまま送信する(ステップ S 5 0 1 )。
送信するパケットが、 復元処理および冗長バケツト生成処理が実行されたフロ 一のパケットである場合、 セレクタ 2 8 aは、 受信したバケツトがオリジナノレパ ' :i 'ケットかどう力判断する (ステップ S 5 0 2 ) 。 受信したパケットがオリジナル バケツトの^、セレクタ 2 8 aは、受信したバケツトをそのまま送信する(ステ ップ S 5 0 1 ) 。
受信したバケツトが無い場合、 または受信したバケツトがオリジナルバケツト では無い場合、 セレクタ 2 8 aは、 復元処理部 2 3に送信可能なパケット (復元 されたオリジナルバケツト) がある力否かを判断する (ステップ S 5 0 3 ) 。 復 元処理部 2 3に送信可能なパケットがある場合、 セレクタ 2 8 aは、 復元処理部 2 3の送信可能なバケツトをそのバケツトを纖する(ステップ S 5 0 4 )。 復元処理部 2 3に送信可能なパケットが無い場合、 セレクタ 2 8 aは、 冗長パ ケット生成処理部 24の送信可能なパケット (冗長パケット) を送信する (ステ ップ S 505) 。
このようにこの実施の形態 6では、 シンドロームメモリ 25の未使用領域カ少 ないために、 復元処理または冗長バケツト生成処理が実行できなかったフローの パケットに対しては、 上流の FECノードから受信したパケットをそのまま下流 の F ECノードに送信するようにしているので、 自ノードで廃棄されたオリジナ ルパケットの復元処理を行うことができな!/、場合でも、 下流の F E Cノードにお いて復元処理を行うことができる。 すなわち、 ネットワーク全体で分散して廃棄 されたオリジナノレバケツトの復元処理を行うことができるので、 多くのフローを 扱うことができる。
実施の形態 7.
第 19図を用いて、 この発明の実施の形態 7を説明する。 まず、 この発明にお ける実施の形態 7の FECノードの動作を説明する。 第 19図は、 この発明にお ける実施の形態 7の F ECノード 12 aの受信バケツトと送信バケツトの関係を 示す図である。 第 19図においては、 受信は (6, 5) (オリジナノレパケットが 〇 # 1〜0 # 5の 5個、冗長バケツトが R # 1の 1個)の符号ィ匕が行なわれ、オリ ジナルパケット 0#2, 0#4の 2個のパケットが廃棄された状態で F E Cノー ド 12 aに入力されている。 この場合、 冗長バケツトの個数より多くのパケット が廃棄されているため、 £0ノード12 &は、 廃棄されたオリジナルパケット 0 #2, 0# 4を復元することができない。 FECノード 12 aは、 受信パケッ トに復元不可能な数の廃棄があつたと判明した時 (この は、 オリジナルパケ ット 0# 5を受信して、 オリジナルパケット 0# 2, 0# 4の 2個のパケットが 廃棄されたと判明した時) に、 シンドローム処理を中止するとともに、 オリジナ ルパケット〇#1, 0#3, 0# 5のみを転送して、 冗長パケット R# lを廃棄 する。 ·
FECノード 12 a力 第 2図に示した F EC処理部 21を有している場合に は、 フロー識別部 27に廃棄されたパケットの数をカウントして、 カウント値が 自ノードの冗長度から決定する廃棄可能なバケツト数を超えた場合には、 処理停 止通知をシンドローム処理部 2 2に出力するとともに、 受信したパケットのうち オリジナルバケツトのみを送信して、 冗長バケツトを廃棄する処理変更通知をセ レクタ 2 8に出力する機能を備え、 シンドローム処理部 2 2は処理停止通知を受 けるとシンドローム処理を停止し、 セレクタ 2 8は処理変更通知を受けると、 ォ リジナルパケットのみを送信して、 冗長バケツトを破棄するようにすればよい。 また、 F E Cノード 1 2 a力 第 5図に示した F E C処理部 2 1 aを有してい る場合には、 フ口一識別部 2 7に廃棄されたパケットの数を力ゥントして、 カウ ント値が自ノードの冗長度から決定する廃棄可能なパケット数を超えた場合には、 処理停止通知をシンドローム処理部 2 2および冗長度調整部 2 9に出力するとと もに、 受信したパケットのうちオリジナルパケットのみを送信して、 冗長バケツ トを廃棄する処理変更通知をセレクタ 2 8に出力する機能を備え、 シンドローム 処理部 2 2は処理停止通知を受けるとシンドローム処理を停止し、 セレクタ 2 8 は処理変更通知を受けると、 オリジナルパケットのみを送信して、 冗長パケット を破棄し、 冗長度調整部 2 9は処理停止通知を受けると処理を停止してセレクタ 2 8からのパケットをそのまま出力するようにすればよい。
また、 F E Cノード 1 2 aが第 1 7図に示した F E C処理部 2 1 cを有してい る場合には、 フロー識別部 2 7 aに廃棄されたパケットの数をカウントして、 力 ゥント値が自ノードの冗長度から決定する廃棄可能なパケット数を超えた場合に は、 処理停止通知をシンドローム処理部 2 2に出力するとともに、 受信したパケ ットのうちオリジナノレパケットのみを送信して、 冗長パケットを廃棄する処理変 更通知をセレクタ 2 8 aに出力する機能を備え、 シンドローム処理部 2 2は処理 停止通知を受けるとシンドローム処理を停止し、 セレクタ 2 8 aは処理変更通知 を受けると、 オリジナルバケツトのみを送信して、 冗長バケツトを破棄するよう にすればよい。
このようにこの実施の形態 7では、 復元不可能な数のパケット廃棄が発生した フローに対しては、 余分な処理を行なわない事により、 各 F E Cノードでの処理 軽減をはかる事が出来、 多くのフローを扱う事が可能となる。
なお、 下流の FECノードで、 復元不可能な数の廃棄があったフローに対し余 分な処理を行なわないように、 復充不可能な数の廃棄があると判明したオリジナ ルパケットに、 その事を示すフラグをセットするようにしてもよい。 この場合、 フロー識別部 27が、 受信したオリジナルバケツトのフラグを識別して、 復元不 可能な数の廃棄があると判明したオリジナルバケツトに対しては、 復元不可能な 数のパケットの廃棄があった時と同様の処理を行えばよい。 これにより、 廃棄さ れたパケットの数をカウントする必要が無くなり、 さらに処理を軽減することが でき、 多くのフローを扱うことができる。 '
実施の形態 8.
第 20図を用いて、 この発明における実施の形態 8を説明する。 この発明にお ける実施の形態 8は、 D i f f s e r V (Differentiated Services) などの、 ク ラスに応じた廃棄制御をサポートするものである。
D i f f s e r vなどのクラスに応じた廃棄制御をサポートする場合、 FEC ノード 1 2 aは、 パケットをキューに蓄積して送信する。 第 20図 (a) に示す ように、 キュー 40には 2個のオリジナルパケット 0# 1, 0# 2が蓄積されて いる。 キュー 40は、 クラスに応じた廃棄制御のために、 低優先度クラス廃棄閾 値 X 1および高優先度クラス廃棄閾値 X 2が定められている。 キュー 40は、 低 優先度クラス廃棄閾値 X 1および高優先度クラス廃棄閾値 X 2と、 バケツトの蓄 積量おょぴ入力パケットのクラスに応じて、 新たに入力されるパケットをキュー インするのか、 廃棄するのかを決定する。 第 20図 (a) においては、 キュー 4 0に蓄積されているバケツトの数は 2個であり、 低優先度クラス廃棄閾値 X 1を 超えていないため (輻輳が発生していないため) 蓄積されているオリジナルパケ ット 0# 1, 0# 2はそのままとなる。
第 20図 (b) では、 3個のオリジナルパケット 0# 3, 0# 5, 0# 6さら に蓄積されて、 キュー 40には 5個のオリジナルパケット O# 1〜0# 3, 0# 5, 0# 6が蓄積されて、 キュー 40に蓄積されているパケットの数が、 低優先 度クラス廃棄閾値 x 1を超えが、 高優先度クラス廃棄閾値 X 2は超えていない。 すなわち、 低優先度クラスでの服装が発生している。 この場合、 低優先度クラス のパケットのみが廃棄される。 したがって、 蓄積されているオリジナノレパケット O # 1〜〇 # 5が低優先度クラスであればォリジナノレパケット 0 # 1〜0 # 5は 廃棄され、 高優先度クラスであれば廃棄されない。
第 2 0図(c )では、 2個の冗長バケツト R # 1 , R # 2がさらに蓄積されて、 キュー 4 0には、 5個のオリジナルパケット 0 # 1〜0 # 5と、 2個の冗長パケ ット R # l, R # 2との合計 7個のパケットが蓄積されて、 キュー 4 0に蓄積さ れているパケットの数が、 高優先度クラス廃棄閾値 X 2を超える。 すなわち、 高 優先度クラスでの輻輳が発生している。 この場合は、 すべてのパケットを廃棄す る。
このように、 バケツ 1、転送ネットワークが、 D i f f s e r vなどのクラスに 応じた廃棄制御をサポートする^^、 オリジナルバケツトを高優先度クラスにマ ッビングして、 冗長パケットを低優先度クラスにマッピングすれば、 オリジナル ' パケットの廃棄を抑制することができる。
第 2図に示した F E C処理部 2 1のセレクタ 2 8、 第 5図に示した F E C処理 部 2 1 aのセレクタ 2 8、 第 1 5図に示した F E C処理部 2 1 bのセレクタ 2 8 および第 1 7図に示したセレクタ 2 8 aが、 送信するパケットを選択する際に、 受信したオリジナルパケットおよび復元したオリジナノレパケットには高優先度ク ラスをマッピングし、 冗長パケットには定優先度クラスをマッピングする機能を 備えればよレ、。
このように、 この実施の形態 8では、 パケット転送ネットワークがクラスに応 じた廃棄制御をサポートする:^、 オリジナルバケツトを高優先度クラスにマツ ビングし、 冗長パケットを低優先度にマッピングするようにしているので、 オリ ジナルパケットの廃棄を抑制することができ、 復元処理を減らすことができ、 F E C処理の負荷を軽減することができ、 多くのフローを扱うことができる。 実施の形態 9 . 第 21図を用いて、 この発明の実施の形態 9を説明する。 第 21図は、 この発 明における実施の形態 9の FECノード 12 aが有する F E C処理部 21 cの構 成を示すブロック図である。 この発明における実施の形態 9の FEC7—ド 12 aが有する F E C処理部 21 cは、 第 2図に示した実施の形態 1の FECノード 12 aが有する F EC処理部 21に上流からのモニタパケヅトを受信するモニタ バケツト受信部 31と、 下流へ送信するモニタバケツトを一定間隔で生成するモ ユタバケツト生成部 32とが追カ卩されている。
実施の形態 1では、 受信したパケット (通常のユーザパケット) からパケット の廃棄率などを測定した。 この実施の形態 9では、 モニタパケットを使用してパ ケットの廃棄率などの測定を行なう。
上流の F ECノード 12 aのモニタバケツト生成部 32は、 モニタバケツトを 生成して一定時間間隔で下流の FECノード 12 bに送信する。 F E Cノード 1 2 bのモニタパケット受信部 31は、 受信したモニタパケットに付加されている シーケンス番号などからパケットの廃棄数 (廃棄率),を算出する。 F ECノード 12 bのモニタバケツト受信部 32は、 算出したバケツトの廃棄率を冗長度適応 処理部 26に通知し、 実施の形態 1と同じように、 冗長度適応処理部 26はフィ 一ドパック情報を生成して、 生成したフィードバック情報を上流の F E Cノード 12 aに送信する。 '
このように、 この実施の形態 9では、 ブイ一ドパック情報を生成するためにモ 二タパケットを一定間隔で送信して、 ユーザバケツトが転送されていない場合で もネットワークの状態を知ることができるようにしているので、 ユーザバケツト が間欠的に転送されるような場合でも、 適切な冗長度でバケツトを転送すること ができる。
実施の形態 10.
第 22図および第 23図を用いて、 この発明における実施の形態 10を説明す る。 この実施の形態 10では、 第 22図に示すように、 FECノード 12 aが F ECノード 12 b, 12 cにパケットをコピーしてマルチキャスト転送する場合 を説明する。
第 23図は、 の発明における実施の形態 10の FECノード l' 2 aの構成を 示すブロック図である。 この発明における実施の形態 10の FECノード 12 a は、 第 2図に示した実施の形態 1の F EC処理部 21に加えて、 複数 (この場合 は 3つ) の冗長度に合わせて冗長パケットを廃棄する冗長度調整部 33 a〜 33 cと宛先別にバケツトを蓄積するキュー 34 a〜34 cとを備えている。 ここで は、 キュー 34 aが FECノード 12 bに対応し、 キュー 34 bが F E Cノード 12 cに対応しているものとする。
第 22図では、 FECノード Γ2 bは FECノード 12 aに対してフィードバ ック情報 16 bとして 40%の冗長度を要求しており、 FECノード 12 cは F ECノード 12 aに対してフィードパック情報 16 cとして 50%の冗長度を要 求している。 .
FECノード 12 aに 3個のオリジナルバケツト O # 1〜0 # 3と 1個の冗長 パケット R # 1との符号化ブロックが入力される。 F E Cノード 12 aは、 冗長 度の要求の高い FECノード 12 cの FEC処理部 21はフィードパック情報 1 6 cに基づいて、 再符号化して新たな冗長パケットを生成する。'.この場合は、 ォ リジナルバケットの数が 3個であり、 フィードバック情報 16 cによって FEC ノード 12 cから要求されている冗長度は 50%であるので、 FECノード 12 の F EC処理部 21は、 3個の冗長パケット R# 1, 〜R# 3, を生成する。 F EC処理部 21は、 FECノード 12 bに対応するキュー 34 aの前段にある冗 長度調整部 33 aと、 FECノード 12 cに対応するキュー 34 bの前段にある 冗長度調整部 33 bとに、 オリジナルパケット 0# 1〜0# 3および冗長パケッ ト R# l, 〜R# 3' を出力する。
FECノード 12 bから要求されている冗長度は 40%であるので、 冗長度調 整部 33 aは、冗長パケットを 1個(ここでは冗長パケット R # 2 ' )廃棄して、 オリジナルパケット 0# 1〜0#3と冗長パケット R# 1, , R# 3, とをキュ 一 34 aに出力する。 FECノード 12 cから要求されている冗長度は 50%で あるので、 冗長度調整部 34 bは、 オリジナルバケツト 0# 1〜0# 3と FEC 処理部 21で生成したすべての冗長パケット R# 1' 〜R#3, をキュー 34 b に出力する。 すなわち、 FECノード12 aは、 複数のフィードバック情報の中 で要求の一番大きい冗長度で冗長パケットを生成した後に、 宛先毎の冗長度にあ わせて、 冗長パケットを廃棄する。
このように、 この実施の形態 10では、 マルチキャスト通信において、 冗長度 の要求が異なる場合、 宛先毎に冗長パケットを生成するのではなく、 要求の高い 冗長度に合わせて冗長パケットを生成して、 宛先別の冗長度にあわせて冗長パケ ットを廃棄して個別の冗長度の調整するようにしているので、 FEC処理の軽減 することができ、 多くのフローを扱うことができる。
実施の形態 11.
第 24図を用いて、この発明における実施の形態 11を説明する。第 24図は、 この発明における実施の形態 11の送信側の端末 11の TCPの送信機能に関す る構成部分と、 受信側の端末 13の TCPの受信機能に関する構成部分とを示す ブロック図である。 ここでは、 説明を簡略化するために送信側の端末 11には送 信機能に関する構成部分のみを示し、 受信側の端末 13には受信機能に関する構 成部分のみを示しているが、 実際には、 端末 11, 13は、 それぞれ送信機能と 受信機能とを備えている。
端末 11は、 TGPの送信に関する処理を行う TCP送信処理部 111と、 T CP送信処理部 111からのデータに対して F E Cの符号化行なつて冗長パケッ トを生成する F E C符号化部 112と、 レイヤ 1一 3の送信処理を行うレイヤ 1 一 3処理部 113を備えている。
端末 13は、 レイヤ 1—3の受信処理を行うレイヤ 1—3処理部 133と、 廃 棄されたパケットの復元処理を行う F EC復号化部 132と、 TCPの受信に関 する処理を行う TCP受信処理部 131と、 バケツトの廃棄状況に基づいて TC
P受信処理部 131から送信される TCPの ACKのウィンドウサイズを書き換 えるウィンドウサイズ変更部 134とを備えている。 つぎに、 この発明における実施の形態 11の動作を説明する。 送信側の TCP 送信処理部 111は、 送信データに T C Pに関する送信処理を施して、 F E C符 号化部 112に、送信処理を施したデータを出力する。 F E C符号化部 112は、 送信処理が施されたデータに対して F E Cの符号化を行なって冗長パケットを生 成する。 レイヤ 1一 3処理部 113は、 オリジナルパケットと冗長パケットとを ユーザデータとしてレイヤ 1一 3処理部 113を介して端末 13に送信する。 受信側の端末 13の F E C復号化部 132は、 レイヤ 1一 3処理部 133を介 して受信したオリジナルパケットと冗長バケツトに基づいて、 廃棄されたオリジ ナルパケットを復元する。 F E C復号化部 132は、 受信したォリジナノレパケッ トと復元したオリジナルパケットとを TCP受信処理部 131に出力するととも に、 パケットの廃棄状況 (廃棄数や廃棄率などの情報) を TCPのコネクション 毎に記憶して、 その結果をウィンドウサイズ変更部 134に通知する。
ウインドウサイズ変更部 134は、通知されたバケツトの廃棄状況に基づいて、 TCP受信処理部 131から送信される TCPの ACKのウィンドウサイズを書 き換えてレイヤ 1一 3処理部 133を介して端末 11に送信する。
端末 11は、 TC P送信処理部 111は、 レイヤ 1一 3処理部 113を介して 受信した A C Kのウインドウサイズに基づレ、て送信帯域を変更する。 たとえば、 廃棄がない場合には、 ウィンドウサイズ変更部 134は、 TCP受信処理部 13 1からの ACKをそのまま送信し、 廃棄が増える毎に A C Kのウィンドウサイズ を減らしていく。 これにより、 送信側の端末 11からの送信帯域を減少させるこ とができる。
このようにこの実施の形態 11では、 F E Cを T C Pの下位層に適用して F E Cによってオリジナルパケットを復元した場合でも、 廃棄されたパケットの数に よって ACKのウィンドウサイズを小さくするようにしているので、 品質の悪い LF Nでも性能を引き出して輻輳制御を適切に行なわせることができ、 パケット の高信頼転送を実現することができる。
実施の形態 12. . 第 2 5図を用いてこの発明における実施の形態 1 2を説明する。 第 2 5図は、 この発明における実施の形態 1 2の端末 1 1および端末 1 3の構成を示すブロッ ク図である。 この発明における実施の形態 1 2の端末 1 1には、 第 2 4図に示し た実施の形態 1 1の端末 1 1に冗長度適応処理部 1 1 4が追加され、 端末 1 3に は、 第 2 4図に示した実施の形態 1 1の端末 1 3にフィードパック情報送信処理 部 1 3 5が ii¾lされている。 '
すなわち、 実施の形態 1 1の機能に加えて、 受信側の端末 1 3の F E C復号化 部 1 3 2によつて検出されたパケットの廃棄数や廃棄率をフィ一ドバック情報送 信処理部 1 3 5がレイヤ 1— 3処理部 1 3 3を介して送信側の端末 1 1にフィ一 ドパック情報としてフィードバックし、 このフィードパック情報に基づいて端末 1 1の冗長度適応処理部 1 1 4が冗長度を決定する。
このようにこの実施の形態 1 2では、 F E Cを T C Pの下位層に適用して F E Cによってオリジナルパケッ を復元した場合でも、 廃棄されたパケットの数に よって AC Kのウィンドウサイズを小さくするとともに、 廃棄されたパケットの 数や廃 率などのフィードパック情報に基づいて冗長度を決定するようにしてい るので、 品質の悪い L F Nでも,性能を引き出して輻輳制御を適切に行なわせるこ とができるとともに、 輻輳の発生を抑制することができ、 パケットの高信頼転送 を実現することができる。
実施の形態 1 3 . ,
第 2 6図を用いて、 この発明における実施の形態 1 3を説明する。 実施の形態 1 2では、 T C Pの A C Kとフィードパック情報とを個別に送信したが、 この実 施の形態 1 3では、 T C Pの A C Kとフィードバック情報とをあわせて送信する ものである。
第 2 6図は、 この発明における実施の形態 1 3の端末 1 1および端末 1 3の構 成を示すプロック図である。 この発明における実施の形態 1 3の端末 1 1には、 第 2 4図に示した実施の形態 1 1の端末 1 1にフィードパック情報抽出部 1 1 5 が追カ卩され、 端末 1 3には、 第 2 4図に示した実施の形態 1 1の端末 1 3のウイ ンドウサイズ変更部 134の代わりに AC K書き換え部 135を備えている。
ACK書き換え部 135は、 丁〇?の 010こ]7£0復号化部132から通知 されるパケットの廃棄数や廃棄率などのフィードバック情報を付カ卩した特殊なパ ケットを生成する。
フィードバック情報抽出部 1 15は、 ACKと FECのフィードバック情報と を含む特殊なパケットからブイ一ドバック情報を抽出する。 フィードパック情報 抽出部 1 15は、 抽出したフィードパック情報に基づいて冗長度を決定して FE C符号化部 112に決定した冗長度を通知するとともに、 特殊なバケツトを通常 の ACKのフォーマツトに変換して TCP送信処理部 1 11に出力する。
, このように、 この実施の形態 13では、 ACK書き換え部 135が、 ACKと フィードパック情報とを 1つの特殊なパケットとして送信し、 フィードパック情 報抽出部 1 15力 特殊なパケットからフィードバック情報を抽出するとともに、 通常の AC Kにフォーマツト変換するようにしているので、 フィードパック情報 を通知するためにバケツトを送信する必要がなくなり、 ネットワーク上のトラフ イツク量を減らすことができる。
実施の形態 14.
第 24図を用いて、 この発明における実施の形態 14を説明する。 実施の形態 1 1〜: 13では、 TCPにおける端末間の処理を説明した。 この実施の形態 14 では、 第 1図に示したように、 端末 1 1と端末 13との間に FECノード 12 a 〜12 cが配置されて、 区間毎に冗長度を変更する場合について説明する。 第 1 図に示したように、 送信耑末 11と受信端末 13との間に、 FEC —Kl 2 a 〜12 cが配置されると、 受信端末 13は、 ネットワーク全体のバケツトの廃棄 数や廃棄率を把握することはできない。 そのため、 A CKのウィンドウサイズを 適切な値に調整することはできない。 そこで、 転送するパケットに廃棄数または 廃棄率を記録する情報領域を設けて、 受信端末 13にネットワーク全体のパケッ トの廃棄数や廃棄率を通知する。 ,
第 27図は、 この発明における実施の形態 14の FECノード 12 aが有する F E C処理部 21 dの構成を示すプロック図である。 この発明における実施の形 態 14の F E C処理部 21 dは、 第 2図に示した実施の形態 1の F E C処理部 2 1に廃棄数更新部 35が追加されている。 ' 廃棄数更新部 35は、 受信したバケツトの情報領域の廃棄数にシンドローム処 理部 22から通知されるパケットの廃棄数を加算して、 自ノードまでに廃棄され たバケツトの廃棄数を情報領域に付加する。
第 1図に示すように、 送信端末 1 1から受信端末 13にバケツトを送信する場 合、 送信端末 1 1では、 廃棄されているパケットはないので、 情報領域は "0" のパケットが FECノード 12 aに入力される。 FECノード 12 aのシンドロ ーム処理部 22で 2個のパケットの廃棄を検出した場合、 FECノード 12 aの 廃棄数更新部 35は、 情報領域を " 2 " にしたパケットを FECノード 12 bに, 送信する。 FECノード 12 bのシンドローム処理部 22で 1個のバケツトの廃 棄を検出した場合、 FECノード 12 bの廃棄数更新部 35は、 受信したパケッ トの情報領域 "2" に、 自ノードで廃棄が検出された "1" を加算して、 情報領 域を " 3 " にしたバケツトを FECノード 12 cに送信する。 FECノード 12 cのシンドローム処理部 22ではバケツトの廃棄が検出されなかった場合、 F E Cノード 12 cの廃棄数更新部 35は、 情報領域を変更せずに (情報領域に "0 " を加算して) 情報領域が "3" のパケットを受信端末 13に送信する。 受信端 未 13の F EC復号化部 132は、 情報領域のパケットの廃棄数を抽出して、 第 24図または第 25図に示したウィンドウサイズ変更部 134、 または第 26図 に示した ACK書き換え部 135に通知する。
このように、 この実施の形態 14では、 パケット内にバケツトの廃棄数または 廃棄率を記録する情報令域を設けて、 区間毎に配置される F ECノードが、 それ ぞれで検出されたバケツトの廃棄数または廃棄率を情報領域に加算するようにし ているので、 受信端末がネットワーク全体のバケツト廃棄数または廃棄率を把握 することができ、 TCPの ACKのウィンドウサイズをネットワークにあわせて 調整することができる。 なお、 この実施の形態 1 4では、 第 2図に示した実施の形態 1の F E C処理部 2 1に廃棄数更新部 3 5を備えた例を挙げて説明したが、 第 5図に示した F E C 処理部 2 1 a、 第 1 5図に示した F E C処理部 2 1 b、 または第 1 7図に示した F E C処理部 2 1 cに廃棄数更新部 3 5を備えても、 F E C処理部 2 1に廃棄数 更新部 3 5を備えた場合と同じ効果が得られることはいうまでもない。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明にかかるパケット転送装置は、 規模が大きいネットヮー クに有用であり、 特に、 WANなどのネットワークの遅延時間が長いネットヮー クにおけるバケツト転送装置に適している。

Claims

1 . ネットワークを介して転送元から受信したオリジナルバケツトおよび冗長 バケツトに基づいて前方誤り訂正のための冗長パケットを生成して、 生成した冗 長バケツトと前記オリジナルバケツトとをネットワークを介して転送先に送信す るパケット転送装置において、
前記前方誤り訂正のための復さ卩号化おょぴ符号ィ匕を行う ,際に、 前記転送先からの 青
フィードバック情報に基づいて冗長求度を決定するとともに、 前記転送元から受信
3
したオリジナルバケツトおよび冗長バケ 5のツトの受信状態によって前記転送元へ通 知するフィードバック情報を生成する前方誤り訂正処理部、
を備えることを特徴とするパケット転送装置。囲
2 . 前記前方誤り訂正処理部は、
前記転送先からのフィードパック情報に基づいて冗長度を決定するとともに、 前記転送元から受信したオリジナルパケットおよび冗長バケツトの廃棄数に基づ いて転送元へ通知するブイ一ドパック情報を 成する冗長度適応処理部と、 前記転送元から受信したオリジナルバケツトおよび冗長バケツトのフローを識 別するフロー識別部と、
前記フロー識別部によって識別されたオリジナルパケットに基づいてシンドロ —ム計算を行うシンドローム処理部と、
復号ィ匕によって廃棄されたオリジナルパケットを復元する復元処理部と、 前記シンドローム処理部によって計算されたシンドローム計算値と、 前記復元 処理部によって復元されたオリジナルバケツトと、 前記冗長度適応処理部によつ て決定された冗長度とに基づいて再符号化によつて前記冗長パケットを生成する 冗長パケット生成処理部と、
前記フロー識別部によって識別されたオリジナルバケツト、 前記復元処理部に よつて復元されたォリジナノレパケット、 および前記冗長パケット生成処理部によ つて生成された冗長パケットを選択して出力するセレクタと、
を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のバケツト転送装置。
3 . 前記前方誤り訂正処理部は、 .
5 前記転送先からのフィードパック情報に基づいて冗長度を調整するために廃棄 されたォリジナノレパケッ トを復元するのカゝ、 受信した冗長パケッ トを廃棄するの かを決定するとともに、 前記転送元から受信したォリジナルパケットおよび冗長 バケツトの廃棄数に基づいて転送元へのフィードパック情報を生成する冗長度適 応処理部と、 '
0 前記転送元から'受信したォリジナルパケットおよぴ冗長パケットのフローを識 別するフロー識別部と、
一 前記フ口一識別部によつて識別されたォリジナノレパケットに基づいてシンド口 ーム計算を行うシンドローム処理部と、
前記冗長度適応処理部がォリジナルバケットを復元することを決定した場合に 15 は、 復号ィ匕によって廃棄されたオリジナルパケットを復元する復元処理部と、 前記フロー識別部によって識別されたオリジナルバケツトと冗長バケツト、 お よび前記復元処理部によって復元されたオリジナルバケツトを選択して出力する セレクタと、
前記冗長度適応処理部が冗長パケットを廃棄することを決定した場合には、 前 0 記セレクタから出力された冗長バケツトを廃棄する冗長度調整部と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のパケット転送装置。
4 . 前記冗長バケツト生成処理部は、
転送元からのバケツトの受信間隔を測定するタイマと、
25 前記冗長度適応処理部によつて決定された冗長度に基づいて符号ィヒによって転 送元からのオリジナルバケツトから冗長バケツトを生成する符号化部と、 を備え、 前記タイマによって測定された転送元からのオリジナルバケツトの受信間隔力 予め定められた閾値よりを超えた場合には、 その時点での符号化器の結果から冗 長バケツトを生成することを特徴とする請求の範囲第 2項に記載のバケツト転送 装置。
5 . 前記シンドローム処理部は、
転送元からの ケットの受信間隔を測定するタイマ、
を備え、
前記タイマによって測定された転送元からのオリジナルバケツトの受信間隔が、 予め定められた閾値よりを超えた場合には、 その時点でのシンドローム計算値に 基づいて前記復元処理部はオリジナルバケツトの復元を行うことを特徴とする請 求の範囲第 2項に記載のバケツト転送装置。
6 . 前記前方誤り訂正処理部は、
転送元から受信したパケットのフロー毎に受信パケットをカウントして、 この カウント値が、 前記復元処理部が廃棄されたォリジナルパケットを復元すること ができる数になると前記復元処理部に処理開始を通知するカウンタ、
をさらに備え、
前記復元処理部は、 前記処理開始通知を受信すると、 廃棄されたオリジナルパ ケットの復元を開始することを特徴とする請求の範囲第 2項に記載のバケツト転 送装置。
7 . 前記前方誤り訂正処理部は、
前記シンドローム処理部が計算するシンドローム計算値の途中結果を保持する シンドロームメモリ、
をさらに備え、
前記フロー識別部は、 前記シンドロームメモリの使用状況を監視して、 前記シンドロームメモリに使 用可能な領域が無レヽことを検出すると、 前記転送元からのオリジナルパケットお よび冗長バケツトをそのまま出力すること決定し、
前記セレクタは、
前記転送元からのオリジナノレパケットおよび冗長パケットを出力することを特 徴とする請求の範囲第 2項に記載のバケツト転送装置。
8 . 前記フロー識別部は、
前記転送元からのオリジナルバケツトおよび冗長バケツトに基づいて廃棄され たオリジナルバケツトおよぴ冗長パケットの数をカウントして、 このカウント値 が自装置の冗長度から決定する廃棄可能なパケット数を超えた場合には、 前記シ ンドローム処理部のシンドローム計算を停止させるとともに、 前記転送元からの
' オリジナルバケツ 1、のみを出力することを決定し、
前記セレクタは、
前記転送元からのオリジナルパケットのみを出力することを特徴とする請求の 範囲第 2項に記載のバケツト転送装置。
9 . 前記セレクタは、
前記送信元からのオリジナルバケツトおよび前記復元処理部によって復元され たオリジナルパケットには高優先度クラスを割り当て、 前記冗長パケット生成処 理部によって生成された冗長パケットには低優先度クラスを割り当てることを特 徴とする請求の範囲第 2項に記載のパケット転送装置。
1 0 . 前記前方誤り訂正処理部は、
前記ネットワークにおけるバケツトの廃棄状態をモユタするモニタ用バケツト を生成して、 この生成したモニタ用バケツトを前記転送先に送信するモユタパケ ット生成部と、 前記送信元から送信されたモニタ用バケツトを受信して前記送信元と自装置と の間のネットワークのバケツトの廃棄状態を求めるモニタバケツト受信手段と、 をさらに備えることを特徴とする請求の範囲第 2.項に記載のバケツト転送装置。
1 1 . 前記前方誤り訂正処理部は、
マルチキャストにおける転送先毎に冗長バケツト生成処理部によって生成され た冗長バケツトを廃棄して、 前記転送先毎の冗長度にあわせる冗長度調整部、 をさらに備え、
前記冗長度適応処理部は、
前記転送先毎に送信されるフィードバック情報の中で最も冗長度が大きレ、もの にあわせて冗長バケツトを生成することを決定し、 '
前記冗長バケツト生成処理部は、 前記冗長度適応処理部によって決定された冗 長度に基づいて冗長パケットを生成することを特徴とする請求の範囲第 2項に記 載のパケット転送装置。
1 2 . 前記オリジナルバケツト内にバケツトの廃棄率数を記録する情報領域を 有し、
前記前方誤り訂正処理部は、
転送元から受信したオリジナルバケツトまたは冗長バケツトに基づいて廃棄さ れたパケットの数を検出して、 この検出した廃棄されたバケツトの数を前記情報 領域に加算する廃棄数更新部、 '
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第 2項に記載のバケツト転送装置。
1 3 . 請求の範囲第 1項に記載のパケット転送装置を複数備え、 前記パケット 転送装置間でフィ一ドバック情報に基づいて前方誤り訂正処理を行うことを特徴 とするパケット転送ネットワークシステム。
1 4 . ネットワークを介して接続され、 トランスポート層に T C Pを用いて通 信を行う端末装置において、
送信するバケツトに前方誤り訂正のための符号ィ匕を行って、 オリジナルバケツ トと冗長バケツトとを生成して送信する前方誤り訂正符号化部と、
受信じたオリジナルパケットおよび冗長パケットから復号ィヒを行って廃棄され たオリジナルバケツトを復元するとともに、 廃棄されたバケツト数を検出する前 方誤り訂正復号化部と、
この前方誤り訂正復号化部によつて検出された廃棄されたパケット数に基づレヽ て A C Kのウィンドウサイズを変更して送信するウインドウサイズ変更部と、 を備えることを特徴とする端末装置。
1 5 . 前記前方誤り訂正復号化部によって検出された廃棄されたパケット数に 基づいてフィードバック情報を生成して、 この生成したフィードパック情報を送 信するフィードパック情報送信処理部と、
受信したフィードパック情報に基づいて前記前方誤り訂正符号化部の冗長度を 決定する冗長度適応処理部と、
をさらに備えることを特徴とする請求の範囲第 1 4項に記載の端末装置。
1 6 . 前記前方誤り訂正符号化部によって検出された廃棄されたバケツト数に 基づレ、て生成したフィードパック情報を A C Kのパケットに含めた特殊パケット を生成し、 この生成した特殊パケットを送信する A C K書き換え部と、
受信した特殊バケツトからフィードバック情報を抽出して、 抽出したフィード バック情報に基づいて前方誤り訂正符号化部の冗長度を決定するとと.もに、 前記 受信した特殊パケットから A C Kパケットを生成するフィードパック情報抽出部 と、 '
をさらに備えることを特徴とする請求の範囲第 1 4項に記載の端末装置。
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