マルチキャストシステム
【課題】本発明は、アクセスネットワークを構成する各集線装置において、適切な機能配備を実施することで各集線装置における回路実装規模を削減または処理負荷を低減したうえで、アクセスネットワークにおいて最適なマルチキャストツリーを構築可能なマルチキャストシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明におけるマルチキャストシステムでは、マルチキャストツリーの最上位に位置するエッジ装置１２が、ビット長が宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせより短いネットワークＩＤをＩＰパケットに設定することとした。ネットワークＩＤは、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３において、ＩＰマルチキャストアドレス又はＩＰソースアドレス及びＩＰマルチキャストアドレスの組み合わせにより一意に識別されるマルチキャストチャネルと１対１に対応している。
【解決手段】本発明におけるマルチキャストシステムでは、マルチキャストツリーの最上位に位置するエッジ装置１２が、ビット長が宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせより短いネットワークＩＤをＩＰパケットに設定することとした。ネットワークＩＤは、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３において、ＩＰマルチキャストアドレス又はＩＰソースアドレス及びＩＰマルチキャストアドレスの組み合わせにより一意に識別されるマルチキャストチャネルと１対１に対応している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に属し、特に、アクセスネットワークにおいて、マルチキャスト通信を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムなど、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）をはじめとした高速サービスが普及してきている。高速なネットワークサービスにおいては、ＩＰＴＶなどの広帯域放送型サービスが広く提供され、それらを効率的に提供するためにＩＰマルチキャストが利用されている。ＩＰマルチキャストは、端末からの視聴要求に応じ、動的に最適なマルチキャストツリーを構築する目的で用いられる。
【０００３】
従来のアクセス転送方式では、ＩＰｖ４やＩＰｖ６などの様々なプロトコルを利用するために、レイヤ３プロトコルに依存しないレイヤ２の転送機能を基本とする構成をとっている。また、通常、アクセスネットワークにおいては、複数の加入者回線が集線装置を用いて多重されＩＰコアネットワークに接続される。また、以下、アクセスネットワークとＩＰコアネットワークとの接続箇所に設置される装置をエッジ装置とする。このとき、面的に散在した需要を収容したり、各装置間のリンク帯域の制限から集線装置同士が接続される場合があるため、多くの場合、エッジ装置の数より集線装置の数の方が多い。
【０００４】
レイヤ２の転送装置で構成されたネットワークにおいては、マルチキャスト通信のＩＰパケットは、ブロードキャストのパケットと同様に同一のセグメントに所属する転送装置全体に転送される。アクセスネットワークにおいて最適なマルチキャストツリーを構築するために、エッジ装置にＰＩＭ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）などを用いたマルチキャストルータ部が配備される。また、アクセスネットワーク内の各集線装置に、非特許文献１に示される従来技術では、ＩＰｖ４においてＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）Ｐｒｏｘｙが配備され、ＩＰｖ６においてＭＬＤ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｌｉｓｔｅｎｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）Ｐｒｏｘｙが配備される。
【０００５】
ここで、以下、ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスをＤＡと表し、ＩＰパケットの送信元ＩＰアドレスをＳＡと表す。また、特定のＩＰマルチキャストアドレスをＧと表し、任意のＩＰソースアドレスを＊で表し、特定のＩＰソースアドレスをＳで表す。また、＊とＧの組＜＊，Ｇ＞、ＳとＧの組＜Ｓ，Ｇ＞により、特定のマルチキャストチャネルを表す。すなわち、例えばＩＰソースアドレスがＳ１である放送局がＩＰマルチキャストアドレスがＧ１である放送を提供している場合、＜Ｓ１，Ｇ１＞によって一意に特定される当該放送による一連のデータフロー、つまりＩＰパケットのうちＳＡがＳ１でありＤＡがＧ１であるＩＰパケットの集合をマルチキャストチャネル＜Ｓ１，Ｇ1＞と呼ぶ。
【０００６】
ＩＧＭＰ／ＭＬＤ Ｐｒｏｘｙにおいては、各集線装置において配下装置からのマルチキャスト視聴要求信号を監視し、配下装置のマルチキャストチャネルへの参加状態を保持する。ここで、マルチキャスト視聴要求信号は、視聴開始要求(以下Ａｌｌｏｗとする)、視聴離脱要求(以下Ｂｌｏｃｋとする)や、視聴状態報告などである。各集線装置は、上記マルチキャストチャネルへの参加状態をもとに自装置に到着したＩＰパケットに対し、ルックアップ・コピー・フィルタなどの処理によりマルチキャスト転送制御を行うことで、視聴中であるマルチキャストチャネルのみを配下装置へ転送することにより、最適なマルチキャストツリーを構築する。
【０００７】
上記のＩＰマルチキャスト転送制御は、ＳＳＭ（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）をサポートしないＩＧＭＰｖ２（ＩＧＭＰ Ｖｅｒｓｉｏｎ ２）／ＭＬＤｖ１（ＭＬＤ Ｖｅｒｓｉｏｎ １）では＜＊，Ｇ＞単位に行われ、ＳＳＭをサポートするＩＧＭＰｖ３（ＩＧＭＰ Ｖｅｒｓｉｏｎ ３）／ＭＬＤｖ２（ＭＬＤ Ｖｅｒｓｉｏｎ ２）では＜Ｓ，Ｇ＞単位に行われる。従って、各集線装置は、ＩＧＭＰｖ２／ＭＬＤｖ１ではＤＡを制御キーとし、ＩＧＭＰｖ３／ＭＬＤｖ２ではＤＡとＳＡの組を制御キーとして、ＩＰマルチキャスト転送制御を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＲＦＣ４６０５ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＩＧＭＰ）／Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｌｉｓｔｅｎｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ（ＭＬＤ）−Ｂａｓｅｄ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ （“ＩＧＭＰ／ＭＬＤ Ｐｒｏｘｙｉｎｇ”）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
マルチキャスト転送制御のためのルックアップ・コピー・フィルタなどの処理は、制御キー長が長いほど処理負荷が大きく、高速なメモリや並列処理が必要となってくる。ここで、最適なマルチキャストツリー構築による帯域集約効果が高いＩＰＴＶなどの広帯域放送型サービスで提供されるマルチキャストチャネル数は、典型的には高々数百チャネル程度である。しかし、例えばＭＬＤｖ２においては、各々１２８ｂｉｔであるＩＰｖ６ ＳＡ，ＤＡの計２５６ｂｉｔを制御キーとして転送制御を行う。つまり、従来技術では現実的に想定され、制御を要するマルチキャストチャネル数より広大なアドレス空間を持つ制御キーに対し、転送制御を行わなければならない。そこで、制御対象とするマルチキャストチャネルを一意に識別し転送制御を行うためには、過剰な性能を持つ電子回路の実装やその回路上での不要な処理負荷が生じるという課題がある。
【００１０】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、アクセスネットワークを構成する各集線装置において、適切な機能配備を実施することで各集線装置における回路実装規模を削減または処理負荷を低減したうえで、アクセスネットワークにおいて最適なマルチキャストツリーを構築可能なマルチキャストシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、ビット長が宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせより短く、マルチキャストチャネルと１対１に対応する識別子を、ＩＰパケットに設定することとした。
【００１２】
具体的には、本発明は、ＩＰマルチキャストアドレス又はＩＰソースアドレス及びＩＰマルチキャストアドレスの組み合わせにより一意に識別されるマルチキャストチャネル、並びにビット長が宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせより短い識別子の対応関係を記憶しており、前記マルチキャストチャネルを受信したときに、前記マルチキャストチャネルと対応付けられた前記識別子をＩＰパケットに設定する識別子設定装置と、前記識別子、前記マルチキャストアドレス及び転送ポートの対応関係を記憶しており、前記識別子が設定されたＩＰパケットを前記識別子設定装置から受信したときに、前記識別子と対応付けられた前記転送ポートに、前記識別子が設定されたＩＰパケットを出力するデータ転送装置と、を備えることを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００１３】
この構成によれば、データ転送装置において回路実装規模を削減または処理負荷を低減するマルチキャストシステムを提供することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記識別子のビット長は、宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせのビット長より短く、前記識別子及び前記マルチキャストチャネルを１対１に対応させるために必要な最小のビット長より長いことを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００１５】
この構成によれば、識別子及びマルチキャストチャネルを確実に１対１に対応させるマルチキャストシステムを提供することができる。
【００１６】
また、本発明は、前記識別子設定装置は、マルチキャストツリーの最上位に位置するエッジ装置であることを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００１７】
この構成によれば、マルチキャストツリーの最上位に位置するエッジ装置のみが、マルチキャストチャネルと識別子を対応付ける処理を行い、マルチキャストツリーを構成するアクセスネットワークに位置する装置は、識別子を設定されたＩＰパケットを処理する。そのため、マルチキャストツリーを構成するアクセスネットワーク全体において回路実装規模を削減または処理負荷を低減することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記識別子設定装置は、マルチキャストツリーの最上位に位置する集線装置であることを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００１９】
この構成によれば、マルチキャストツリーの最上位に位置する集線装置は、ＩＰパケットに識別子を設定し、当該集線装置より下位に位置する装置は、識別子を設定されたＩＰパケットを処理する。そのため、アクセスネットワークを構成する任意の集線装置を最上位としてマルチキャストツリーを構築することができ、動的なマルチキャストツリー更新に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
また、本発明は、前記データ転送装置は、前記マルチキャストチャネルを制御対象とするマルチキャスト視聴要求信号を前記マルチキャストツリーを構成するより下位の各装置から受信し、前記各マルチキャストチャネルをすべて制御対象とするマルチキャスト視聴要求信号を、自己のマルチキャスト視聴要求信号として構成し前記マルチキャストツリーを構成するより上位の装置に送信することを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００２１】
この構成によれば、データ転送装置より上位の装置は、データ転送装置より下位のすべての装置のマルチキャスト視聴要求を、データ転送装置より下位のすべての装置から個別になされるのではなく、データ転送装置から一括してなされる。そのため、データ転送装置より上位の装置は、データ転送装置より下位のすべての装置のマルチキャスト視聴要求を受け付けマルチキャスト通信を更新するのに要する負担を低減することができる。
【００２２】
また、本発明は、前記マルチキャストチャネル及び前記識別子の対応関係を示す対応テーブルを作成し、前記対応テーブルを前記識別子設定装置及び前記データ転送装置に配信する対応テーブル作成装置、をさらに備えることを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００２３】
この構成によれば、対応テーブルの作成を、識別子設定装置及びデータ転送装置が個別に行うのではなく、対応テーブル作成装置が一括して行うことができる。
【００２４】
また、本発明は、前記対応テーブル作成装置は、前記対応テーブルを前記識別子設定装置及び前記データ転送装置に同報配信することを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００２５】
この構成によれば、対応テーブル作成装置は、対応テーブルを配信する負担を低減することができるとともに、識別子設定装置及びデータ転送装置は、対応テーブルを相互に同期させることを容易にすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、アクセスネットワークを構成する各集線装置において、適切な機能配備を実施することで各集線装置における回路実装規模を削減または処理負荷を低減したうえで、アクセスネットワークにおいて最適なマルチキャストツリーを構築可能なマルチキャストシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態１におけるマルチキャストシステムを示す図である。
【図２】実施形態１におけるエッジ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態１におけるネットワークＩＤ情報テーブルの例を示す図である。
【図４】実施形態１における集線装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態１におけるマルチキャスト転送制御情報テーブルの例を示す図である。
【図６】実施形態２における集線装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態３における集線装置の構成を示すブロック図である。
【図８】実施形態４におけるマルチキャストシステムを示す図である。
【図９】実施形態５におけるマルチキャストシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２９】
（実施形態１）
本実施形態におけるマルチキャストシステムを図１に示す。マルチキャストシステムは、ＩＰコアネットワーク１及びアクセスネットワーク２から構成される。ＩＰコアネットワーク１は、マルチキャストルータ部１１及びエッジ装置１２から構成される。アクセスネットワーク２は、集線装置２１−１、２１−２、・・・、２１−Ｎから構成される。エッジ装置１２は、識別子設定装置に対応し、集線装置２１−１、２１−２、・・・、２１−Ｎは、データ転送装置に対応する。ＩＰコアネットワーク１の内部に、あるいは、ＩＰコアネットワーク１の外部でかつアクセスネットワーク２の外部に、ＩＰパケットの配信元であるＩＰソースアドレスを有する装置が配備される。
【００３０】
エッジ装置１２は、制御対象とするマルチキャストチャネルに対して、マルチキャストツリーを構築するアクセスネットワーク２の最上位のマルチキャストパケット流入箇所として、ＩＰコアネットワーク１とアクセスネットワーク２との接続点に配備され、アクセスネットワーク２においては、一台もしくは複数台の集線装置２１に接続される。図１では、エッジ装置１２と集線装置２１−１が接続され、集線装置２１−１を上位側として集線装置２１−２、・・・、２１−Ｎが接続されている。
【００３１】
マルチキャストルータ部１１は、アクセスネットワーク２側からのマルチキャスト視聴要求信号を受けて、ＩＰコアネットワーク１側からアクセスネットワーク２側へのマルチキャスト転送制御、およびＩＰコアネットワーク１におけるマルチキャストルーティングを行う。
【００３２】
本実施形態におけるエッジ装置１２の構成を図２に示す。エッジ装置１２は、アクセス側ポート１２１、ネットワークＩＤ設定部１２２及びネットワークＩＤ情報テーブル１２３から構成される。ネットワークＩＤは識別子に対応し、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３は、対応テーブルに対応する。
【００３３】
アクセス側ポート１２１は、集線装置２１−１と接続するために、アクセスネットワーク２側へ接続される。ネットワークＩＤ情報テーブル１２３は、マルチキャストチャネルとネットワークＩＤを関連付けて記憶管理する。ネットワークＩＤ設定部１２２は、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３をもとに、ＩＰパケットにネットワークＩＤを設定する。ここで言うネットワークＩＤの設定とは、ネットワークＩＤの付加、またはＭＡＣアドレス等の既存のＩＤの一部書き換えを表す。
【００３４】
本実施形態におけるネットワークＩＤ情報テーブル１２３の例を図３に示す。本例では＜Ｓ，Ｇ＞に対しネットワークＩＤを対応付けて記憶管理する。ネットワークＩＤ情報テーブル１２３で記憶管理される＜Ｓ，Ｇ＞の数は、ＩＧＭＰｖ２／ＭＬＤｖ１ではＤＡの数となり、ＩＧＭＰｖ３／ＭＬＤｖ２ではＤＡとそのＤＡに対して送信可能なＳＡの組み合わせになる。例えば、放送局Ｓ１が放送Ｇ１、Ｇ２をともに提供しており、放送局Ｓ２が放送Ｇ１のみを提供している場合、制御すべきチャネルは＜Ｓ１，Ｇ１＞、＜Ｓ１，Ｇ２＞、＜Ｓ２，Ｇ１＞となる。
【００３５】
ネットワークＩＤ設定部１２２は、ＩＰコアネットワーク１側から入力されたＩＰパケットのＳＡ、ＤＡを読み取り、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３に記載の＜Ｓ，Ｇ＞に対応するＳＡ、ＤＡであるＩＰパケットであれば、対応するネットワークＩＤを設定してアクセスネットワーク２側へ転送する。
【００３６】
本実施形態のマルチキャストシステムにおいては、制御対象とするマルチキャストチャネル数を一意に識別可能な制御キー長を有する任意の識別子をネットワークＩＤとして選べばよい。例えば、制御対象とするマルチキャストチャネル数が２００であった場合、８ｂｉｔ以上の識別子（このとき、識別可能なマルチキャストチャネル数は２５６以上）であればよい。ネットワークＩＤの制御キー長が８ｂｉｔであれば、ＭＬＤｖ２におけるＳＡ、ＤＡの計２５６ｂｉｔに対して１／３２の十分小さな制御キー長である。ここで、ネットワークＩＤとしては、通常のアクセス転送方式で通常用いられるＶＬＡＮ ＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）や、ＩＰｖ６ Ｆｌｏｗ Ｌａｂｅｌ、ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）Ｓｈｉｍヘッダや、これら識別子の一部のビットあるいはそれらの組み合わせなど、任意の識別子を用いてもよい。
【００３７】
本実施形態における集線装置２１の構成を図４に示す。集線装置２１は、上位側ポート２１１、下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎ、ネットワークＩＤ転送制御部２１３、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４及びマルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎから構成される。下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎは、転送ポートに対応し、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４は、対応テーブルに対応する。
【００３８】
上位側ポート２１１は、ＩＰコアネットワーク１側もしくは上位側の集線装置２１へ接続される。下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎは、下位側の集線装置２１もしくは下位側の他の装置に接続される。マルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎは、複数の下位側の装置からのマルチキャスト視聴要求信号を、下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎの単位で読み取る。
【００３９】
マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４は、マルチキャストチャネル、ネットワークＩＤ、及びマルチキャスト視聴要求信号を受信した下位側ポート２１２を表すポートＩＤのうち当該マルチキャストチャネルを視聴中であるポートＩＤを関連付けて記憶管理する。ネットワークＩＤ転送制御部２１３は、上位側ポート２１１から入力されたＩＰパケットのネットワークＩＤがマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４に登録されているならば、当該マルチキャストチャネルを視聴中である下位側ポート２１２へのみ転送する。ネットワークＩＤ転送制御部２１３は、上位側ポート２１１から入力されたＩＰパケットのネットワークＩＤがマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４に登録されているとしても、当該ポートＩＤがｎｕｌｌであり当該マルチキャストチャネルが視聴されていないならば、ＩＰパケットをいずれの下位側ポート２１２へも転送しない。
【００４０】
本実施形態におけるマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４の例を図５に示す。本例では＜Ｓ，Ｇ＞、ネットワークＩＤ、ポートＩＤを関連付けて記憶管理する。
【００４１】
本実施形態におけるマルチキャストシステムにおいては、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３におけるマルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係、及びマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４におけるマルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係は同一である。これらの対応関係は、あらかじめエッジ装置１２のネットワークＩＤ情報テーブル１２３及び各集線装置２１の各マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４に登録しておいてもよいし、実施形態４及び実施形態５のように、ネットワークＩＤ制御部１３から設定してもよい。
【００４２】
マルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎは、それぞれ下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎから入力されたマルチキャスト視聴要求信号を読み取り、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４を更新する。これにより、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４におけるマルチキャストチャネルとポートＩＤとの対応関係において、常に当該マルチキャストチャネルを視聴中であるポートＩＤに対応させる。このとき、マルチキャスト視聴要求信号はマルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎを透過し上位側へ転送される。
【００４３】
また、図４に示されているように、下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎの単位で、視聴要求対象の＜Ｓ，Ｇ＞およびＡｌｌｏｗまたはＢｌｏｃｋを出力することにより、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４を更新する様子が示されている。例えば、ポートｍから現在視聴中でない＜Ｓｍ，Ｇｍ＞に関する視聴開始要求であるＡｌｌｏｗが読み取られた場合、当該＜Ｓｍ，Ｇｍ＞とネットワークＩＤに対応付けられたポートＩＤとしてｍを登録する。また、ポートｍから現在視聴中である＜Ｓｍ，Ｇｍ＞に関する視聴離脱要求であるＢｌｏｃｋが読み取られた場合、当該＜Ｓｍ，Ｇｍ＞とネットワークＩＤに対応付けられたポートＩＤを削除しｎｕｌｌに更新する。
【００４４】
ネットワークＩＤ転送制御部２１３は、上位側ポート２１１から入力されたＩＰパケットのネットワークＩＤを読み取り、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４で記憶管理されている通りに転送制御を行う。すわなち、図５に示されているように、ＩＰパケットのネットワークＩＤが＜Ｓ１，Ｇ１＞に対応するネットワークＩＤであったならば、ポートＩＤが１である下位側ポート２１２にのみ当該ＩＰパケットを転送する。
【００４５】
本実施形態における動作を説明する。各集線装置２１は、下位側の装置からのマルチキャスト視聴要求信号を監視しており、下位側の装置がどのマルチキャストチャネルを視聴中であるかをマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４で記憶管理している。ＩＰコアネットワーク１側からエッジ装置１２に入力されたＩＰパケットのＳＡ、ＤＡが、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３に記載のマルチキャストチャネルに対応するものであれば、ネットワークＩＤ設定部１２２は当該ＩＰパケットに当該ネットワークＩＤを設定してアクセスネットワーク２へ送出する。
【００４６】
エッジ装置１２におけるネットワークＩＤ情報テーブル１２３と集線装置２１のマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４において、マルチキャストチャネルとネットワークＩＤは１対１に対応している。そのため、各集線装置２１は、上位側ポート２１１から入力されたＩＰパケットのネットワークＩＤを読み取りマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４を参照して、当該ネットワークＩＤに対応するマルチキャストチャネルを視聴中の配下装置が存在する下位側ポート２１２にのみ転送制御を行うことで、最適なマルチキャストツリーを構築することができる。
【００４７】
以上の動作において、＜Ｓ，Ｇ＞を制御キーとするラインレートでの処理は、エッジ装置１２で行うのみとなり、各集線装置２１で行う必要がなくなる。また、用いているネットワークＩＤは＜Ｓ，Ｇ＞より十分負荷が小さな制御キーであるため、各集線装置２１の回路実装規模や装置負荷を低減した上で最適なマルチキャストツリーを構築することができる。また、各集線装置２１はそれぞれ視聴状態に変化があった場合、その変化内容に応じてマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４を更新するため、視聴状況が変化したとしても動的に最適なマルチキャストツリーを再構築することができる。
【００４８】
（実施形態２）
実施形態２における集線装置２１の構成を図６に示す。集線装置２１は、上位側ポート２１１、下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎ、ネットワークＩＤ転送制御部２１３、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４、マルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎ及びネットワークＩＤ設定部２１６から構成される。図６に示した集線装置２１は、アクセスネットワーク２内のマルチキャストツリーの最上位に位置する集線装置２１であり、識別子設定装置に対応する。図４に示した集線装置２１は、図６に示した集線装置２１より下位に位置する集線装置２１であり、データ転送装置に対応する。
【００４９】
本実施形態は、ネットワークＩＤ設定部２１６を集線装置２１内に配備することを特徴とするものである。このとき、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３として、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４におけるマルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係を用いるなど、エッジ機能と集線装置２１で重複する機能がある場合は共用してもよい。図６では、上位側ポート２１１とネットワークＩＤ転送制御部２１３の間にネットワークＩＤ設定部２１６を配備し、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３としてマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４におけるマルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係を用いた場合の例を示している。
【００５０】
これにより、アクセスネットワーク２のネットワークＩＤ設定部２１６を有する集線装置２１より下位に位置する装置は、実施形態１と同様に、ネットワークＩＤを設定されたＩＰパケットを処理する。そのため、エッジ装置１２がネットワークＩＤ設定部１２２を有する場合と比較して、マルチキャストツリーの規模を小さくすることができ、アクセスネットワーク２のネットワークＩＤ設定部２１６を有する集線装置２１より下位に位置する装置は、動的なマルチキャストツリーの更新に要する時間を短縮することができる。
【００５１】
（実施形態３）
実施形態３における集線装置２１の構成を図７に示す。集線装置２１は、上位側ポート２１１、下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎ、ネットワークＩＤ転送制御部２１３、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４、マルチキャスト視聴要求信号終端部２１７−１、・・・、２１７−Ｎ及びマルチキャスト視聴要求信号構成部２１８から構成される。実施形態３における集線装置２１が実施形態１における集線装置２１と異なる点は、マルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎに代えてマルチキャスト視聴要求信号終端部２１７−１、・・・、２１７−Ｎが構成要素である点、及びマルチキャスト視聴要求信号構成部２１８が新たな構成要素である点である。
【００５２】
マルチキャスト視聴要求信号終端部２１７−１、・・・、２１７−Ｎは、マルチキャスト視聴要求信号を上位側の装置へ転送しない点を除いて、マルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎと同じ動作を行う。マルチキャスト視聴要求信号構成部２１８は、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４で記憶管理されている自装置のマルチキャスト視聴状態を、自装置のマルチキャスト視聴要求信号として上位側の装置に通知する。もし自装置のマルチキャスト視聴状態に更新があれば、その都度自装置のマルチキャスト視聴要求信号を上位側の装置に通知する。
【００５３】
本実施形態においては、各集線装置２１において自装置に到着したマルチキャスト視聴要求信号を終端し、自装置の視聴状態のみをそれぞれ上位側の装置に通知するため、多数の集線装置２１により構成されるアクセスネットワーク２において、上位側に位置する集線装置２１に到達するマルチキャスト視聴要求信号が減少する。したがって、エッジ装置１２におけるネットワークＩＤ情報テーブル１２３や各集線装置２１におけるマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４の更新に関わる負荷が軽減する利点がある。
【００５４】
（実施形態４）
実施形態４におけるマルチキャストシステムを図８に示す。本実施形態では、実施形態１−３に加えて、ネットワークＩＤ制御部１３をＩＰコアネットワーク１に備え、ネットワークＩＤ制御信号読取部１２４をエッジ装置１２に備え、ネットワークＩＤ制御信号読取部２１９を集線装置２１に備える。ネットワークＩＤ制御部１３は、対応テーブル作成装置に対応する。
【００５５】
ネットワークＩＤ制御部１３は、マルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係を示すネットワークＩＤ制御信号を、エッジ装置１２及び各集線装置２１に通知する機能を持つ。ネットワークＩＤ制御信号読取部１２４、２１９は、ネットワークＩＤ制御信号を読み取り、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３またはマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４を更新する機能を持つ。
【００５６】
これにより、制御対象とするマルチキャストチャネルをネットワークＩＤ制御部１３において一括で管理することができるとともに、制御対象とするマルチキャストチャネルの変更があった場合にも、エッジ装置１２及び各集線装置２１で個別に変更に関わる設定を行うことなく、一括で変更に関わる設定を行うことが可能となる利点がある。
【００５７】
（実施形態５）
実施形態５におけるマルチキャストシステムを図９に示す。本実施形態では、実施形態４に加えて、ネットワークＩＤ制御信号同報配信部１３１をネットワークＩＤ制御部１３に備える。ネットワークＩＤ制御信号同報配信部１３１は、エッジ装置１２および各集線装置２１にネットワークＩＤ制御信号を同報配信する。
【００５８】
これにより、ネットワークＩＤ制御部１３がエッジ装置１２及び各集線装置２１を識別して管理する手間なく、エッジ装置１２及び各集線装置２１でマルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係を同期させることができる。
【００５９】
（実施形態６）
実施形態１−５におけるエッジ装置１２及び集線装置２１、並びに実施形態４、５におけるネットワークＩＤ制御部１３は、コンピュータ及びプログラムによっても実現することができる。当該プログラムを記録媒体に記録することも可能であり、当該プログラムをネットワークを通して提供することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係るマルチキャストシステムは、ＦＴＴＨをはじめとした高速サービスやＩＰＴＶなどの広帯域放送型サービスなどに有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１：ＩＰコアネットワーク
２：アクセスネットワーク
１１：マルチキャストルータ部
１２：エッジ装置
１３：ネットワークＩＤ制御部
２１：集線装置
１２１：アクセス側ポート
１２２：ネットワークＩＤ設定部
１２３：ネットワークＩＤ情報テーブル
１２４：ネットワークＩＤ制御信号読取部
１３１：ネットワークＩＤ制御信号同報配信部
２１１：上位側ポート
２１２：下位側ポート
２１３：ネットワークＩＤ転送制御部
２１４：マルチキャスト転送制御情報テーブル
２１５：マルチキャスト視聴要求信号読取部
２１６：ネットワークＩＤ設定部
２１７：マルチキャスト視聴要求信号終端部
２１８：マルチキャスト視聴要求信号構成部
２１９：ネットワークＩＤ制御信号読取部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に属し、特に、アクセスネットワークにおいて、マルチキャスト通信を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムなど、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）をはじめとした高速サービスが普及してきている。高速なネットワークサービスにおいては、ＩＰＴＶなどの広帯域放送型サービスが広く提供され、それらを効率的に提供するためにＩＰマルチキャストが利用されている。ＩＰマルチキャストは、端末からの視聴要求に応じ、動的に最適なマルチキャストツリーを構築する目的で用いられる。
【０００３】
従来のアクセス転送方式では、ＩＰｖ４やＩＰｖ６などの様々なプロトコルを利用するために、レイヤ３プロトコルに依存しないレイヤ２の転送機能を基本とする構成をとっている。また、通常、アクセスネットワークにおいては、複数の加入者回線が集線装置を用いて多重されＩＰコアネットワークに接続される。また、以下、アクセスネットワークとＩＰコアネットワークとの接続箇所に設置される装置をエッジ装置とする。このとき、面的に散在した需要を収容したり、各装置間のリンク帯域の制限から集線装置同士が接続される場合があるため、多くの場合、エッジ装置の数より集線装置の数の方が多い。
【０００４】
レイヤ２の転送装置で構成されたネットワークにおいては、マルチキャスト通信のＩＰパケットは、ブロードキャストのパケットと同様に同一のセグメントに所属する転送装置全体に転送される。アクセスネットワークにおいて最適なマルチキャストツリーを構築するために、エッジ装置にＰＩＭ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）などを用いたマルチキャストルータ部が配備される。また、アクセスネットワーク内の各集線装置に、非特許文献１に示される従来技術では、ＩＰｖ４においてＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）Ｐｒｏｘｙが配備され、ＩＰｖ６においてＭＬＤ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｌｉｓｔｅｎｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）Ｐｒｏｘｙが配備される。
【０００５】
ここで、以下、ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスをＤＡと表し、ＩＰパケットの送信元ＩＰアドレスをＳＡと表す。また、特定のＩＰマルチキャストアドレスをＧと表し、任意のＩＰソースアドレスを＊で表し、特定のＩＰソースアドレスをＳで表す。また、＊とＧの組＜＊，Ｇ＞、ＳとＧの組＜Ｓ，Ｇ＞により、特定のマルチキャストチャネルを表す。すなわち、例えばＩＰソースアドレスがＳ１である放送局がＩＰマルチキャストアドレスがＧ１である放送を提供している場合、＜Ｓ１，Ｇ１＞によって一意に特定される当該放送による一連のデータフロー、つまりＩＰパケットのうちＳＡがＳ１でありＤＡがＧ１であるＩＰパケットの集合をマルチキャストチャネル＜Ｓ１，Ｇ1＞と呼ぶ。
【０００６】
ＩＧＭＰ／ＭＬＤ Ｐｒｏｘｙにおいては、各集線装置において配下装置からのマルチキャスト視聴要求信号を監視し、配下装置のマルチキャストチャネルへの参加状態を保持する。ここで、マルチキャスト視聴要求信号は、視聴開始要求(以下Ａｌｌｏｗとする)、視聴離脱要求(以下Ｂｌｏｃｋとする)や、視聴状態報告などである。各集線装置は、上記マルチキャストチャネルへの参加状態をもとに自装置に到着したＩＰパケットに対し、ルックアップ・コピー・フィルタなどの処理によりマルチキャスト転送制御を行うことで、視聴中であるマルチキャストチャネルのみを配下装置へ転送することにより、最適なマルチキャストツリーを構築する。
【０００７】
上記のＩＰマルチキャスト転送制御は、ＳＳＭ（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）をサポートしないＩＧＭＰｖ２（ＩＧＭＰ Ｖｅｒｓｉｏｎ ２）／ＭＬＤｖ１（ＭＬＤ Ｖｅｒｓｉｏｎ １）では＜＊，Ｇ＞単位に行われ、ＳＳＭをサポートするＩＧＭＰｖ３（ＩＧＭＰ Ｖｅｒｓｉｏｎ ３）／ＭＬＤｖ２（ＭＬＤ Ｖｅｒｓｉｏｎ ２）では＜Ｓ，Ｇ＞単位に行われる。従って、各集線装置は、ＩＧＭＰｖ２／ＭＬＤｖ１ではＤＡを制御キーとし、ＩＧＭＰｖ３／ＭＬＤｖ２ではＤＡとＳＡの組を制御キーとして、ＩＰマルチキャスト転送制御を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＲＦＣ４６０５ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＩＧＭＰ）／Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｌｉｓｔｅｎｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ（ＭＬＤ）−Ｂａｓｅｄ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ （“ＩＧＭＰ／ＭＬＤ Ｐｒｏｘｙｉｎｇ”）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
マルチキャスト転送制御のためのルックアップ・コピー・フィルタなどの処理は、制御キー長が長いほど処理負荷が大きく、高速なメモリや並列処理が必要となってくる。ここで、最適なマルチキャストツリー構築による帯域集約効果が高いＩＰＴＶなどの広帯域放送型サービスで提供されるマルチキャストチャネル数は、典型的には高々数百チャネル程度である。しかし、例えばＭＬＤｖ２においては、各々１２８ｂｉｔであるＩＰｖ６ ＳＡ，ＤＡの計２５６ｂｉｔを制御キーとして転送制御を行う。つまり、従来技術では現実的に想定され、制御を要するマルチキャストチャネル数より広大なアドレス空間を持つ制御キーに対し、転送制御を行わなければならない。そこで、制御対象とするマルチキャストチャネルを一意に識別し転送制御を行うためには、過剰な性能を持つ電子回路の実装やその回路上での不要な処理負荷が生じるという課題がある。
【００１０】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、アクセスネットワークを構成する各集線装置において、適切な機能配備を実施することで各集線装置における回路実装規模を削減または処理負荷を低減したうえで、アクセスネットワークにおいて最適なマルチキャストツリーを構築可能なマルチキャストシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、ビット長が宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせより短く、マルチキャストチャネルと１対１に対応する識別子を、ＩＰパケットに設定することとした。
【００１２】
具体的には、本発明は、ＩＰマルチキャストアドレス又はＩＰソースアドレス及びＩＰマルチキャストアドレスの組み合わせにより一意に識別されるマルチキャストチャネル、並びにビット長が宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせより短い識別子の対応関係を記憶しており、前記マルチキャストチャネルを受信したときに、前記マルチキャストチャネルと対応付けられた前記識別子をＩＰパケットに設定する識別子設定装置と、前記識別子、前記マルチキャストアドレス及び転送ポートの対応関係を記憶しており、前記識別子が設定されたＩＰパケットを前記識別子設定装置から受信したときに、前記識別子と対応付けられた前記転送ポートに、前記識別子が設定されたＩＰパケットを出力するデータ転送装置と、を備えることを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００１３】
この構成によれば、データ転送装置において回路実装規模を削減または処理負荷を低減するマルチキャストシステムを提供することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記識別子のビット長は、宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせのビット長より短く、前記識別子及び前記マルチキャストチャネルを１対１に対応させるために必要な最小のビット長より長いことを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００１５】
この構成によれば、識別子及びマルチキャストチャネルを確実に１対１に対応させるマルチキャストシステムを提供することができる。
【００１６】
また、本発明は、前記識別子設定装置は、マルチキャストツリーの最上位に位置するエッジ装置であることを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００１７】
この構成によれば、マルチキャストツリーの最上位に位置するエッジ装置のみが、マルチキャストチャネルと識別子を対応付ける処理を行い、マルチキャストツリーを構成するアクセスネットワークに位置する装置は、識別子を設定されたＩＰパケットを処理する。そのため、マルチキャストツリーを構成するアクセスネットワーク全体において回路実装規模を削減または処理負荷を低減することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記識別子設定装置は、マルチキャストツリーの最上位に位置する集線装置であることを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００１９】
この構成によれば、マルチキャストツリーの最上位に位置する集線装置は、ＩＰパケットに識別子を設定し、当該集線装置より下位に位置する装置は、識別子を設定されたＩＰパケットを処理する。そのため、アクセスネットワークを構成する任意の集線装置を最上位としてマルチキャストツリーを構築することができ、動的なマルチキャストツリー更新に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
また、本発明は、前記データ転送装置は、前記マルチキャストチャネルを制御対象とするマルチキャスト視聴要求信号を前記マルチキャストツリーを構成するより下位の各装置から受信し、前記各マルチキャストチャネルをすべて制御対象とするマルチキャスト視聴要求信号を、自己のマルチキャスト視聴要求信号として構成し前記マルチキャストツリーを構成するより上位の装置に送信することを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００２１】
この構成によれば、データ転送装置より上位の装置は、データ転送装置より下位のすべての装置のマルチキャスト視聴要求を、データ転送装置より下位のすべての装置から個別になされるのではなく、データ転送装置から一括してなされる。そのため、データ転送装置より上位の装置は、データ転送装置より下位のすべての装置のマルチキャスト視聴要求を受け付けマルチキャスト通信を更新するのに要する負担を低減することができる。
【００２２】
また、本発明は、前記マルチキャストチャネル及び前記識別子の対応関係を示す対応テーブルを作成し、前記対応テーブルを前記識別子設定装置及び前記データ転送装置に配信する対応テーブル作成装置、をさらに備えることを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００２３】
この構成によれば、対応テーブルの作成を、識別子設定装置及びデータ転送装置が個別に行うのではなく、対応テーブル作成装置が一括して行うことができる。
【００２４】
また、本発明は、前記対応テーブル作成装置は、前記対応テーブルを前記識別子設定装置及び前記データ転送装置に同報配信することを特徴とするマルチキャストシステムである。
【００２５】
この構成によれば、対応テーブル作成装置は、対応テーブルを配信する負担を低減することができるとともに、識別子設定装置及びデータ転送装置は、対応テーブルを相互に同期させることを容易にすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、アクセスネットワークを構成する各集線装置において、適切な機能配備を実施することで各集線装置における回路実装規模を削減または処理負荷を低減したうえで、アクセスネットワークにおいて最適なマルチキャストツリーを構築可能なマルチキャストシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態１におけるマルチキャストシステムを示す図である。
【図２】実施形態１におけるエッジ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態１におけるネットワークＩＤ情報テーブルの例を示す図である。
【図４】実施形態１における集線装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態１におけるマルチキャスト転送制御情報テーブルの例を示す図である。
【図６】実施形態２における集線装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態３における集線装置の構成を示すブロック図である。
【図８】実施形態４におけるマルチキャストシステムを示す図である。
【図９】実施形態５におけるマルチキャストシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２９】
（実施形態１）
本実施形態におけるマルチキャストシステムを図１に示す。マルチキャストシステムは、ＩＰコアネットワーク１及びアクセスネットワーク２から構成される。ＩＰコアネットワーク１は、マルチキャストルータ部１１及びエッジ装置１２から構成される。アクセスネットワーク２は、集線装置２１−１、２１−２、・・・、２１−Ｎから構成される。エッジ装置１２は、識別子設定装置に対応し、集線装置２１−１、２１−２、・・・、２１−Ｎは、データ転送装置に対応する。ＩＰコアネットワーク１の内部に、あるいは、ＩＰコアネットワーク１の外部でかつアクセスネットワーク２の外部に、ＩＰパケットの配信元であるＩＰソースアドレスを有する装置が配備される。
【００３０】
エッジ装置１２は、制御対象とするマルチキャストチャネルに対して、マルチキャストツリーを構築するアクセスネットワーク２の最上位のマルチキャストパケット流入箇所として、ＩＰコアネットワーク１とアクセスネットワーク２との接続点に配備され、アクセスネットワーク２においては、一台もしくは複数台の集線装置２１に接続される。図１では、エッジ装置１２と集線装置２１−１が接続され、集線装置２１−１を上位側として集線装置２１−２、・・・、２１−Ｎが接続されている。
【００３１】
マルチキャストルータ部１１は、アクセスネットワーク２側からのマルチキャスト視聴要求信号を受けて、ＩＰコアネットワーク１側からアクセスネットワーク２側へのマルチキャスト転送制御、およびＩＰコアネットワーク１におけるマルチキャストルーティングを行う。
【００３２】
本実施形態におけるエッジ装置１２の構成を図２に示す。エッジ装置１２は、アクセス側ポート１２１、ネットワークＩＤ設定部１２２及びネットワークＩＤ情報テーブル１２３から構成される。ネットワークＩＤは識別子に対応し、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３は、対応テーブルに対応する。
【００３３】
アクセス側ポート１２１は、集線装置２１−１と接続するために、アクセスネットワーク２側へ接続される。ネットワークＩＤ情報テーブル１２３は、マルチキャストチャネルとネットワークＩＤを関連付けて記憶管理する。ネットワークＩＤ設定部１２２は、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３をもとに、ＩＰパケットにネットワークＩＤを設定する。ここで言うネットワークＩＤの設定とは、ネットワークＩＤの付加、またはＭＡＣアドレス等の既存のＩＤの一部書き換えを表す。
【００３４】
本実施形態におけるネットワークＩＤ情報テーブル１２３の例を図３に示す。本例では＜Ｓ，Ｇ＞に対しネットワークＩＤを対応付けて記憶管理する。ネットワークＩＤ情報テーブル１２３で記憶管理される＜Ｓ，Ｇ＞の数は、ＩＧＭＰｖ２／ＭＬＤｖ１ではＤＡの数となり、ＩＧＭＰｖ３／ＭＬＤｖ２ではＤＡとそのＤＡに対して送信可能なＳＡの組み合わせになる。例えば、放送局Ｓ１が放送Ｇ１、Ｇ２をともに提供しており、放送局Ｓ２が放送Ｇ１のみを提供している場合、制御すべきチャネルは＜Ｓ１，Ｇ１＞、＜Ｓ１，Ｇ２＞、＜Ｓ２，Ｇ１＞となる。
【００３５】
ネットワークＩＤ設定部１２２は、ＩＰコアネットワーク１側から入力されたＩＰパケットのＳＡ、ＤＡを読み取り、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３に記載の＜Ｓ，Ｇ＞に対応するＳＡ、ＤＡであるＩＰパケットであれば、対応するネットワークＩＤを設定してアクセスネットワーク２側へ転送する。
【００３６】
本実施形態のマルチキャストシステムにおいては、制御対象とするマルチキャストチャネル数を一意に識別可能な制御キー長を有する任意の識別子をネットワークＩＤとして選べばよい。例えば、制御対象とするマルチキャストチャネル数が２００であった場合、８ｂｉｔ以上の識別子（このとき、識別可能なマルチキャストチャネル数は２５６以上）であればよい。ネットワークＩＤの制御キー長が８ｂｉｔであれば、ＭＬＤｖ２におけるＳＡ、ＤＡの計２５６ｂｉｔに対して１／３２の十分小さな制御キー長である。ここで、ネットワークＩＤとしては、通常のアクセス転送方式で通常用いられるＶＬＡＮ ＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）や、ＩＰｖ６ Ｆｌｏｗ Ｌａｂｅｌ、ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）Ｓｈｉｍヘッダや、これら識別子の一部のビットあるいはそれらの組み合わせなど、任意の識別子を用いてもよい。
【００３７】
本実施形態における集線装置２１の構成を図４に示す。集線装置２１は、上位側ポート２１１、下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎ、ネットワークＩＤ転送制御部２１３、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４及びマルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎから構成される。下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎは、転送ポートに対応し、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４は、対応テーブルに対応する。
【００３８】
上位側ポート２１１は、ＩＰコアネットワーク１側もしくは上位側の集線装置２１へ接続される。下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎは、下位側の集線装置２１もしくは下位側の他の装置に接続される。マルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎは、複数の下位側の装置からのマルチキャスト視聴要求信号を、下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎの単位で読み取る。
【００３９】
マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４は、マルチキャストチャネル、ネットワークＩＤ、及びマルチキャスト視聴要求信号を受信した下位側ポート２１２を表すポートＩＤのうち当該マルチキャストチャネルを視聴中であるポートＩＤを関連付けて記憶管理する。ネットワークＩＤ転送制御部２１３は、上位側ポート２１１から入力されたＩＰパケットのネットワークＩＤがマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４に登録されているならば、当該マルチキャストチャネルを視聴中である下位側ポート２１２へのみ転送する。ネットワークＩＤ転送制御部２１３は、上位側ポート２１１から入力されたＩＰパケットのネットワークＩＤがマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４に登録されているとしても、当該ポートＩＤがｎｕｌｌであり当該マルチキャストチャネルが視聴されていないならば、ＩＰパケットをいずれの下位側ポート２１２へも転送しない。
【００４０】
本実施形態におけるマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４の例を図５に示す。本例では＜Ｓ，Ｇ＞、ネットワークＩＤ、ポートＩＤを関連付けて記憶管理する。
【００４１】
本実施形態におけるマルチキャストシステムにおいては、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３におけるマルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係、及びマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４におけるマルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係は同一である。これらの対応関係は、あらかじめエッジ装置１２のネットワークＩＤ情報テーブル１２３及び各集線装置２１の各マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４に登録しておいてもよいし、実施形態４及び実施形態５のように、ネットワークＩＤ制御部１３から設定してもよい。
【００４２】
マルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎは、それぞれ下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎから入力されたマルチキャスト視聴要求信号を読み取り、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４を更新する。これにより、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４におけるマルチキャストチャネルとポートＩＤとの対応関係において、常に当該マルチキャストチャネルを視聴中であるポートＩＤに対応させる。このとき、マルチキャスト視聴要求信号はマルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎを透過し上位側へ転送される。
【００４３】
また、図４に示されているように、下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎの単位で、視聴要求対象の＜Ｓ，Ｇ＞およびＡｌｌｏｗまたはＢｌｏｃｋを出力することにより、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４を更新する様子が示されている。例えば、ポートｍから現在視聴中でない＜Ｓｍ，Ｇｍ＞に関する視聴開始要求であるＡｌｌｏｗが読み取られた場合、当該＜Ｓｍ，Ｇｍ＞とネットワークＩＤに対応付けられたポートＩＤとしてｍを登録する。また、ポートｍから現在視聴中である＜Ｓｍ，Ｇｍ＞に関する視聴離脱要求であるＢｌｏｃｋが読み取られた場合、当該＜Ｓｍ，Ｇｍ＞とネットワークＩＤに対応付けられたポートＩＤを削除しｎｕｌｌに更新する。
【００４４】
ネットワークＩＤ転送制御部２１３は、上位側ポート２１１から入力されたＩＰパケットのネットワークＩＤを読み取り、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４で記憶管理されている通りに転送制御を行う。すわなち、図５に示されているように、ＩＰパケットのネットワークＩＤが＜Ｓ１，Ｇ１＞に対応するネットワークＩＤであったならば、ポートＩＤが１である下位側ポート２１２にのみ当該ＩＰパケットを転送する。
【００４５】
本実施形態における動作を説明する。各集線装置２１は、下位側の装置からのマルチキャスト視聴要求信号を監視しており、下位側の装置がどのマルチキャストチャネルを視聴中であるかをマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４で記憶管理している。ＩＰコアネットワーク１側からエッジ装置１２に入力されたＩＰパケットのＳＡ、ＤＡが、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３に記載のマルチキャストチャネルに対応するものであれば、ネットワークＩＤ設定部１２２は当該ＩＰパケットに当該ネットワークＩＤを設定してアクセスネットワーク２へ送出する。
【００４６】
エッジ装置１２におけるネットワークＩＤ情報テーブル１２３と集線装置２１のマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４において、マルチキャストチャネルとネットワークＩＤは１対１に対応している。そのため、各集線装置２１は、上位側ポート２１１から入力されたＩＰパケットのネットワークＩＤを読み取りマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４を参照して、当該ネットワークＩＤに対応するマルチキャストチャネルを視聴中の配下装置が存在する下位側ポート２１２にのみ転送制御を行うことで、最適なマルチキャストツリーを構築することができる。
【００４７】
以上の動作において、＜Ｓ，Ｇ＞を制御キーとするラインレートでの処理は、エッジ装置１２で行うのみとなり、各集線装置２１で行う必要がなくなる。また、用いているネットワークＩＤは＜Ｓ，Ｇ＞より十分負荷が小さな制御キーであるため、各集線装置２１の回路実装規模や装置負荷を低減した上で最適なマルチキャストツリーを構築することができる。また、各集線装置２１はそれぞれ視聴状態に変化があった場合、その変化内容に応じてマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４を更新するため、視聴状況が変化したとしても動的に最適なマルチキャストツリーを再構築することができる。
【００４８】
（実施形態２）
実施形態２における集線装置２１の構成を図６に示す。集線装置２１は、上位側ポート２１１、下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎ、ネットワークＩＤ転送制御部２１３、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４、マルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎ及びネットワークＩＤ設定部２１６から構成される。図６に示した集線装置２１は、アクセスネットワーク２内のマルチキャストツリーの最上位に位置する集線装置２１であり、識別子設定装置に対応する。図４に示した集線装置２１は、図６に示した集線装置２１より下位に位置する集線装置２１であり、データ転送装置に対応する。
【００４９】
本実施形態は、ネットワークＩＤ設定部２１６を集線装置２１内に配備することを特徴とするものである。このとき、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３として、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４におけるマルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係を用いるなど、エッジ機能と集線装置２１で重複する機能がある場合は共用してもよい。図６では、上位側ポート２１１とネットワークＩＤ転送制御部２１３の間にネットワークＩＤ設定部２１６を配備し、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３としてマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４におけるマルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係を用いた場合の例を示している。
【００５０】
これにより、アクセスネットワーク２のネットワークＩＤ設定部２１６を有する集線装置２１より下位に位置する装置は、実施形態１と同様に、ネットワークＩＤを設定されたＩＰパケットを処理する。そのため、エッジ装置１２がネットワークＩＤ設定部１２２を有する場合と比較して、マルチキャストツリーの規模を小さくすることができ、アクセスネットワーク２のネットワークＩＤ設定部２１６を有する集線装置２１より下位に位置する装置は、動的なマルチキャストツリーの更新に要する時間を短縮することができる。
【００５１】
（実施形態３）
実施形態３における集線装置２１の構成を図７に示す。集線装置２１は、上位側ポート２１１、下位側ポート２１２−１、・・・、２１２−Ｎ、ネットワークＩＤ転送制御部２１３、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４、マルチキャスト視聴要求信号終端部２１７−１、・・・、２１７−Ｎ及びマルチキャスト視聴要求信号構成部２１８から構成される。実施形態３における集線装置２１が実施形態１における集線装置２１と異なる点は、マルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎに代えてマルチキャスト視聴要求信号終端部２１７−１、・・・、２１７−Ｎが構成要素である点、及びマルチキャスト視聴要求信号構成部２１８が新たな構成要素である点である。
【００５２】
マルチキャスト視聴要求信号終端部２１７−１、・・・、２１７−Ｎは、マルチキャスト視聴要求信号を上位側の装置へ転送しない点を除いて、マルチキャスト視聴要求信号読取部２１５−１、・・・、２１５−Ｎと同じ動作を行う。マルチキャスト視聴要求信号構成部２１８は、マルチキャスト転送制御情報テーブル２１４で記憶管理されている自装置のマルチキャスト視聴状態を、自装置のマルチキャスト視聴要求信号として上位側の装置に通知する。もし自装置のマルチキャスト視聴状態に更新があれば、その都度自装置のマルチキャスト視聴要求信号を上位側の装置に通知する。
【００５３】
本実施形態においては、各集線装置２１において自装置に到着したマルチキャスト視聴要求信号を終端し、自装置の視聴状態のみをそれぞれ上位側の装置に通知するため、多数の集線装置２１により構成されるアクセスネットワーク２において、上位側に位置する集線装置２１に到達するマルチキャスト視聴要求信号が減少する。したがって、エッジ装置１２におけるネットワークＩＤ情報テーブル１２３や各集線装置２１におけるマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４の更新に関わる負荷が軽減する利点がある。
【００５４】
（実施形態４）
実施形態４におけるマルチキャストシステムを図８に示す。本実施形態では、実施形態１−３に加えて、ネットワークＩＤ制御部１３をＩＰコアネットワーク１に備え、ネットワークＩＤ制御信号読取部１２４をエッジ装置１２に備え、ネットワークＩＤ制御信号読取部２１９を集線装置２１に備える。ネットワークＩＤ制御部１３は、対応テーブル作成装置に対応する。
【００５５】
ネットワークＩＤ制御部１３は、マルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係を示すネットワークＩＤ制御信号を、エッジ装置１２及び各集線装置２１に通知する機能を持つ。ネットワークＩＤ制御信号読取部１２４、２１９は、ネットワークＩＤ制御信号を読み取り、ネットワークＩＤ情報テーブル１２３またはマルチキャスト転送制御情報テーブル２１４を更新する機能を持つ。
【００５６】
これにより、制御対象とするマルチキャストチャネルをネットワークＩＤ制御部１３において一括で管理することができるとともに、制御対象とするマルチキャストチャネルの変更があった場合にも、エッジ装置１２及び各集線装置２１で個別に変更に関わる設定を行うことなく、一括で変更に関わる設定を行うことが可能となる利点がある。
【００５７】
（実施形態５）
実施形態５におけるマルチキャストシステムを図９に示す。本実施形態では、実施形態４に加えて、ネットワークＩＤ制御信号同報配信部１３１をネットワークＩＤ制御部１３に備える。ネットワークＩＤ制御信号同報配信部１３１は、エッジ装置１２および各集線装置２１にネットワークＩＤ制御信号を同報配信する。
【００５８】
これにより、ネットワークＩＤ制御部１３がエッジ装置１２及び各集線装置２１を識別して管理する手間なく、エッジ装置１２及び各集線装置２１でマルチキャストチャネルとネットワークＩＤの対応関係を同期させることができる。
【００５９】
（実施形態６）
実施形態１−５におけるエッジ装置１２及び集線装置２１、並びに実施形態４、５におけるネットワークＩＤ制御部１３は、コンピュータ及びプログラムによっても実現することができる。当該プログラムを記録媒体に記録することも可能であり、当該プログラムをネットワークを通して提供することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係るマルチキャストシステムは、ＦＴＴＨをはじめとした高速サービスやＩＰＴＶなどの広帯域放送型サービスなどに有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１：ＩＰコアネットワーク
２：アクセスネットワーク
１１：マルチキャストルータ部
１２：エッジ装置
１３：ネットワークＩＤ制御部
２１：集線装置
１２１：アクセス側ポート
１２２：ネットワークＩＤ設定部
１２３：ネットワークＩＤ情報テーブル
１２４：ネットワークＩＤ制御信号読取部
１３１：ネットワークＩＤ制御信号同報配信部
２１１：上位側ポート
２１２：下位側ポート
２１３：ネットワークＩＤ転送制御部
２１４：マルチキャスト転送制御情報テーブル
２１５：マルチキャスト視聴要求信号読取部
２１６：ネットワークＩＤ設定部
２１７：マルチキャスト視聴要求信号終端部
２１８：マルチキャスト視聴要求信号構成部
２１９：ネットワークＩＤ制御信号読取部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰマルチキャストアドレス又はＩＰソースアドレス及びＩＰマルチキャストアドレスの組み合わせにより一意に識別されるマルチキャストチャネル、並びにビット長が宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせより短い識別子の対応関係を記憶しており、前記マルチキャストチャネルを受信したときに、前記マルチキャストチャネルと対応付けられた前記識別子をＩＰパケットに設定する識別子設定装置と、
前記識別子、前記マルチキャストアドレス及び転送ポートの対応関係を記憶しており、前記識別子が設定されたＩＰパケットを前記識別子設定装置から受信したときに、前記識別子と対応付けられた前記転送ポートに、前記識別子が設定されたＩＰパケットを出力するデータ転送装置と、
を備えることを特徴とするマルチキャストシステム。
【請求項２】
前記識別子のビット長は、宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせのビット長より短く、前記識別子及び前記マルチキャストチャネルを１対１に対応させるために必要な最小のビット長より長いことを特徴とする、請求項１に記載のマルチキャストシステム。
【請求項３】
前記識別子設定装置は、マルチキャストツリーの最上位に位置するエッジ装置であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のマルチキャストシステム。
【請求項４】
前記識別子設定装置は、マルチキャストツリーの最上位に位置する集線装置であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のマルチキャストシステム。
【請求項５】
前記データ転送装置は、前記マルチキャストチャネルを制御対象とするマルチキャスト視聴要求信号を前記マルチキャストツリーを構成するより下位の各装置から受信し、前記各マルチキャストチャネルをすべて制御対象とするマルチキャスト視聴要求信号を、自己のマルチキャスト視聴要求信号として構成し前記マルチキャストツリーを構成するより上位の装置に送信することを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載のマルチキャストシステム。
【請求項６】
前記マルチキャストチャネル及び前記識別子の対応関係を示す対応テーブルを作成し、前記対応テーブルを前記識別子設定装置及び前記データ転送装置に配信する対応テーブル作成装置、をさらに備えることを特徴とする、請求項１から請求項５に記載のいずれかのマルチキャストシステム。
【請求項７】
前記対応テーブル作成装置は、前記対応テーブルを前記識別子設定装置及び前記データ転送装置に同報配信することを特徴とする、請求項６に記載のマルチキャストシステム。
【請求項１】
ＩＰマルチキャストアドレス又はＩＰソースアドレス及びＩＰマルチキャストアドレスの組み合わせにより一意に識別されるマルチキャストチャネル、並びにビット長が宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせより短い識別子の対応関係を記憶しており、前記マルチキャストチャネルを受信したときに、前記マルチキャストチャネルと対応付けられた前記識別子をＩＰパケットに設定する識別子設定装置と、
前記識別子、前記マルチキャストアドレス及び転送ポートの対応関係を記憶しており、前記識別子が設定されたＩＰパケットを前記識別子設定装置から受信したときに、前記識別子と対応付けられた前記転送ポートに、前記識別子が設定されたＩＰパケットを出力するデータ転送装置と、
を備えることを特徴とするマルチキャストシステム。
【請求項２】
前記識別子のビット長は、宛先ＩＰアドレス又は送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスの組み合わせのビット長より短く、前記識別子及び前記マルチキャストチャネルを１対１に対応させるために必要な最小のビット長より長いことを特徴とする、請求項１に記載のマルチキャストシステム。
【請求項３】
前記識別子設定装置は、マルチキャストツリーの最上位に位置するエッジ装置であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のマルチキャストシステム。
【請求項４】
前記識別子設定装置は、マルチキャストツリーの最上位に位置する集線装置であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のマルチキャストシステム。
【請求項５】
前記データ転送装置は、前記マルチキャストチャネルを制御対象とするマルチキャスト視聴要求信号を前記マルチキャストツリーを構成するより下位の各装置から受信し、前記各マルチキャストチャネルをすべて制御対象とするマルチキャスト視聴要求信号を、自己のマルチキャスト視聴要求信号として構成し前記マルチキャストツリーを構成するより上位の装置に送信することを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載のマルチキャストシステム。
【請求項６】
前記マルチキャストチャネル及び前記識別子の対応関係を示す対応テーブルを作成し、前記対応テーブルを前記識別子設定装置及び前記データ転送装置に配信する対応テーブル作成装置、をさらに備えることを特徴とする、請求項１から請求項５に記載のいずれかのマルチキャストシステム。
【請求項７】
前記対応テーブル作成装置は、前記対応テーブルを前記識別子設定装置及び前記データ転送装置に同報配信することを特徴とする、請求項６に記載のマルチキャストシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−４９６４４（Ｐ２０１２−４９６４４Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８７６３８（Ｐ２０１０−１８７６３８）
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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