マルチキャスト通信におけるパケット再送制御方法及び装置
【課題】マルチキャスト通信における、パケット欠落時のパケット再送制御技術に関し、トラフィックの増加と訂正遅延の問題を同時に解決する。
【解決手段】端末Ｃから端末Ａへの転送において、パケット欠落が発生する。端末Ａから端末Ｃに、再送要求が送信される。再送要求において、同時送信先リストとして端末Ｂアドレスが送信される。端末Ａからグループ内下流に、パケット欠落情報が転送される。端末Ｃから端末Ａへ、パケットが再送される。端末Ａは、受信した再送パケットをマルチキャストする。端末Ｃから端末Ｂへ、パケットが再送される。端末Ｂは、受信した再送パケットを、通常の転送パケットとして欠落場所に補填し、その後そのパケットをマルチキャストする。グループ３では、転送データ“２”の欠落情報の転送が不必要となり、トラフィックの増加及び訂正遅延が解消できる。
【解決手段】端末Ｃから端末Ａへの転送において、パケット欠落が発生する。端末Ａから端末Ｃに、再送要求が送信される。再送要求において、同時送信先リストとして端末Ｂアドレスが送信される。端末Ａからグループ内下流に、パケット欠落情報が転送される。端末Ｃから端末Ａへ、パケットが再送される。端末Ａは、受信した再送パケットをマルチキャストする。端末Ｃから端末Ｂへ、パケットが再送される。端末Ｂは、受信した再送パケットを、通常の転送パケットとして欠落場所に補填し、その後そのパケットをマルチキャストする。グループ３では、転送データ“２”の欠落情報の転送が不必要となり、トラフィックの増加及び訂正遅延が解消できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャスト通信における、パケット欠落時のパケット再送制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰ（インターネットプロトコル）網でのパケット欠落の再送処理（ＡＲＱ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）は、パケット欠落をＡＣＫ（正常応答）やＮＡＣＫ（異常応答）の応答により判断し、欠落したパケットを再送する処理である。
【０００３】
このＡＲＱがマルチキャスト通信やＡＬＭ（アプリケーションレイヤマルチキャスト）に適用された場合、以下の問題が発生する。
即ち、欠落したパケットの訂正を待ちデータが揃ってから下流端末への転送が行われると、訂正遅延が発生する。図１８に示されるように、上流での訂正遅延は下流に伝播し、欠落が発生する毎に遅延は加算され、下流の端末でバッファの破綻が発生する。
【０００４】
従来技術１：上記訂正遅延を抑制するために、訂正（再送）処理中もパケットの転送を継続する従来技術が知られている。図１９に、この従来技術による再送処理の概要を示す。この手法では、下流端末にパケットの欠落情報が伝播するため、伝播した各端末からの再送要求が抑制される。更に、再送パケットがマルチキャストされることにより、下流端末での訂正が行われる。
【０００５】
従来技術２：下記特許文献１が開示するネットワークおよび通信装置は、ＡＬＭにおいて、親子関係および兄弟関係を持ち、ＡＣＫまたはＮＡＣＫは兄（兄がいない場合は親）に送ることを特徴としている。これによりＡＣＫやＮＡＣＫの応答やパケットの再送の集中がなく、トラフィックの増加が分散されため、葉の部分に位置する端末においてもバッファの破綻は発生しない。
【特許文献１】特開２００７−２２８０６３号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８２７４号公報
【特許文献３】特開２００４−１９９５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前述の従来技術１は、欠落情報の転送によるトラフィックの増加が発生するという問題点を有している。
また、前述の従来技術２は、親から葉への直接再送は行われないため、欠落したパケットの訂正遅延は大きくなる（親→兄→自となるため）。このためパケットの欠落が伝播し、訂正の遅延がさらに大きくなる場合があるという問題点を有している。
【０００７】
以上のように、マルチキャスト通信における再送処理では、トラフィックの増加と訂正遅延が問題となるが、どちらも同時に軽減して解決した従来技術はなく、特にストリーミング配信においては、訂正遅延が大きくなると動画の崩れが発生するなどの問題点を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、トラフィックの増加と訂正遅延の問題を同時に解決することにある。
本発明は、配信経路上の端末装置が階層的にグループ化されたマルチキャスト配信システムにおけるパケット欠落時の再送制御を行う方法又は装置を前提とする。
【０００９】
再送要求送信ステップ（図１１）では、受信パケットの欠落を検出した第１の端末装置が、その第１の端末装置の上流に位置する第２の端末装置へ、第１の端末装置及びそれが属するグループよりも下流にあるグループ内で最初にパケットを受信する第３の端末装置へのパケット再送要求を送信する。
【００１０】
再送パケット送信ステップ（図１５）では、その再送要求を受信した第２の端末装置が、第１の端末装置及び第３の端末装置の両方に再送パケットを送信する。
上述の発明の構成において、更に、以下の欠落情報転送ステップと再送パケット転送ステップを含むように構成することができる。
【００１１】
即ち、欠落情報転送ステップ（図１４）では、第１の端末装置が、パケット欠落情報を、第１の端末装置の下流に位置する各端末装置に順次転送する。
そして、再送パケット転送ステップ（図１６）では、第１の端末装置が、第２の端末装置から受信した再送パケットを、第１の端末装置の下流に位置する各端末装置に順次転送する。
【００１２】
上述の発明の構成において、更に、以下の破棄ステップを含むように構成することができる。
即ち、破棄ステップ（図１４、図１６）では、第３の端末装置は、それが属するグループの上流のグループから転送されてきたパケット欠落情報及びそれに対応して転送されてきた再送パケットを破棄する。
【００１３】
或いは、他の破棄ステップでは、第１の端末装置が属するグループでは、下流端末へ転送されるパケット欠落情報及び再送パケットを、そのグループ内の最終端末で破棄する。
ここまでの発明の構成において、第３の端末装置は、それが属するグループよりも上流のグループから受信した通常パケットに対して、第２の端末装置から受信した再送パケットを通常パケットとして補填して、第３の端末装置の下流に位置する端末装置に送信するパケット補填ステップを更に含むように構成することができる。
【００１４】
グループ管理が行われ、パケットが欠落した場合、自端末への再送要求と、下流グループ端末への再送要求とが、同時に上流端末に送信される。
再送要求を受けた上流端末は、当該端末と要求を受けた下流にあるグループの端末両方に、再送パケットを送信する。
【００１５】
上流グループからの再送パケットを受信した端末は、再送パケットによって通常パケットを補填することにより、パケットの欠落情報と再送パケットの転送を止め、下流端末へは通常のパケット転送とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、パケットの欠落の伝播を抑止でき、従来技術におけるトラフィックの増加や訂正遅延は任意のグループ内に留まらせることが可能となり、その下流端末におけるトラフィックの増加と訂正遅延を解消することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本実施形態の原理説明
以下に説明する実施形態では、配信経路の端末（ノード）が階層的にグループ化されたマルチキャスト配信システムにおいて、パケット欠落時の再送処理として、パケット欠落情報の伝播が予測される下流端末グループ内の端末にも、再送元から直接再送パケットが
送信（先送り）されるように制御されることで、パケット欠落の伝播が抑止される。
【００１８】
本実施形態における再送処理の動作原理について、図１の原理説明図に基づいて説明する。
パケット欠落時の再送処理を以下に示す。
【００１９】
ステップ１：端末Ｃから端末Ａへの転送において、パケット欠落が発生する。
ステップ２：端末Ａから端末Ｃに、再送要求が送信される。再送要求において、同時送信先リストとして端末Ｂアドレスが送信される。
ステップ３：端末Ａからグループ内下流に、パケット欠落情報が転送される。
ステップ４：端末Ｃから端末Ａへ、パケットが再送される。端末Ａは、受信した再送パケットをマルチキャストする。
ステップ５：端末Ｃから端末Ｂへ、パケットが再送される。
ステップ６：端末Ｂは、受信した再送パケットを、通常の転送パケットとして欠落場所に補填し、その後そのパケットをマルチキャストする。
【００２０】
以上の動作により、グループ３では、転送データ“２”の欠落情報の転送が不必要となり、トラフィックの増加及び訂正遅延が解消できる。
【００２１】
本実施形態の詳細説明
図２は、本実施形態の基本構成図である。
制御部２０１は、時間管理部２０１−１、接続情報部２０１−２、グループ管理情報部２０１−３、及び再送先リスト検索部２０１−４により構成される。
【００２２】
制御部２０１は、受信制御部２０２、送信制御部２０３の起動、動作タイミングの制御や再送要求の制御を行う。
制御部２０１は、欠落パケットの再送要求が行われる際（受信制御部２０２から再送要求を受けた際）には、接続情報部２０１−２に保持されている送信元（親）端末に対して、再送要求を送信する（送信制御部２０３に依頼して送信を行う）。
【００２３】
制御部２０１による再送要求の送信時には、グループ管理情報部２０１−３が、再送先リスト検索部２０１−４を使って同時に先送りする端末を検索し、その端末アドレスを再送要求に追加する。
【００２４】
受信制御部２０２は、転送データ処理部２０２−１及び再送情報処理部２０２−２により構成される。
受信制御部２０２において、転送データ処理部２０２−１が、通信部２０６から受信した（読み出した）データを、転送データ記憶部２０５に書き込むと同時に、リオーダリングデータ記憶部２０４にも書き込む。転送データ処理部２０２−１は、リオーダリングデ
ータ記憶部２０４への書込みを実行する際には、転送データをシーケンスナンバー順に並び替える。
【００２５】
再送情報処理部２０２−２は、リオーダリングデータ記憶部２０４に記憶されるデータの並びから、転送時に欠落したであろうパケット（のシーケンスナンバー）を検出し、制御部２０１に対して欠落パケットの再送要求を送る。
【００２６】
また、再送情報処理部２０２−２は、先送りされた再送データを受信した際の処理も行う。即ち、再送情報処理部２０２−２は、先送りされた再送データを通常の転送データに変更し、そのシーケンスナンバーなどから転送順を判断し、その転送データを転送データ記憶部２０５とリオーダリングデータ記憶部２０４に書き込む。
【００２７】
送信制御部２０３は、転送データ処理部２０３−１及び再送情報処理部２０３−２により構成される。
転送データ処理部２０３−１は、転送データ記憶部２０５に記憶されているデータを読み出し、そのデータの送信要求を通信部２０６に送る。
【００２８】
再送情報処理部２０３−２は、制御部２０１から受けた再送要求を、通信部２０６に送る。
リオーダリングデータ記憶部２０４は、受信したデータをシーケンスナンバー順などの並び順で記憶する。
【００２９】
転送データ記憶部２０５では、転送された順にデータの書込み及び読出しが行われる。
以上の構成により、パケット欠落時の再送処理として、パケット欠落の伝播が予測される下流端末グループ内の端末にも、再送元から直接再送パケットが送信（先送り）される制御が実施されることで、パケット欠落情報の伝播が抑止される。
【００３０】
上記構成の本実施形態の動作について、以下に具体的に説明する。
本実施形態は、ＡＬＭ（アプリケーションレイヤマルチキャスト）にて、端末が階層的にグループ化された配信経路における、パケット欠落時の再送処理に関するものである。配信経路上に配置される各端末の内部構成は全て、図２に示される同じ構成を有する。
【００３１】
図２の制御部２０１において、接続情報部２０１−２には、自端末の接続情報が格納され、グループ管理情報部２０１−３には、グループ情報が格納される。接続情報とグループ情報を、図３の表１及び図４の表２に示す。
【００３２】
図３表１の接続情報は、自端末にデータを送信する親端末のＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスと、自端末からデータを送信する子端末のＩＰアドレスとから構成される。
【００３３】
また、図４表２のグループ情報は、自グループの情報（グループナンバーとグループ内で最初にデータを受信するサブルートとなる端末のＩＰアドレス）と子グループの情報（グループナンバーとグループ内で最初にデータを受信するサブルートとなる端末のＩＰアドレス）とから構成される。
【００３４】
また、各端末は、データを転送するための転送バッファと、受信したデータをシーケンス番号順に並べ替えて入れる、リオーダリングバッファを持つ。パケットの欠落は、このリオーダリングバッファ内のデータがチェックされることにより判断される。図２のリオーダリングデータ記憶部２０４にリオーダリングバッファ、転送データ記憶部２０５に転送バッファがそれぞれ構成される。図５に転送バッファの構成を示す。転送データが１つの記憶単位とされ、そのデータ単位で書込みが行われるＮ段のリングバッファとしての構成を有する。
【００３５】
次に、転送データのヘッダ情報を図６の表３に、ヘッダ情報として記述されるデータ種を図７の表４に示す。
ヘッダ情報にデータ種が付加されることにより、転送されたデータの種類を知ることが出来る。データの種類には、図７表４に示される通り、通常データ、再送データ、欠落情報などがあり、転送されてきたデータか再送されてきたデータかを判別することができる。また、或る端末においてパケットの欠落が発生し、その端末が再送要求をしている場合、その端末の下流に欠落したシーケンス番号を記した欠落情報を転送することで、下流端末は上流において欠落したデータを知ることができる。このことにより、自端末が再送要求を出す必要がなく、上流から再送データが転送されることを知ることが出来る。各端末は、受信制御部２０２内の再送情報処理部２０２−２に欠落情報リストを持ち、欠落情報を受けた場合にそのリストにその情報を追加する。欠落情報リストを図８の表５に示す。
【００３６】
また、本実施形態では、再送データの先送りが行われる。各端末は、受信制御部２０２内の再送情報処理部２０２−２に先送り再送データリストを持ち、先送りされた再送データを受信した際にそのリストにその情報を追加する。先送り再送データリストを図９の表６に示す。
【００３７】
以上の機能構成及びデータ構成に基づいて、パケット欠落の検知から再送までの処理について以下に説明する。
まず、転送データが受信された際の処理の流れを、図１０に示す。なお、随時図２の各機能部を参照するものとする。
【００３８】
転送データには、通常データ、再送データ、欠落情報の３種類があるが、転送データを受信後にデータ種をチェックし、データ種によって処理を分ける。
転送データ処理部２０２−１は、通信部２０６を介して転送データを受信する（ステップＳ１００１）。
【００３９】
転送データ処理部２０２−１は、転送データのデータ種をチェックする（ステップＳ１００２）。
転送データ処理部２０２−１は、データ種が”通常データ“の場合は、再送情報処理部２０２−２及び制御部２０１と協調して、通常データの受信処理を実行する（ステップＳ１００３−＞Ｓ１００４）。この動作の詳細は、図１１の説明において後述する。この処理の後は、次の転送データの受信処理へ戻る（ステップＳ１００４−＞Ｓ１００１）。
【００４０】
転送データ処理部２０２−１は、データ種が”通常データ“でない場合には、更にデータ種が“再送データ”であるか否かをチェックする（ステップＳ１００３−＞Ｓ１００５）。
【００４１】
転送データ処理部２０２−１は、データ種が“再送データ”である場合には、再送情報処理部２０２−２に、再送データの受信処理を実行させる（ステップＳ１００５−＞Ｓ１００６）。この動作の詳細は、図１６の説明において後述する。この処理の後は、次の転送データの受信処理へ戻る（ステップＳ１００６−＞Ｓ１００１）。
【００４２】
転送データ処理部２０２−１は、データ種が”再送データ“でない場合には、更にデータ種が“欠落情報”であるか否かをチェックする（ステップＳ１００５−＞Ｓ１００７）。
【００４３】
転送データ処理部２０２−１は、データ種が“欠落情報”である場合には、再送情報処理部２０２−２に、欠落情報の受信処理を実行させる（ステップＳ１００７−＞Ｓ１００８）。この動作の詳細は、図１４の説明において後述する。この処理の後は、次の転送データの受信処理へ戻る（ステップＳ１００８−＞Ｓ１００１）。
【００４４】
転送データ処理部２０２−１は、データ種が“欠落情報”でない場合には、次の転送データの受信処理へ戻る（ステップＳ１００７−＞Ｓ１００１）。
図１１は、図１０のステップＳ１００４において転送データ処理部２０２−１及び再送情報処理部２０２−２が実行する、通常データの受信処理を示す動作フローチャートである。
【００４５】
ここでは、転送データ処理部２０２−１は、通常データを受信し、転送バッファとリオーダリングバッファに書き込む。続いて、再送情報処理部２０２−２が、書込み以前のデータに欠落がないか判断し、欠落があった場合は制御部２０１に再送要求指示を行う。制御部２０１は、再送要求を、送信元である親端末に送信する。（再送要求の親端末への送信は、図１の端末Ａに相当する。）
【００４６】
以下、処理の流れに従って説明する。
転送データ処理部２０２−１は、受信した通常データを、転送データ記憶部２０５内の転送バッファ（図５参照）へ書き込む（ステップＳ１１０１）。
転送データ処理部２０２−１は、通常データを、リオーダリングデータ記憶部２０４内のリオーダリングバッファへ、シーケンスナンバーでソートした順番で書き込む（ステップＳ１１０２）。
【００４７】
再送情報処理部２０２−２が、リオーダリングデータ記憶部２０４内のリオーダリングバッファのシーケンスナンバーに、欠落しているナンバーがあるか調べる（ステップＳ１１０３）。
【００４８】
欠落しているナンバーがない場合、図１０のステップＳ１００４の通常データの受信処理を終了する（ステップＳ１１０３−＞ＥＮＤ）。
欠落しているナンバーがある場合、再送情報処理部２０２−２は、欠落しているシーケンスナンバーとリオーダリングデータ記憶部２０４内のリオーダリングバッファの最後尾のシーケンスナンバーの差が閾値以上であるか調べる（ステップＳ１１０４）。
【００４９】
閾値以上でない場合には、図１０のステップＳ１００４の通常データの受信処理を終了する（ステップＳ１１０４−＞ＥＮＤ）。
閾値以上である場合は、再送情報処理部２０２−２は、欠落しているシーケンスナンバーが、自端末が保持する図８表５の欠落情報リストにあるか調べる（ステップＳ１１０５）。
【００５０】
欠落シーケンスナンバーが欠落情報リストにある場合は、この端末の上流にてデータの欠落が発生し、この端末まで欠落情報が伝播してきており、後から再送データも上流から転送されると判断できるため、再送要求は行わないずに、図１０のステップＳ１００４の通常データの受信処理を終了する（ステップＳ１１０５−＞ＥＮＤ）。
【００５１】
欠落シーケンスナンバーが欠落情報リストにない場合は、この端末への送信にて欠落が発生したと判断できるため、再送要求を行うために、再送情報処理部２０２−２が、欠落しているシーケンスナンバーの再送要求指示を制御部２０１に出す。制御部２０１は、再送先リスト検索部２０１−４及び接続情報部２０１−２を使って図３表１の接続情報を調べることにより、送信元である親端末への再送要求の送信指示を、送信制御部２０３内の
再送情報処理部２０３−２に送る。この時、制御部２０１は、再送先リスト検索部２０１−４及びグループ管理情報部２０１−３を使って図４表２のグループ情報にある子グループのサブルート端末のリストを生成し、先送り再送先リストとして送信する。再送情報処理部２０３−２は、制御部２０１から要求された再送要求を通信部２０６を介して送信する（以上、ステップＳ１１０６）。
【００５２】
再送要求のデータ構造について説明する。まず、配信経路の端末間でやり取りするメッセージ（端末への接続要求、端末からの切断要求、再送要求など）のデータ構造を図１２の表７に示す。また、表７のメッセージ種に入るデータを図１３の表８に示す。
【００５３】
また、表７の３〜５番のオプションデータとしては、メッセージにより必要となるデータが指定される。再送要求で指定されるオプションデータは、再送要求のシーケンスナンバーと先送り再送先リストとなる。表７の３番のオプションデータ種が“再送要求情報”とされ、５番のオプションデータに必要なデータが格納され、そのオプションデータ長が４番のオプションデータ長に格納される。
【００５４】
従って、再送要求のデータ構造は、表７のメッセージ情報のメッセージ種に“再送要求”が格納されたデータであり、さらにオプション種には“再送要求情報”が格納され、オプションデータには、再送要求のシーケンスナンバーと先送り再送先リスト（同時再送先端末の端末数と端末のアドレスリスト）が格納される。オプションデータ長には、実際のオプションデータの長さ（バイト長）が格納される。
【００５５】
この再送要求メッセージにより、再送要求を受信した端末は、後述するように、要求されたシーケンスナンバーのデータをオプションデータから読み出し、表７の２番のデータ送信元アドレスに再送を行うと同時に、オプションデータに指定された先送り再送先リストに含まれるＩＰアドレスの端末に再送を実施する。
【００５６】
図１１の動作フローチャートの処理に戻り、再送情報処理部２０２−２は、制御部２０１に再送要求したシーケンスナンバーを、自端末が保持する図８表５の欠落情報リストに登録する（ステップＳ１１０７）。
【００５７】
再送情報処理部２０２−２は、再送要求したシーケンスナンバーと共に欠落情報の送信指示を制御部２０１に出す。制御部２０１は、再送先リスト検索部２０１−４及び接続情報部２０１−２を使って図３表１の接続情報を調べることにより、自端末よりも下流に位置する子端末に向けて、ヘッダ情報のデータ種として“欠落情報”が設定され（図６表３及び図７表４参照）、再送要求したシーケンスナンバーが格納された欠落情報の送信指示を、送信制御部２０３内の再送情報処理部２０３−２に送る。（以上、ステップＳ１１０８）。
【００５８】
このように、下流に欠落情報が転送されることにより、上流で欠落が発生した事と後から再送データも下流に転送されることが、下流の子端末に通知される。
図１４は、図１０のステップＳ１００８において転送データ処理部２０２−１及び再送情報処理部２０２−２が実行する、欠落情報の受信処理を示す動作フローチャートである。
【００５９】
図１の例では、端末Ａから欠落情報を転送される下流端末であるグループ１の端末と端末Ｂが実行する。
まず、再送情報処理部２０２−２が、欠落情報からシーケンスナンバーを取り出す（ステップＳ１４０１）。
【００６０】
次に、再送情報処理部２０２−２は、上記シーケンスナンバーが、自端末が保持する図９表６の先送り再送データリスト中にあるか調べる（ステップＳ１４０２）。
上記シーケンスナンバーが先送り再送データリスト中にある場合は、既に先送りされた再送データを受信済であるため、欠落情報の転送は行わずに、図１０のステップＳ１００８の処理を終了する。これは、図１の端末Ｂでの処理に相当する。
【００６１】
上記シーケンスナンバーが先送り再送データリスト中にない場合は、再送データは先送りされていないため、まず、再送情報処理部２０２−２は、上記シーケンスナンバーを自端末が保持する図８表５の欠落情報リストに登録する（ステップＳ１４０３）。
【００６２】
次に、再送情報処理部２０２−２は、上記欠落情報を転送データ記憶部２０５内の転送バッファへ書き込み、子端末へ転送する。これは、図１のグループ１内の各端末での処理に相当する。
【００６３】
次に、再送要求を受信した端末の処理の流れを、図１５の動作フローチャートとして示す。これは、図１の端末Ｃでの処理に相当する。
まず、受信制御部２０２内の転送データ処理部２０２−１が、前述した図１１のステップＳ１１０６の処理に基づいて下流端末から送信された再送要求を受信する（ステップＳ１５０１）。
【００６４】
これにより、制御が、送信制御部２０３内の再送情報処理部２０３−２に移される。再送情報処理部２０３−２は、再送要求からシーケンス番号を取り出し、そのシーケンス番号を有するデータを転送データ記憶部２０５内の転送バッファ（図５参照）から検索する。
【００６５】
再送情報処理部２０３−２は、ヘッダ情報のデータ種として“再送データ”が設定された再送データ（図６表３及び図７表４参照）を生成する（ステップＳ１５０３）。
再送情報処理部２０３−２は、通信部２０６を介して、再送要求を送信した端末に向けて、その端末のＩＰアドレスを宛先とする再送データを送信する（ステップＳ１５０４）。これは、図１の端末Ｃから端末Ａに向けて再送データが送信される処理に相当する。
【００６６】
再送情報処理部２０３−２は、通信部２０６を介して、再送要求に格納されている先送り再送先リストに含まれる各サブルート端末に向けて、各々のＩＰアドレスを宛先とする再送データを送信する（ステップＳ１５０５）。これは、端末Ｃから端末Ｂに再送データが先送りされる処理に相当する。
【００６７】
図１６は、図１０のステップＳ１００６において転送データ処理部２０２−１及び再送情報処理部２０２−２が実行する、再送データの受信処理を示す動作フローチャートである。
【００６８】
端末が再送データを受信する場合は、以下の３通りがある。
ケース１：自端末が再送要求を出した場合、又は自端末が再送要求した端末のグループ内の端末であって欠落情報と再送データが転送されてきた場合。
ケース２：先送りにより自端末が再送データを受信する場合。
ケース３：自端末が、先送りにより再送データを受信した後に、更に上流端末から転送されてきた上記再送データを受信する場合。
【００６９】
ケース１であるかケース２であるかは、欠落情報を受信済みかどうかで判断される。
欠落情報を受信済みの場合がケース１に相当する。受信後の動作としては、受信された再送データは下流に転送される（ステップＳ１６０５）。
【００７０】
欠落情報を受信済みでない場合がケース２に相当する。受信後の動作としては、受信された再送データは図９表６の先送り再送データリストに登録される（ステップＳ１６０６）。その後通常データとして補填される（後述する図１７の説明を参照）。
【００７１】
ケース３は、先送り再送データリストに同じシーケンスナンバーのデータが入っているかどうかで判断される。リストに入っている場合がケース３に相当し、入っていない場合はケース１、２に相当する。受信後の動作としては、再送データは既に先送りされているため転送されずに、先送り再送データリストからこのシーケンスナンバーのデータが削除される（ステップＳ１６０３）。
【００７２】
以下、処理の流れに従って説明する。
再送情報処理部２０２−２が、再送データからシーケンスナンバーを取り出す（ステップＳ１６０１）。
【００７３】
再送情報処理部２０２−２が、上記シーケンスナンバーが自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストにあるか否かを判定する（ステップＳ１６０２）。
上記シーケンスナンバーが先送り再送データリストにある場合には（上記ケース３に相当する）、先送り再送データを受信済みなので再送データの転送は行われず、再送情報処理部２０２−２が、自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストから、上記シーケンスナンバーのデータを削除する（ステップＳ１６０２−＞Ｓ１６０３）。
【００７４】
上記シーケンスナンバーが先送り再送データリストにない場合には、再送情報処理部２０２−２は更に、上記シーケンスナンバーが自端末が保持する図８表５の欠落情報リストにあるか否かを判定する（ステップＳ１６０４）。
【００７５】
上記シーケンスナンバーが欠落情報リストにある場合には（上記ケース１に相当する）、再送情報処理部２０２−２は、再送データを、転送データ記憶部２０５内の転送バッファに書き込んで子端末に転送すると共に、リオーダリングデータ記憶部２０４内のリオーダリングバッファにも書き込む。そして、再送情報処理部２０２−２は、自端末が保持する図８表５の欠落情報リストからこのシーケンスナンバーの情報を削除する（以上、ステップＳ１６０５）。
【００７６】
上記シーケンスナンバーが欠落情報リストにない場合には（上記ケース２に相当する）、再送情報処理部２０２−２は、再送データを、自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストに登録する（ステップＳ１６０６）。
【００７７】
上記ステップＳ１６０３、Ｓ１６０５、又はＳ１６０６の処理の後、図１０のステップＳ１００６の再送データの受信処理を終了する。
最後に、先送りされた再送データの補填処理について、図１７の動作フローチャートに基づいて説明する。
【００７８】
図１６のステップＳ１６０６にて先送りされた再送データが受信された場合、その再送データが自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストに追加される。
この表６の先送り再送データリストに対して、以下の処理が実行される。この処理は、
転送データ処理部２０２−１が、図１０のステップＳ１００４の通常データの受信処理を行った後に、再送情報処理部２０２−２が毎回実行する。
【００７９】
まず、再送情報処理部２０２−２は、受信されている通常データのシーケンスナンバーを取り出す（ステップＳ１７０１）。
次に、再送情報処理部２０２−２は、上記シーケンスナンバーより小さいシーケンスナンバーが自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストにあり、かつ補填処理が未処理であるか否かが調べられる（ステップＳ１７０２）。なお、シーケンスナンバーが最大値まで到達してその次に最小値になった場合は、シーケンスナンバーの循環を考慮した判定が行われる。
【００８０】
上記シーケンスナンバーより小さいシーケンスナンバーが先送り再送データリストにないか、又は補填処理が済んでいる場合には、再送情報処理部２０２−２は、そのまま図１７の動作フローチャートの補填処理を終了する（ステップＳ１７０２−＞ＥＮＤ）。
【００８１】
上記シーケンスナンバーより小さいシーケンスナンバーが先送り再送データリストにあり、かつ補填処理が未処理の場合には、再送情報処理部２０２−２は、先送り再送データリスト上で検索ヒットした各エントリから各先送り再送データのパケットを読出し、各パケットのデータ種（図６表３及び図７表４参照）を通常データに変更して転送データ記憶部２０５内の転送バッファに入れて子端末に転送し、またリオーダリングデータ記憶部２０４内のリオーダリングバッファにも書き込む。なお、これら２つのバッファへの書込みの位置は、現在処理中の通常データの書込みの位置よりも前の位置になるように制御される。これと共に、再送情報処理部２０２−２は、自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストの該当する各エントリの補填処理項目に、処理済を示す情報を設定する（以上、ステップＳ１７０３）。
【００８２】
このように、欠落したデータとして伝播してくる部分に、先送りした再送データを補填することで、その端末より下流の端末では、欠落情報と再送データの転送による再送処理を行う必要がなくなる。
【００８３】
以上説明した実施形態において、図１４や図１６の動作フローチャートでは、欠落情報や再送データは、先送りが行われるグループの先頭の端末においてそれ以上伝搬しないように破棄されるように制御が行われるが、そのグループの直前のグループの末尾の端末において破棄されるように制御が行われてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本実施形態における再送処理の動作原理を示す原理説明図である。
【図２】本実施形態の基本構成図である。
【図３】接続情報に関する表１を示す図である。
【図４】グループ情報に関する表２を示す図である。
【図５】転送バッファの構成図である。
【図６】転送データのヘッダ情報に関する表３を示す図である。
【図７】ヘッダ情報として記述されるデータ種に関する表４を示す図である。
【図８】欠落情報リストに関する表５を示す図である。
【図９】先送り再送データリストに関する表６を示す図である。
【図１０】転送データが受信された際の処理の流れを示す動作フローチャートである。
【図１１】通常データの受信処理の流れを示す動作フローチャートをである。
【図１２】配信経路の端末間でやり取りするメッセージのデータ構造を示す図である。
【図１３】メッセージ種に入るデータを示す図である。
【図１４】欠落情報の受信処理の流れを示す動作フローチャートである。
【図１５】再送要求を受信した端末の処理の流れを示す動作フローチャートである。
【図１６】再送データの受信処理の流れを示す動作フローチャートである。
【図１７】先送りされた再送データの補填処理の流れを示す動作フローチャートである。
【図１８】従来技術の問題点の説明図（その１）である。
【図１９】従来技術の問題点の説明図（その２）である。
【符号の説明】
【００８５】
２０１ 制御部
２０１−１ 時間管理部
２０１−２ 接続情報部
２０１−３ グループ管理情報部
２０１−４ 再送先リスト検索部
２０２ 受信制御部
２０２−１、２０３−１ 転送データ処理部
２０２−２、２０３−２ 再送情報処理部
２０３ 送信制御部
２０４ リオーダリングデータ記憶部
２０５ 転送データ記憶部
２０６ 通信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャスト通信における、パケット欠落時のパケット再送制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰ（インターネットプロトコル）網でのパケット欠落の再送処理（ＡＲＱ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）は、パケット欠落をＡＣＫ（正常応答）やＮＡＣＫ（異常応答）の応答により判断し、欠落したパケットを再送する処理である。
【０００３】
このＡＲＱがマルチキャスト通信やＡＬＭ（アプリケーションレイヤマルチキャスト）に適用された場合、以下の問題が発生する。
即ち、欠落したパケットの訂正を待ちデータが揃ってから下流端末への転送が行われると、訂正遅延が発生する。図１８に示されるように、上流での訂正遅延は下流に伝播し、欠落が発生する毎に遅延は加算され、下流の端末でバッファの破綻が発生する。
【０００４】
従来技術１：上記訂正遅延を抑制するために、訂正（再送）処理中もパケットの転送を継続する従来技術が知られている。図１９に、この従来技術による再送処理の概要を示す。この手法では、下流端末にパケットの欠落情報が伝播するため、伝播した各端末からの再送要求が抑制される。更に、再送パケットがマルチキャストされることにより、下流端末での訂正が行われる。
【０００５】
従来技術２：下記特許文献１が開示するネットワークおよび通信装置は、ＡＬＭにおいて、親子関係および兄弟関係を持ち、ＡＣＫまたはＮＡＣＫは兄（兄がいない場合は親）に送ることを特徴としている。これによりＡＣＫやＮＡＣＫの応答やパケットの再送の集中がなく、トラフィックの増加が分散されため、葉の部分に位置する端末においてもバッファの破綻は発生しない。
【特許文献１】特開２００７−２２８０６３号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８２７４号公報
【特許文献３】特開２００４−１９９５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前述の従来技術１は、欠落情報の転送によるトラフィックの増加が発生するという問題点を有している。
また、前述の従来技術２は、親から葉への直接再送は行われないため、欠落したパケットの訂正遅延は大きくなる（親→兄→自となるため）。このためパケットの欠落が伝播し、訂正の遅延がさらに大きくなる場合があるという問題点を有している。
【０００７】
以上のように、マルチキャスト通信における再送処理では、トラフィックの増加と訂正遅延が問題となるが、どちらも同時に軽減して解決した従来技術はなく、特にストリーミング配信においては、訂正遅延が大きくなると動画の崩れが発生するなどの問題点を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、トラフィックの増加と訂正遅延の問題を同時に解決することにある。
本発明は、配信経路上の端末装置が階層的にグループ化されたマルチキャスト配信システムにおけるパケット欠落時の再送制御を行う方法又は装置を前提とする。
【０００９】
再送要求送信ステップ（図１１）では、受信パケットの欠落を検出した第１の端末装置が、その第１の端末装置の上流に位置する第２の端末装置へ、第１の端末装置及びそれが属するグループよりも下流にあるグループ内で最初にパケットを受信する第３の端末装置へのパケット再送要求を送信する。
【００１０】
再送パケット送信ステップ（図１５）では、その再送要求を受信した第２の端末装置が、第１の端末装置及び第３の端末装置の両方に再送パケットを送信する。
上述の発明の構成において、更に、以下の欠落情報転送ステップと再送パケット転送ステップを含むように構成することができる。
【００１１】
即ち、欠落情報転送ステップ（図１４）では、第１の端末装置が、パケット欠落情報を、第１の端末装置の下流に位置する各端末装置に順次転送する。
そして、再送パケット転送ステップ（図１６）では、第１の端末装置が、第２の端末装置から受信した再送パケットを、第１の端末装置の下流に位置する各端末装置に順次転送する。
【００１２】
上述の発明の構成において、更に、以下の破棄ステップを含むように構成することができる。
即ち、破棄ステップ（図１４、図１６）では、第３の端末装置は、それが属するグループの上流のグループから転送されてきたパケット欠落情報及びそれに対応して転送されてきた再送パケットを破棄する。
【００１３】
或いは、他の破棄ステップでは、第１の端末装置が属するグループでは、下流端末へ転送されるパケット欠落情報及び再送パケットを、そのグループ内の最終端末で破棄する。
ここまでの発明の構成において、第３の端末装置は、それが属するグループよりも上流のグループから受信した通常パケットに対して、第２の端末装置から受信した再送パケットを通常パケットとして補填して、第３の端末装置の下流に位置する端末装置に送信するパケット補填ステップを更に含むように構成することができる。
【００１４】
グループ管理が行われ、パケットが欠落した場合、自端末への再送要求と、下流グループ端末への再送要求とが、同時に上流端末に送信される。
再送要求を受けた上流端末は、当該端末と要求を受けた下流にあるグループの端末両方に、再送パケットを送信する。
【００１５】
上流グループからの再送パケットを受信した端末は、再送パケットによって通常パケットを補填することにより、パケットの欠落情報と再送パケットの転送を止め、下流端末へは通常のパケット転送とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、パケットの欠落の伝播を抑止でき、従来技術におけるトラフィックの増加や訂正遅延は任意のグループ内に留まらせることが可能となり、その下流端末におけるトラフィックの増加と訂正遅延を解消することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本実施形態の原理説明
以下に説明する実施形態では、配信経路の端末（ノード）が階層的にグループ化されたマルチキャスト配信システムにおいて、パケット欠落時の再送処理として、パケット欠落情報の伝播が予測される下流端末グループ内の端末にも、再送元から直接再送パケットが
送信（先送り）されるように制御されることで、パケット欠落の伝播が抑止される。
【００１８】
本実施形態における再送処理の動作原理について、図１の原理説明図に基づいて説明する。
パケット欠落時の再送処理を以下に示す。
【００１９】
ステップ１：端末Ｃから端末Ａへの転送において、パケット欠落が発生する。
ステップ２：端末Ａから端末Ｃに、再送要求が送信される。再送要求において、同時送信先リストとして端末Ｂアドレスが送信される。
ステップ３：端末Ａからグループ内下流に、パケット欠落情報が転送される。
ステップ４：端末Ｃから端末Ａへ、パケットが再送される。端末Ａは、受信した再送パケットをマルチキャストする。
ステップ５：端末Ｃから端末Ｂへ、パケットが再送される。
ステップ６：端末Ｂは、受信した再送パケットを、通常の転送パケットとして欠落場所に補填し、その後そのパケットをマルチキャストする。
【００２０】
以上の動作により、グループ３では、転送データ“２”の欠落情報の転送が不必要となり、トラフィックの増加及び訂正遅延が解消できる。
【００２１】
本実施形態の詳細説明
図２は、本実施形態の基本構成図である。
制御部２０１は、時間管理部２０１−１、接続情報部２０１−２、グループ管理情報部２０１−３、及び再送先リスト検索部２０１−４により構成される。
【００２２】
制御部２０１は、受信制御部２０２、送信制御部２０３の起動、動作タイミングの制御や再送要求の制御を行う。
制御部２０１は、欠落パケットの再送要求が行われる際（受信制御部２０２から再送要求を受けた際）には、接続情報部２０１−２に保持されている送信元（親）端末に対して、再送要求を送信する（送信制御部２０３に依頼して送信を行う）。
【００２３】
制御部２０１による再送要求の送信時には、グループ管理情報部２０１−３が、再送先リスト検索部２０１−４を使って同時に先送りする端末を検索し、その端末アドレスを再送要求に追加する。
【００２４】
受信制御部２０２は、転送データ処理部２０２−１及び再送情報処理部２０２−２により構成される。
受信制御部２０２において、転送データ処理部２０２−１が、通信部２０６から受信した（読み出した）データを、転送データ記憶部２０５に書き込むと同時に、リオーダリングデータ記憶部２０４にも書き込む。転送データ処理部２０２−１は、リオーダリングデ
ータ記憶部２０４への書込みを実行する際には、転送データをシーケンスナンバー順に並び替える。
【００２５】
再送情報処理部２０２−２は、リオーダリングデータ記憶部２０４に記憶されるデータの並びから、転送時に欠落したであろうパケット（のシーケンスナンバー）を検出し、制御部２０１に対して欠落パケットの再送要求を送る。
【００２６】
また、再送情報処理部２０２−２は、先送りされた再送データを受信した際の処理も行う。即ち、再送情報処理部２０２−２は、先送りされた再送データを通常の転送データに変更し、そのシーケンスナンバーなどから転送順を判断し、その転送データを転送データ記憶部２０５とリオーダリングデータ記憶部２０４に書き込む。
【００２７】
送信制御部２０３は、転送データ処理部２０３−１及び再送情報処理部２０３−２により構成される。
転送データ処理部２０３−１は、転送データ記憶部２０５に記憶されているデータを読み出し、そのデータの送信要求を通信部２０６に送る。
【００２８】
再送情報処理部２０３−２は、制御部２０１から受けた再送要求を、通信部２０６に送る。
リオーダリングデータ記憶部２０４は、受信したデータをシーケンスナンバー順などの並び順で記憶する。
【００２９】
転送データ記憶部２０５では、転送された順にデータの書込み及び読出しが行われる。
以上の構成により、パケット欠落時の再送処理として、パケット欠落の伝播が予測される下流端末グループ内の端末にも、再送元から直接再送パケットが送信（先送り）される制御が実施されることで、パケット欠落情報の伝播が抑止される。
【００３０】
上記構成の本実施形態の動作について、以下に具体的に説明する。
本実施形態は、ＡＬＭ（アプリケーションレイヤマルチキャスト）にて、端末が階層的にグループ化された配信経路における、パケット欠落時の再送処理に関するものである。配信経路上に配置される各端末の内部構成は全て、図２に示される同じ構成を有する。
【００３１】
図２の制御部２０１において、接続情報部２０１−２には、自端末の接続情報が格納され、グループ管理情報部２０１−３には、グループ情報が格納される。接続情報とグループ情報を、図３の表１及び図４の表２に示す。
【００３２】
図３表１の接続情報は、自端末にデータを送信する親端末のＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスと、自端末からデータを送信する子端末のＩＰアドレスとから構成される。
【００３３】
また、図４表２のグループ情報は、自グループの情報（グループナンバーとグループ内で最初にデータを受信するサブルートとなる端末のＩＰアドレス）と子グループの情報（グループナンバーとグループ内で最初にデータを受信するサブルートとなる端末のＩＰアドレス）とから構成される。
【００３４】
また、各端末は、データを転送するための転送バッファと、受信したデータをシーケンス番号順に並べ替えて入れる、リオーダリングバッファを持つ。パケットの欠落は、このリオーダリングバッファ内のデータがチェックされることにより判断される。図２のリオーダリングデータ記憶部２０４にリオーダリングバッファ、転送データ記憶部２０５に転送バッファがそれぞれ構成される。図５に転送バッファの構成を示す。転送データが１つの記憶単位とされ、そのデータ単位で書込みが行われるＮ段のリングバッファとしての構成を有する。
【００３５】
次に、転送データのヘッダ情報を図６の表３に、ヘッダ情報として記述されるデータ種を図７の表４に示す。
ヘッダ情報にデータ種が付加されることにより、転送されたデータの種類を知ることが出来る。データの種類には、図７表４に示される通り、通常データ、再送データ、欠落情報などがあり、転送されてきたデータか再送されてきたデータかを判別することができる。また、或る端末においてパケットの欠落が発生し、その端末が再送要求をしている場合、その端末の下流に欠落したシーケンス番号を記した欠落情報を転送することで、下流端末は上流において欠落したデータを知ることができる。このことにより、自端末が再送要求を出す必要がなく、上流から再送データが転送されることを知ることが出来る。各端末は、受信制御部２０２内の再送情報処理部２０２−２に欠落情報リストを持ち、欠落情報を受けた場合にそのリストにその情報を追加する。欠落情報リストを図８の表５に示す。
【００３６】
また、本実施形態では、再送データの先送りが行われる。各端末は、受信制御部２０２内の再送情報処理部２０２−２に先送り再送データリストを持ち、先送りされた再送データを受信した際にそのリストにその情報を追加する。先送り再送データリストを図９の表６に示す。
【００３７】
以上の機能構成及びデータ構成に基づいて、パケット欠落の検知から再送までの処理について以下に説明する。
まず、転送データが受信された際の処理の流れを、図１０に示す。なお、随時図２の各機能部を参照するものとする。
【００３８】
転送データには、通常データ、再送データ、欠落情報の３種類があるが、転送データを受信後にデータ種をチェックし、データ種によって処理を分ける。
転送データ処理部２０２−１は、通信部２０６を介して転送データを受信する（ステップＳ１００１）。
【００３９】
転送データ処理部２０２−１は、転送データのデータ種をチェックする（ステップＳ１００２）。
転送データ処理部２０２−１は、データ種が”通常データ“の場合は、再送情報処理部２０２−２及び制御部２０１と協調して、通常データの受信処理を実行する（ステップＳ１００３−＞Ｓ１００４）。この動作の詳細は、図１１の説明において後述する。この処理の後は、次の転送データの受信処理へ戻る（ステップＳ１００４−＞Ｓ１００１）。
【００４０】
転送データ処理部２０２−１は、データ種が”通常データ“でない場合には、更にデータ種が“再送データ”であるか否かをチェックする（ステップＳ１００３−＞Ｓ１００５）。
【００４１】
転送データ処理部２０２−１は、データ種が“再送データ”である場合には、再送情報処理部２０２−２に、再送データの受信処理を実行させる（ステップＳ１００５−＞Ｓ１００６）。この動作の詳細は、図１６の説明において後述する。この処理の後は、次の転送データの受信処理へ戻る（ステップＳ１００６−＞Ｓ１００１）。
【００４２】
転送データ処理部２０２−１は、データ種が”再送データ“でない場合には、更にデータ種が“欠落情報”であるか否かをチェックする（ステップＳ１００５−＞Ｓ１００７）。
【００４３】
転送データ処理部２０２−１は、データ種が“欠落情報”である場合には、再送情報処理部２０２−２に、欠落情報の受信処理を実行させる（ステップＳ１００７−＞Ｓ１００８）。この動作の詳細は、図１４の説明において後述する。この処理の後は、次の転送データの受信処理へ戻る（ステップＳ１００８−＞Ｓ１００１）。
【００４４】
転送データ処理部２０２−１は、データ種が“欠落情報”でない場合には、次の転送データの受信処理へ戻る（ステップＳ１００７−＞Ｓ１００１）。
図１１は、図１０のステップＳ１００４において転送データ処理部２０２−１及び再送情報処理部２０２−２が実行する、通常データの受信処理を示す動作フローチャートである。
【００４５】
ここでは、転送データ処理部２０２−１は、通常データを受信し、転送バッファとリオーダリングバッファに書き込む。続いて、再送情報処理部２０２−２が、書込み以前のデータに欠落がないか判断し、欠落があった場合は制御部２０１に再送要求指示を行う。制御部２０１は、再送要求を、送信元である親端末に送信する。（再送要求の親端末への送信は、図１の端末Ａに相当する。）
【００４６】
以下、処理の流れに従って説明する。
転送データ処理部２０２−１は、受信した通常データを、転送データ記憶部２０５内の転送バッファ（図５参照）へ書き込む（ステップＳ１１０１）。
転送データ処理部２０２−１は、通常データを、リオーダリングデータ記憶部２０４内のリオーダリングバッファへ、シーケンスナンバーでソートした順番で書き込む（ステップＳ１１０２）。
【００４７】
再送情報処理部２０２−２が、リオーダリングデータ記憶部２０４内のリオーダリングバッファのシーケンスナンバーに、欠落しているナンバーがあるか調べる（ステップＳ１１０３）。
【００４８】
欠落しているナンバーがない場合、図１０のステップＳ１００４の通常データの受信処理を終了する（ステップＳ１１０３−＞ＥＮＤ）。
欠落しているナンバーがある場合、再送情報処理部２０２−２は、欠落しているシーケンスナンバーとリオーダリングデータ記憶部２０４内のリオーダリングバッファの最後尾のシーケンスナンバーの差が閾値以上であるか調べる（ステップＳ１１０４）。
【００４９】
閾値以上でない場合には、図１０のステップＳ１００４の通常データの受信処理を終了する（ステップＳ１１０４−＞ＥＮＤ）。
閾値以上である場合は、再送情報処理部２０２−２は、欠落しているシーケンスナンバーが、自端末が保持する図８表５の欠落情報リストにあるか調べる（ステップＳ１１０５）。
【００５０】
欠落シーケンスナンバーが欠落情報リストにある場合は、この端末の上流にてデータの欠落が発生し、この端末まで欠落情報が伝播してきており、後から再送データも上流から転送されると判断できるため、再送要求は行わないずに、図１０のステップＳ１００４の通常データの受信処理を終了する（ステップＳ１１０５−＞ＥＮＤ）。
【００５１】
欠落シーケンスナンバーが欠落情報リストにない場合は、この端末への送信にて欠落が発生したと判断できるため、再送要求を行うために、再送情報処理部２０２−２が、欠落しているシーケンスナンバーの再送要求指示を制御部２０１に出す。制御部２０１は、再送先リスト検索部２０１−４及び接続情報部２０１−２を使って図３表１の接続情報を調べることにより、送信元である親端末への再送要求の送信指示を、送信制御部２０３内の
再送情報処理部２０３−２に送る。この時、制御部２０１は、再送先リスト検索部２０１−４及びグループ管理情報部２０１−３を使って図４表２のグループ情報にある子グループのサブルート端末のリストを生成し、先送り再送先リストとして送信する。再送情報処理部２０３−２は、制御部２０１から要求された再送要求を通信部２０６を介して送信する（以上、ステップＳ１１０６）。
【００５２】
再送要求のデータ構造について説明する。まず、配信経路の端末間でやり取りするメッセージ（端末への接続要求、端末からの切断要求、再送要求など）のデータ構造を図１２の表７に示す。また、表７のメッセージ種に入るデータを図１３の表８に示す。
【００５３】
また、表７の３〜５番のオプションデータとしては、メッセージにより必要となるデータが指定される。再送要求で指定されるオプションデータは、再送要求のシーケンスナンバーと先送り再送先リストとなる。表７の３番のオプションデータ種が“再送要求情報”とされ、５番のオプションデータに必要なデータが格納され、そのオプションデータ長が４番のオプションデータ長に格納される。
【００５４】
従って、再送要求のデータ構造は、表７のメッセージ情報のメッセージ種に“再送要求”が格納されたデータであり、さらにオプション種には“再送要求情報”が格納され、オプションデータには、再送要求のシーケンスナンバーと先送り再送先リスト（同時再送先端末の端末数と端末のアドレスリスト）が格納される。オプションデータ長には、実際のオプションデータの長さ（バイト長）が格納される。
【００５５】
この再送要求メッセージにより、再送要求を受信した端末は、後述するように、要求されたシーケンスナンバーのデータをオプションデータから読み出し、表７の２番のデータ送信元アドレスに再送を行うと同時に、オプションデータに指定された先送り再送先リストに含まれるＩＰアドレスの端末に再送を実施する。
【００５６】
図１１の動作フローチャートの処理に戻り、再送情報処理部２０２−２は、制御部２０１に再送要求したシーケンスナンバーを、自端末が保持する図８表５の欠落情報リストに登録する（ステップＳ１１０７）。
【００５７】
再送情報処理部２０２−２は、再送要求したシーケンスナンバーと共に欠落情報の送信指示を制御部２０１に出す。制御部２０１は、再送先リスト検索部２０１−４及び接続情報部２０１−２を使って図３表１の接続情報を調べることにより、自端末よりも下流に位置する子端末に向けて、ヘッダ情報のデータ種として“欠落情報”が設定され（図６表３及び図７表４参照）、再送要求したシーケンスナンバーが格納された欠落情報の送信指示を、送信制御部２０３内の再送情報処理部２０３−２に送る。（以上、ステップＳ１１０８）。
【００５８】
このように、下流に欠落情報が転送されることにより、上流で欠落が発生した事と後から再送データも下流に転送されることが、下流の子端末に通知される。
図１４は、図１０のステップＳ１００８において転送データ処理部２０２−１及び再送情報処理部２０２−２が実行する、欠落情報の受信処理を示す動作フローチャートである。
【００５９】
図１の例では、端末Ａから欠落情報を転送される下流端末であるグループ１の端末と端末Ｂが実行する。
まず、再送情報処理部２０２−２が、欠落情報からシーケンスナンバーを取り出す（ステップＳ１４０１）。
【００６０】
次に、再送情報処理部２０２−２は、上記シーケンスナンバーが、自端末が保持する図９表６の先送り再送データリスト中にあるか調べる（ステップＳ１４０２）。
上記シーケンスナンバーが先送り再送データリスト中にある場合は、既に先送りされた再送データを受信済であるため、欠落情報の転送は行わずに、図１０のステップＳ１００８の処理を終了する。これは、図１の端末Ｂでの処理に相当する。
【００６１】
上記シーケンスナンバーが先送り再送データリスト中にない場合は、再送データは先送りされていないため、まず、再送情報処理部２０２−２は、上記シーケンスナンバーを自端末が保持する図８表５の欠落情報リストに登録する（ステップＳ１４０３）。
【００６２】
次に、再送情報処理部２０２−２は、上記欠落情報を転送データ記憶部２０５内の転送バッファへ書き込み、子端末へ転送する。これは、図１のグループ１内の各端末での処理に相当する。
【００６３】
次に、再送要求を受信した端末の処理の流れを、図１５の動作フローチャートとして示す。これは、図１の端末Ｃでの処理に相当する。
まず、受信制御部２０２内の転送データ処理部２０２−１が、前述した図１１のステップＳ１１０６の処理に基づいて下流端末から送信された再送要求を受信する（ステップＳ１５０１）。
【００６４】
これにより、制御が、送信制御部２０３内の再送情報処理部２０３−２に移される。再送情報処理部２０３−２は、再送要求からシーケンス番号を取り出し、そのシーケンス番号を有するデータを転送データ記憶部２０５内の転送バッファ（図５参照）から検索する。
【００６５】
再送情報処理部２０３−２は、ヘッダ情報のデータ種として“再送データ”が設定された再送データ（図６表３及び図７表４参照）を生成する（ステップＳ１５０３）。
再送情報処理部２０３−２は、通信部２０６を介して、再送要求を送信した端末に向けて、その端末のＩＰアドレスを宛先とする再送データを送信する（ステップＳ１５０４）。これは、図１の端末Ｃから端末Ａに向けて再送データが送信される処理に相当する。
【００６６】
再送情報処理部２０３−２は、通信部２０６を介して、再送要求に格納されている先送り再送先リストに含まれる各サブルート端末に向けて、各々のＩＰアドレスを宛先とする再送データを送信する（ステップＳ１５０５）。これは、端末Ｃから端末Ｂに再送データが先送りされる処理に相当する。
【００６７】
図１６は、図１０のステップＳ１００６において転送データ処理部２０２−１及び再送情報処理部２０２−２が実行する、再送データの受信処理を示す動作フローチャートである。
【００６８】
端末が再送データを受信する場合は、以下の３通りがある。
ケース１：自端末が再送要求を出した場合、又は自端末が再送要求した端末のグループ内の端末であって欠落情報と再送データが転送されてきた場合。
ケース２：先送りにより自端末が再送データを受信する場合。
ケース３：自端末が、先送りにより再送データを受信した後に、更に上流端末から転送されてきた上記再送データを受信する場合。
【００６９】
ケース１であるかケース２であるかは、欠落情報を受信済みかどうかで判断される。
欠落情報を受信済みの場合がケース１に相当する。受信後の動作としては、受信された再送データは下流に転送される（ステップＳ１６０５）。
【００７０】
欠落情報を受信済みでない場合がケース２に相当する。受信後の動作としては、受信された再送データは図９表６の先送り再送データリストに登録される（ステップＳ１６０６）。その後通常データとして補填される（後述する図１７の説明を参照）。
【００７１】
ケース３は、先送り再送データリストに同じシーケンスナンバーのデータが入っているかどうかで判断される。リストに入っている場合がケース３に相当し、入っていない場合はケース１、２に相当する。受信後の動作としては、再送データは既に先送りされているため転送されずに、先送り再送データリストからこのシーケンスナンバーのデータが削除される（ステップＳ１６０３）。
【００７２】
以下、処理の流れに従って説明する。
再送情報処理部２０２−２が、再送データからシーケンスナンバーを取り出す（ステップＳ１６０１）。
【００７３】
再送情報処理部２０２−２が、上記シーケンスナンバーが自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストにあるか否かを判定する（ステップＳ１６０２）。
上記シーケンスナンバーが先送り再送データリストにある場合には（上記ケース３に相当する）、先送り再送データを受信済みなので再送データの転送は行われず、再送情報処理部２０２−２が、自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストから、上記シーケンスナンバーのデータを削除する（ステップＳ１６０２−＞Ｓ１６０３）。
【００７４】
上記シーケンスナンバーが先送り再送データリストにない場合には、再送情報処理部２０２−２は更に、上記シーケンスナンバーが自端末が保持する図８表５の欠落情報リストにあるか否かを判定する（ステップＳ１６０４）。
【００７５】
上記シーケンスナンバーが欠落情報リストにある場合には（上記ケース１に相当する）、再送情報処理部２０２−２は、再送データを、転送データ記憶部２０５内の転送バッファに書き込んで子端末に転送すると共に、リオーダリングデータ記憶部２０４内のリオーダリングバッファにも書き込む。そして、再送情報処理部２０２−２は、自端末が保持する図８表５の欠落情報リストからこのシーケンスナンバーの情報を削除する（以上、ステップＳ１６０５）。
【００７６】
上記シーケンスナンバーが欠落情報リストにない場合には（上記ケース２に相当する）、再送情報処理部２０２−２は、再送データを、自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストに登録する（ステップＳ１６０６）。
【００７７】
上記ステップＳ１６０３、Ｓ１６０５、又はＳ１６０６の処理の後、図１０のステップＳ１００６の再送データの受信処理を終了する。
最後に、先送りされた再送データの補填処理について、図１７の動作フローチャートに基づいて説明する。
【００７８】
図１６のステップＳ１６０６にて先送りされた再送データが受信された場合、その再送データが自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストに追加される。
この表６の先送り再送データリストに対して、以下の処理が実行される。この処理は、
転送データ処理部２０２−１が、図１０のステップＳ１００４の通常データの受信処理を行った後に、再送情報処理部２０２−２が毎回実行する。
【００７９】
まず、再送情報処理部２０２−２は、受信されている通常データのシーケンスナンバーを取り出す（ステップＳ１７０１）。
次に、再送情報処理部２０２−２は、上記シーケンスナンバーより小さいシーケンスナンバーが自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストにあり、かつ補填処理が未処理であるか否かが調べられる（ステップＳ１７０２）。なお、シーケンスナンバーが最大値まで到達してその次に最小値になった場合は、シーケンスナンバーの循環を考慮した判定が行われる。
【００８０】
上記シーケンスナンバーより小さいシーケンスナンバーが先送り再送データリストにないか、又は補填処理が済んでいる場合には、再送情報処理部２０２−２は、そのまま図１７の動作フローチャートの補填処理を終了する（ステップＳ１７０２−＞ＥＮＤ）。
【００８１】
上記シーケンスナンバーより小さいシーケンスナンバーが先送り再送データリストにあり、かつ補填処理が未処理の場合には、再送情報処理部２０２−２は、先送り再送データリスト上で検索ヒットした各エントリから各先送り再送データのパケットを読出し、各パケットのデータ種（図６表３及び図７表４参照）を通常データに変更して転送データ記憶部２０５内の転送バッファに入れて子端末に転送し、またリオーダリングデータ記憶部２０４内のリオーダリングバッファにも書き込む。なお、これら２つのバッファへの書込みの位置は、現在処理中の通常データの書込みの位置よりも前の位置になるように制御される。これと共に、再送情報処理部２０２−２は、自端末が保持する図９表６の先送り再送データリストの該当する各エントリの補填処理項目に、処理済を示す情報を設定する（以上、ステップＳ１７０３）。
【００８２】
このように、欠落したデータとして伝播してくる部分に、先送りした再送データを補填することで、その端末より下流の端末では、欠落情報と再送データの転送による再送処理を行う必要がなくなる。
【００８３】
以上説明した実施形態において、図１４や図１６の動作フローチャートでは、欠落情報や再送データは、先送りが行われるグループの先頭の端末においてそれ以上伝搬しないように破棄されるように制御が行われるが、そのグループの直前のグループの末尾の端末において破棄されるように制御が行われてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本実施形態における再送処理の動作原理を示す原理説明図である。
【図２】本実施形態の基本構成図である。
【図３】接続情報に関する表１を示す図である。
【図４】グループ情報に関する表２を示す図である。
【図５】転送バッファの構成図である。
【図６】転送データのヘッダ情報に関する表３を示す図である。
【図７】ヘッダ情報として記述されるデータ種に関する表４を示す図である。
【図８】欠落情報リストに関する表５を示す図である。
【図９】先送り再送データリストに関する表６を示す図である。
【図１０】転送データが受信された際の処理の流れを示す動作フローチャートである。
【図１１】通常データの受信処理の流れを示す動作フローチャートをである。
【図１２】配信経路の端末間でやり取りするメッセージのデータ構造を示す図である。
【図１３】メッセージ種に入るデータを示す図である。
【図１４】欠落情報の受信処理の流れを示す動作フローチャートである。
【図１５】再送要求を受信した端末の処理の流れを示す動作フローチャートである。
【図１６】再送データの受信処理の流れを示す動作フローチャートである。
【図１７】先送りされた再送データの補填処理の流れを示す動作フローチャートである。
【図１８】従来技術の問題点の説明図（その１）である。
【図１９】従来技術の問題点の説明図（その２）である。
【符号の説明】
【００８５】
２０１ 制御部
２０１−１ 時間管理部
２０１−２ 接続情報部
２０１−３ グループ管理情報部
２０１−４ 再送先リスト検索部
２０２ 受信制御部
２０２−１、２０３−１ 転送データ処理部
２０２−２、２０３−２ 再送情報処理部
２０３ 送信制御部
２０４ リオーダリングデータ記憶部
２０５ 転送データ記憶部
２０６ 通信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配信経路上の端末装置が階層的にグループ化されたマルチキャスト配信システムにおけるパケット欠落時の再送制御を行う方法であって、
受信パケットの欠落を検出した第１の端末装置が、該第１の端末装置の上流に位置する第２の端末装置へ、前記第１の端末装置及びそれが属するグループよりも下流にあるグループ内で最初にパケットを受信する第３の端末装置へのパケット再送要求を送信する再送要求送信ステップと、
該再送要求を受信した前記第２の端末装置が、前記第１の端末装置及び前記第３の端末装置の両方に再送パケットを送信する再送パケット送信ステップと、
を含むことを特徴とするマルチキャスト通信におけるパケット再送制御方法。
【請求項２】
前記第１の端末装置が、パケット欠落情報を、前記第１の端末装置の下流に位置する各端末装置に順次転送する欠落情報転送ステップと、
前記第１の端末装置が、前記第２の端末装置から受信した再送パケットを、前記第１の端末装置の下流に位置する各端末装置に順次転送する再送パケット転送ステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチキャスト通信におけるパケット再送制御方法。
【請求項３】
前記第３の端末装置は、それが属するグループの上流のグループから転送されてきたパケット欠落情報及びそれに対応して転送されてきた前記再送パケットを破棄する破棄ステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のマルチキャスト通信におけるパケット再送制御方法。
【請求項４】
前記第１の端末装置が属するグループでは、下流端末へ転送されるパケット欠落情報及び再送パケットを、該グループ内の最終端末で破棄する破棄ステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のマルチキャスト通信におけるパケット再送制御方法。
【請求項５】
前記第３の端末装置は、それが属するグループよりも上流のグループから受信した通常パケットに対して、前記第２の端末装置から受信した前記再送パケットを通常パケットとして補填して、前記第３の端末装置の下流に位置する端末装置に送信するパケット補填ステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のマルチキャスト通信におけるパケット再送制御方法。
【請求項６】
配信経路上の端末装置が階層的にグループ化されたマルチキャスト配信システムにおけるパケット欠落時の再送制御を行う装置であって、
受信パケットの欠落を検出したときに、自端末装置の上流に位置する端末装置へ、自端末装置及びそれが属するグループよりも下流にあるグループ内で最初にパケットを受信する端末装置へのパケット再送要求を送信する再送要求送信手段と、
該再送要求を受信したときに、該再送要求によって要求されている各端末装置に再送パケットを送信する再送パケット送信手段と、
を含むことを特徴とするマルチキャスト通信におけるパケット再送制御装置。
【請求項１】
配信経路上の端末装置が階層的にグループ化されたマルチキャスト配信システムにおけるパケット欠落時の再送制御を行う方法であって、
受信パケットの欠落を検出した第１の端末装置が、該第１の端末装置の上流に位置する第２の端末装置へ、前記第１の端末装置及びそれが属するグループよりも下流にあるグループ内で最初にパケットを受信する第３の端末装置へのパケット再送要求を送信する再送要求送信ステップと、
該再送要求を受信した前記第２の端末装置が、前記第１の端末装置及び前記第３の端末装置の両方に再送パケットを送信する再送パケット送信ステップと、
を含むことを特徴とするマルチキャスト通信におけるパケット再送制御方法。
【請求項２】
前記第１の端末装置が、パケット欠落情報を、前記第１の端末装置の下流に位置する各端末装置に順次転送する欠落情報転送ステップと、
前記第１の端末装置が、前記第２の端末装置から受信した再送パケットを、前記第１の端末装置の下流に位置する各端末装置に順次転送する再送パケット転送ステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチキャスト通信におけるパケット再送制御方法。
【請求項３】
前記第３の端末装置は、それが属するグループの上流のグループから転送されてきたパケット欠落情報及びそれに対応して転送されてきた前記再送パケットを破棄する破棄ステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のマルチキャスト通信におけるパケット再送制御方法。
【請求項４】
前記第１の端末装置が属するグループでは、下流端末へ転送されるパケット欠落情報及び再送パケットを、該グループ内の最終端末で破棄する破棄ステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のマルチキャスト通信におけるパケット再送制御方法。
【請求項５】
前記第３の端末装置は、それが属するグループよりも上流のグループから受信した通常パケットに対して、前記第２の端末装置から受信した前記再送パケットを通常パケットとして補填して、前記第３の端末装置の下流に位置する端末装置に送信するパケット補填ステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のマルチキャスト通信におけるパケット再送制御方法。
【請求項６】
配信経路上の端末装置が階層的にグループ化されたマルチキャスト配信システムにおけるパケット欠落時の再送制御を行う装置であって、
受信パケットの欠落を検出したときに、自端末装置の上流に位置する端末装置へ、自端末装置及びそれが属するグループよりも下流にあるグループ内で最初にパケットを受信する端末装置へのパケット再送要求を送信する再送要求送信手段と、
該再送要求を受信したときに、該再送要求によって要求されている各端末装置に再送パケットを送信する再送パケット送信手段と、
を含むことを特徴とするマルチキャスト通信におけるパケット再送制御装置。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１】
【図１８】
【図１９】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−７４５９５（Ｐ２０１０−７４５９５Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４０５６４（Ｐ２００８−２４０５６４）
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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