(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャストデータを送信する送信端末及びマルチキャストデータを受信する受信端末の少なくともいずれかが接続されるスイッチであり、他の前記スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ１８）とともに、１つのルータ（Ｒ１）を介して列設して接続されることにより１つのネットワークを構成するスイッチであって、
前記ルータまたは他のスイッチに接続されるポート、並びに前記送信端末及び受信端末の少なくともいずれかが接続されるポートを含むポート群（４１）と、
係るポート群の所定のポート間の伝送ルートを形成するためのスイッチ手段（４２）と、
前記ルータまたは他のスイッチに接続されるポート（４１ａ）をマルチキャストデータが常時伝送されるポートとして予め設定されることを含み、前記ルータから定期的に受信する前記マルチキャストデータに関する問い合わせ情報及び前記マルチキャストデータを受けるための参加メッセージを受信したポートに基づいて更新される、該マルチキャストデータを配信するための前記各ポート間の伝送ルートを表すマルチキャストフィルタテーブル（４５）と、
該マルチキャストフィルタテーブルの更新を行い、前記問い合わせ情報を受信端末に送信し、前記問い合わせ情報に対して参加メッセージを受信端末から受信したときに前記問い合わせ情報に応じて前記参加メッセージを前記ルータに送信するパケット管理手段（４６）とが設けられ、
係るパケット管理手段は、マルチキャストフィルタテーブルを参照して前記スイッチ手段に対して、前記ポート間の前記伝送ルートを形成させることを特徴とするスイッチ。
【請求項２】
少なくとも１つのルータ（Ｒ１）と、少なくとも送信端末が接続されたスイッチ及び受信端末が接続されたスイッチを含む複数のスイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ１８）とを有し、複数のスイッチの少なくとも２つが前記ルータを介して接続され、他のスイッチが前記２つのスイッチのいずれかに続いて列設して接続されてなるネットワークであって、
前記各スイッチは、
前記ルータまたは他のスイッチに接続されるポート、並びに前記送信端末及び受信端末の少なくともいずれかが接続されるポートを含むポート群（４１）と、
係るポート群の所定のポート間の伝送ルートを形成するためのスイッチ手段（４２）と、
前記ルータまたは他のスイッチに接続されるポート（４１ａ）をマルチキャストデータが常時伝送されるポートとして予め設定されることを含み、前記ルータから定期的に受信する前記マルチキャストデータに関する問い合わせ情報及び前記マルチキャストデータを受けるための参加メッセージを受信したポートに基づいて更新される、該マルチキャストデータを配信するための前記各ポート間の伝送ルートを表すマルチキャストフィルタテーブル（４５）と、
該マルチキャストフィルタテーブルの更新を行い、前記問い合わせ情報を受信端末に送信し、前記問い合わせ情報に対して参加メッセージを受信端末から受信したときに前記問い合わせ情報に応じて前記参加メッセージを前記ルータに送信するパケット管理手段（４６）とが設けられ、
係るパケット管理手段は、マルチキャストフィルタテーブルを参照して前記スイッチ手段に対して、前記ポート間の前記伝送ルートを形成させること特徴とするネットワーク。
【請求項３】
前記２つのスイッチに順に列設されるそれぞれの最後尾同士の前記他のスイッチの前記常時伝送されるポートが接続されて環状のネットワークとされていることを特徴とする請求項２に記載のネットワーク。
【請求項４】
少なくとも送信端末が接続されたスイッチ及び受信端末が接続されたスイッチを含む複数のスイッチが１つのルータを挟んで列設して接続されて１つのネットワークをなし、前記各スイッチが有する、マルチキャストデータのポート間の伝送ルートを表すマルチキャストフィルタテーブルに基づいて、マルチキャストデータを前記送信端末から選択的に受信端末に送信するマルチキャスト伝送方法であって、
前記各スイッチについて、
前記ルータに直接的または他のスイッチを介して前記ルータに間接的に接続されたスイッチのポートをマルチキャストデータが常時伝送されるポートとして前記マルチキャストフィルタテーブルに予め含むように設定し、
前記ルータから定期的に受信する前記マルチキャストデータに関する問い合わせ情報及び前記マルチキャストデータを受けるための参加メッセージを受信した受信端末に接続されたポートを参照して、前記マルチキャストフィルタテーブルのポート間の伝送ルートを更新し、
該マルチキャストフィルタテーブルに基づいて、スイッチ手段に対してポート間の伝送ルートを形成させることにより、前記マルチキャストデータを前記送信端末から選択的に受信端末に送信することを特徴とするマルチキャスト伝送方法。
【請求項５】
前記１つのネットワークは、前記１つのルータを介して前記スイッチの前記常時伝送されるポートが環状に列設して接続されることにより、環状のネットワークとして構成されていることを特徴とする請求項４に記載のマルチキャスト伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、送信端末と受信端末との間でマルチキャストプロトコルによってマルチキャストデータの送受を行うマルチキャスト伝送路ルートが形成されたネットワーク及びそれに用いられるスイッチ並びにマルチキャスト伝送方法に関する。
【０００２】
なお、マルチキャストとはＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク上で複数の受信者宛にデータを渡す形態の１つであって、ネットワーク上の全受信者宛てに１つのパケットだけが送出され、ネットワークの中継ポイントで必要なだけパケットを配信するものである。他の、いわゆる、単一受信希望者にデータを渡すユニキャスト、ネットワークの全体にデータを配信するブロードキャストとは区別されている。
【０００３】
【従来の技術】
インターネット通信において、映像等の広い帯域の情報を送受する方法の１つとして、送受信端末間のネットワークを接続するネットワーク中継装置を経由し、マルチキャストプロトコルを使用してマルチキャストデータの送受がなされている(例えば、非特許文献２参照。)。なお、ネットワーク中継装置は、多くはルータとも呼ばれており、以下、ここではルータの名称で説明する。
また、マルチキャストプロトコル関係の技術は、下記非特許文献２にも記載されており、ここでは本発明に係るマルチキャストの簡単な技術及び本発明に係る従来技術を説明する。
【０００４】
【非特許文献１】
Ｗ．Ｆｅｎｎｅｒ  ｒｆｃ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）：２２３６「Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｇｒｏｕｐ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ，Ｖｅｒｓｉｏｎ２」、Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ、Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，１９９７
【非特許文献２】
Ｄａｖｅ  Ｋｏｓｉｕｒ  著  苅田  幸雄  監訳  「マスタリングＴＣＰ／ＩＰ  ＩＰマルチキャスト編」株式会社オーム社、平成１２年１１月１０日第１版第２刷発行、ｐ．４６−７３
【０００５】
マルチキャストにおけるグループメンバーシップにおいては、ルータとそのルータに構成された下位のネットワークとの間の通信を取り扱うプロトコルとしてＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｇｒｏｕｐ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が用いられている。
【０００６】
図１０は、マルチキャストを行うネットワークの従来の構成を示すブロック図である。
【０００７】
図１０に示すように、従来のマルチキャストを行うネットワークの構成は、その一態様として、送信端末３１が接続されたルータＲ１と、このルータＲ１の下位に受信端末２１〜２８が接続されたスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８が環状に接続されてなる。ここで、マルチキャストデータを送信端末から各受信端末に伝送するにあたっては、前記スイッチにＩＧＭＰスヌーピングスイッチが採用される。
【０００８】
また、前記ルータＲ１は、他のネットワークを構成するルータＲ２と接続され、係るルータＲ２には受信端末２９が接続されている。なお、前記ルータＲ１と前記スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８とを、または前記スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８同士を接続する環状をなすパスをアップリンクパス２と定義する。（図中二重線で表示）
【０００９】
さらに、前記スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８の各々が有するポートのうち、前記アップリンクパス２に接続されているポートをそれぞれｐ１及びｐ２とし、受信端末２１〜２８が接続されているポートをそれぞれｐ３とする。また、前記アップリンクパス２においては、環状に構成されたネットワーク内でのパケットデータの無限ループを論理的に防止するためにブロックポートが設定されている。
【００１０】
次に、このように構成された従来のネットワークにおけるマルチキャストデータの伝送について説明する。
【００１１】
前記ＩＧＭＰスヌーピングスイッチは、ルータＲ１が各受信端末に送出する「ＩＧＭＰ  Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ  Ｑｕｅｒｙ（以下、Ｑｕｅｒｙとする）」に対して、当該スイッチに接続された受信端末が「ＩＧＭＰ  Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ  Ｒｅｐｏｒｔ（以下、Ｒｅｐｏｒｔとする）」をルータＲ１に返信した場合、それを監視して前記受信端末が接続されたポートに基づき自動的にマルチキャストフィルタを行うものである。
具体的には、
▲１▼まず、ルータＲ１は、環状をなす下位のネットワーク１内に設けられた受信端末２１〜２８に対して、「Ｑｕｅｒｙ」を送信する。この「Ｑｕｅｒｙ」は、所定のルータＲ１に所属するマルチキャストグループに参加する受信端末が存在するか否かを確認するための問い合わせ情報であり、ルータＲ１が定期的にすべての受信端末に対して送出するＩＧＭＰパケットである。
なお、マルチキャストグループとは、ネットワーク内でマルチキャストアドレスにより識別される仮想的なデータの固まりである。送信端末がマルチキャストアドレスを付与されたデータを転送し、受信端末がそのマルチキャストデータの受信を希望する場合には、そのマルチキャストグループへの参加を希望する必要がある。
【００１２】
このように、受信端末がマルチキャストデータの受信を希望する場合には、
▲２▼受信端末が、自らの所属するルータＲ１に対して「Ｒｅｐｏｒｔ」を送信する。この「Ｒｅｐｏｒｔ」は、いわば、送信端末がマルチキャストデータを送信するマルチキャストグループへ受信端末が参加を表明するパケットであり、そのマルチキャストデータの受信を希望する意思表明手段である。
【００１３】
このようにルータＲ１と受信端末１〜２９との間で行われるＩＧＭＰパケットの送受をルータＲ１と受信端末１〜２９との間に介在するＩＧＭＰスヌーピングスイッチＳＷ１１〜１８が監視し、マルチキャストフィルタが設定される。具体的には、前記ルータＲ１から送信された「Ｑｕｅｒｙ」毎に「Ｒｅｐｏｒｔ」を返したポートを特定することによって、所定のマルチキャストデータ（マルチキャストアドレス）についてどのポートを対応させるかを示すマルチキャストフィルタ情報（ポートリスト）を前記ＩＧＭＰスヌーピングスイッチが作成する。
【００１４】
このようにして作成されたマルチキャストフィルタ情報に基づくことにより、送信端末から送信されるマルチキャストデータは、その受信を希望する受信端末に送信されることとなる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記スイッチにＩＧＭＰスヌーピングスイッチを採用したマルチキャストを行うネットワークの構成においては、次のような問題があった。
【００１６】
ＩＧＭＰスヌーピングスイッチを使用してマルチキャストを行う場合、前記ルータＲ１からツリー状にマルチキャストフィルタが行われる。そのため、送信端末がマルチキャストフィルタ内に設置されていない場合、受信端末にて当該マルチキャストデータを受信することができなかった。
【００１７】
具体的には、図１０のスイッチ１４に接続された受信端末２４を送信端末３１に代えた図１１に示すように、その送信端末３１からは「Ｒｅｐｏｒｔ」がルータＲ１に返されないため、スイッチＳＷ１３のポートｐ１とスイッチＳＷ１４のポートｐ２との間の伝送路が遮断され、送信端末３１から各受信端末へマルチキャストデータを送信することができなかった。
【００１８】
また、従来のネットワークの構成においては、前記アップリンクパス２が切断された場合、リンク切断等のトポロジ変更の際の切り替えに時間を要するという問題があった。具体的には、図１０において、スイッチＳＷ１１とスイッチＳＷ１２との間が切断された場合（▲１▼）、スイッチＳＷ１４とスイッチＳＷ１８との間のブロックポートが解除され（▲２▼）、ルータＲ１が発した「Ｑｕｅｒｙ」が各受信端末に届くことによって確認手続が取られる（▲３▼）、といった３つの過程を経るが、これらの過程を経るまで各ＩＧＭＰスヌーピングスイッチのマルチキャストフィルタは変更されないので、「Ｑｕｅｒｙ」を送出する間隔の分だけトポロジ変更に時間を要すことになる。
【００１９】
このような問題点を解決する手段のひとつとして、前記スイッチにＩＧＭＰスヌーピングスイッチではなく、レイヤ２スイッチを採用すると共に、手動によるマルチキャストフィルタの設定を行う手段がある。
【００２０】
ここで、このマルチキャストフィルタの設定は、レイヤ２スイッチを単に採用した場合に、送信端末から送信されたマルチキャストデータが当該スイッチの全てのポートを経て受信端末に送信されることを防ぐために必要な設定である。すなわち、各レイヤ２スイッチにマルチキャストフィルタの設定がされていないと、ネットワーク上に送信端末が多数設置された場合に、送信端末の数に比したマルチキャストデータが前記スイッチを介して受信端末に送信されることとなる。
【００２１】
従って、受信端末は過大な通信トラフィックを処理しきれず、受信端末を動作不能に至らしめる可能性は決して低いものではなく、無視できない問題を抱えるため、手動によるマルチキャストフィルタの設定を行う手段を採用することとなる。
【００２２】
しかしながら、手動によるマルチキャストフィルタの設定を行う手段を採用しても、各々のレイヤ２スイッチについてマルチキャストフィルタを設定することは多大な労力を要するだけでなく、その労力はレイヤ２スイッチの数に比して甚大となり得ることは想像に難くない。
【００２３】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、ルータの下位に２つ以上のスイッチを介して送信端末及び受信端末が混在して接続されてなるネットワークにおいて、簡易な構成で、かつ効率的にマルチキャストを実行できるスイッチ及びそれを用いたネットワーク並びにマルチキャスト伝送方法を提供することを目的とする。
【００２４】
また、本発明は、ルータの下位に２つ以上のスイッチを介して送信端末及び受信端末が混在して接続されてなるネットワークにおいて、アップリンクパスが切断された場合に、リンク切断等のトポロジ変更に要する時間を可及的に短縮することができるスイッチ及びそれを用いたネットワーク並びにマルチキャスト伝送方法を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために提供する第１の発明に係るスイッチは、マルチキャストデータを送信する送信端末及びマルチキャストデータを受信する受信端末の少なくともいずれかが接続されるスイッチであり、他の前記スイッチとともに、１つのルータ（Ｒ１）を介して列設して接続されることにより１つのネットワークを構成するスイッチであって、
前記ルータまたは他のスイッチに接続されるポート、並びに前記送信端末及び受信端末の少なくともいずれかが接続されるポートを含むポート群と、
係るポート群の所定のポート間の伝送ルートを形成するためのスイッチ手段と、
前記ルータまたは他のスイッチに接続されるポートをマルチキャストデータが常時伝送されるポートとして予め設定されることを含み、前記ルータから定期的に受信する前記マルチキャストデータに関する問い合わせ情報及び前記マルチキャストデータを受けるための参加メッセージを受信したポートに基づいて更新される、該マルチキャストデータを配信するための前記各ポート間の伝送ルートを表すマルチキャストフィルタテーブルと、
該マルチキャストフィルタテーブルの更新を行い、前記問い合わせ情報を受信端末に送信し、前記問い合わせ情報に対して参加メッセージを受信端末から受信したときに前記問い合わせ情報に応じて前記参加メッセージを前記ルータに送信するパケット管理手段とが設けられ、
係るパケット管理手段は、マルチキャストフィルタテーブルを参照して前記スイッチ手段に対して、前記ポート間の前記伝送ルートを形成させることを特徴とする。
【００２６】
係る構成とすることにより、ルータとスイッチとを結ぶパス、すなわちアップリンクパスを常時伝送可能に設定したので、ルータの下位に２つ以上のスイッチを介して送信端末及び受信端末が混在して接続されてなる様々な構成のネットワークにおいても、簡易なスイッチを用いて有効かつ効率的なマルチキャストを実現することができる。
【００２７】
前記課題を解決するために提供する第２の発明に係るネットワークは、少なくとも１つのルータと、少なくとも送信端末が接続されたスイッチ及び受信端末が接続されたスイッチを含む複数のスイッチとを有し、複数のスイッチの少なくとも２つが前記ルータを介して接続され、他のスイッチが前記２つのスイッチのいずれかに続いて列設して接続されてなるネットワークであって、
前記各スイッチは、
前記ルータまたは他のスイッチに接続されるポート、並びに前記送信端末及び受信端末の少なくともいずれかが接続されるポートを含むポート群と、
係るポート群の所定のポート間の伝送ルートを形成するためのスイッチ手段と、
前記ルータまたは他のスイッチに接続されるポートをマルチキャストデータが常時伝送されるポートとして予め設定されることを含み、前記ルータから定期的に受信する前記マルチキャストデータに関する問い合わせ情報及び前記マルチキャストデータを受けるための参加メッセージを受信したポートに基づいて更新される、該マルチキャストデータを配信するための前記各ポート間の伝送ルートを表すマルチキャストフィルタテーブルと、
該マルチキャストフィルタテーブルの更新を行い、前記問い合わせ情報を受信端末に送信し、前記問い合わせ情報に対して参加メッセージを受信端末から受信したときに前記問い合わせ情報に応じて前記参加メッセージを前記ルータに送信するパケット管理手段とが設けられ、
係るパケット管理手段は、マルチキャストフィルタテーブルを参照して前記スイッチ手段に対して、前記ポート間の前記伝送ルートを形成させることを特徴とする。
【００２８】
係る構成とすることにより、アップリンクパスを常時伝送可能に設定したので、ルータの下位に２つ以上のスイッチを介して送信端末及び受信端末が混在して接続されてなる様々な構成のネットワークにおいても、簡易なスイッチを用いて有効かつ効率的なマルチキャストを実現することができる。
【００２９】
前記課題を解決するために提供する本願第３の発明に係るネットワークは、請求項２に記載の発明において、前記２つのスイッチに順に列設されるそれぞれの最後尾同士の前記他のスイッチの前記常時伝送されるポートが接続されて環状のネットワークとされていることを特徴とする。
【００３０】
係る構成とすることにより、環状とされたネットワークの主幹伝送路であるアップリンクパスを常時伝送可能としたので、アップリンクパスが切断された場合に、ブロックポートが解除されてからスイッチが前記問い合わせ情報である「Ｑｕｅｒｙ」を受信するまでに要する時間を省略することができるので、リンク切断等のトポロジ変更に要する時間を可及的に短縮することができる。具体的には、従来では、▲１▼前記アップリンクパスの切断、▲２▼ブロックポートの解除、▲３▼ルータから「Ｑｕｅｒｙ」がスイッチに出され、確認手続を取る、といった３つの過程を要していたが、前記▲２▼ブロックポートの解除と同時にマルチキャストデータがアップリンクパスを介してスイッチに到達するので、当該スイッチに接続された受信端末は、即、マルチキャストデータを受け取ることができる。すなわち上記▲３▼の過程が不要となる。
【００３１】
前記課題を解決するために提供する本願第４の発明に係るマルチキャスト伝送方法は、少なくとも送信端末が接続されたスイッチ及び受信端末が接続されたスイッチを含む複数のスイッチが１つのルータを挟んで列設して接続されて１つのネットワークをなし、前記各スイッチが有する、マルチキャストデータのポート間の伝送ルートを表すマルチキャストフィルタテーブルに基づいて、マルチキャストデータを前記送信端末から選択的に受信端末に送信するマルチキャスト伝送方法であって、
前記各スイッチについて、
前記ルータに直接的または他のスイッチを介して前記ルータに間接的に接続されたスイッチのポートをマルチキャストデータが常時伝送されるポートとして前記マルチキャストフィルタテーブルに予め含むように設定し、
前記ルータから定期的に受信する前記マルチキャストデータに関する問い合わせ情報及び前記マルチキャストデータを受けるための参加メッセージを受信した受信端末に接続されたポートを参照して、前記マルチキャストフィルタテーブルのポート間の伝送ルートを更新し、
該マルチキャストフィルタテーブルに基づいて、スイッチ手段に対してポート間の伝送ルートを形成させることにより、前記マルチキャストデータを前記送信端末から選択的に受信端末に送信することを特徴とする。
【００３２】
係る方法を採用することにより、アップリンクパスを常時伝送可能に設定したので、ルータの下位に２つ以上のスイッチを介して送信端末及び受信端末が混在して接続されてなるネットワークにおいても、簡易なスイッチを用いて有効かつ効率的なマルチキャストを実現することができる。
【００３３】
前記課題を解決するために提供する本願第５の発明に係るマルチキャスト伝送方法は、請求項４に記載のマルチキャスト伝送方法において、前記１つのネットワークは、前記１つのルータを介して前記スイッチの前記常時伝送されるポートが環状に列設して接続されることにより、環状のネットワークとして構成されていることを特徴とする。
【００３４】
係る方法を採用することにより、環状とされたネットワークの主幹伝送路であるアップリンクパスを常時伝送可能としたので、アップリンクパスが切断された場合に、ブロックポートが解除されてからスイッチが前記問い合わせ情報である「Ｑｕｅｒｙ」を受信するまでに要する時間を省略することができるので、リンク切断等のトポロジ変更に要する時間を可及的に短縮することができる。具体的には、従来では、▲１▼前記アップリンクパスの切断、▲２▼ブロックポートの解除、▲３▼ルータから「Ｑｕｅｒｙ」がスイッチに出され、確認手続を取る、といった３つの過程を要していたが、前記▲２▼ブロックポートの解除と同時にマルチキャストデータがアップリンクパスを介してスイッチに到達するので、当該スイッチに接続された受信端末は、即、マルチキャストデータを受け取ることができる。すなわち上記▲３▼の過程が不要となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００３７】
図１に示すように、本発明に係るネットワークの構成は、ルータＲ１と、このルータＲ１の下位に送信端末３１及び受信端末２１〜２２及び受信端末２４〜２８がそれぞれ接続されたスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８が環状に接続されてなる。ここで、前記スイッチＳＷ１１〜１８には、レイヤ２スイッチが採用されるものとする。
【００３８】
また、前記ルータＲ１は、他のネットワークを構成するルータＲ２と接続され、係るルータＲ２には受信端末２９が接続されている。
【００３９】
なお、前記ルータＲ１と前記スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８とを、または前記スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８同士を接続するパスをアップリンクパス２と定義する。（図中二重線で表示）また、このアップリンクパス２の帯域は、他の伝送路（例えばスイッチと受信端末とを接続する伝送路）の帯域よりも大に設定することが望ましい。
【００４０】
従って、前記スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８の各々が有するポートのうち、前記アップリンクパス２に接続されているポートをそれぞれｐ１及びｐ２とし、受信端末２１〜２２及び受信端末２４〜２８が接続されているポートをそれぞれｐ３とする。
【００４１】
また、前記アップリンクパス２においては、環状に構成されたネットワーク内でのパケットデータの無限ループを論理的に防止するためにブロックポートが設定されている。
【００４２】
次に、本発明の第１の実施の形態におけるスイッチの構成について図面を参照して以下に説明する。
【００４３】
図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけるスイッチの構成を示すブロック図であり、図２（ｂ）は、マルチキャストフィルタテーブルを示す図である。
【００４４】
図２（ａ）に示すように、本発明の第１の実施の形態におけるスイッチは、少なくとも前記アップリンクパス２が接続された２つのポート４１ａ及び前記送信端末及び受信端末の少なくともいずれかが接続されるポート４１ｂからなるポート群４１と、送信されたＩＧＭＰパケットを前記ポート間で相互転送を行うスイッチ手段４２と、送信されたＩＧＭＰパケットを検出し、そのＩＧＭＰパケットを受信したポートの情報を抽出するＩＧＭＰパケット抽出手段４３と、ＩＧＭＰパケットを送出するＩＧＭＰパケット送出手段４４と、マルチキャストフィルタに関する情報を格納するマルチキャストフィルタテーブル４５と、前記ＩＧＭＰパケット抽出手段で得られたＩＧＭＰパケットの種別（「Ｑｕｅｒｙ」，「Ｒｅｐｏｒｔ」，「Ｌｅａｖｅ」）を特定し、その特定されたＩＧＭＰパケットの種別と前記マルチキャストフィルタテーブル４５とに基づき前記マルチキャストフィルタテーブルの更新を行うと共に、前記ポート４１ａを常に伝送路として設定するＩＧＭＰパケット管理手段４６と、「Ｑｕｅｒｙ」を受信したポートの情報を格納するポート情報格納手段４７と、不要なマルチキャストを削除するための周期タイマ４８とを有してなる。ここで、前記「Ｌｅａｖｅ」とは、前記「Ｒｅｐｏｒｔ」と同様、受信端末が送出するＩＧＭＰパケットであり、当該受信端末がマルチキャストグループを離脱する意思表示である。また、前記ＩＧＭＰパケット管理手段４６とは、ＩＧＭＰプロトコルにおいて機能するものであり、前述のパケット管理手段の一種である。
【００４５】
また、ＩＧＭＰスヌーピングが有効であるか否かを設定可能な手段を有し、ＩＧＭＰスヌーピングが有効である場合には、前記ＩＧＭＰパケット管理手段４６に対して前記周期タイマ４８の設定情報を送信し、前記ＩＧＭＰスヌーピングが無効である場合には、前記ＩＧＭＰパケット抽出手段４３に対してＩＧＭＰパケットを前記ＩＧＭＰパケット送出手段４４へ送出させるＩＧＭＰスヌーピング管理手段４９が前記スイッチに設けられている。このＩＧＭＰスヌーピング管理手段４９が設けられたことにより、ＩＧＭＰスヌーピングを適用できない場合にも簡易なスイッチを用いて有効かつ効率的なマルチキャストを実現することができる。
【００４６】
さらに、図２（ｂ）に示すように、本発明の第1の実施の形態におけるマルチキャストフィルタテーブルは、各マルチキャストアドレスについて伝送ルートを形成するのに有効とするポートが「ポートリスト」として設定されている。
ここで、前記マルチキャストアドレスとは、送信端末から送信されるマルチキャストデータを個別に識別する識別情報である。すなわち、送信されるマルチキャストデータ毎にマルチキャストアドレスが割り当てられている。また、各ポートリストに設定されたポート番号ｐ１及びｐ２はアップリンクパスを示し、その他のポート番号（ｐ３，ｐ４，ｐ５）はそれぞれ、受信端末が接続されたポート、すなわちマルチキャストデータを転送するポートを示すものである。さらに、「Ｑｕｅｒｙ送信フラグ」は、「Ｒｅｐｏｒｔ」を受信したか否かをポート毎に識別するフラグであり、「応答監視フラグ」及び「廃棄監視フラグ」は、エージングに関する識別フラグである。
【００４７】
次に、本発明の第１の実施の形態における動作について図面を参照して以下に説明する。
【００４８】
図３は、本発明に係るマルチキャスト伝送方法の第１の実施の形態として、ＩＧＭＰパケット管理手段の動作方法を示すフローチャートである。
図３に示すように、まずパケット受信か、周期タイマかいずれのイベントかを判断し（Ｓ１）、パケット受信であった場合には、ＩＧＭＰヘッダのＳＵＭチェックを行い（Ｓ２）、周期タイマであった場合には、後述の「タイマイベント処理」を行う。
【００４９】
このＩＧＭＰヘッダのＳＵＭが正常であると確認された場合、ＩＧＭＰパケットの種別を「Ｑｕｅｒｙ」、「Ｒｅｐｏｒｔ」及び「Ｌｅａｖｅ」のいずれかから特定する（Ｓ３）。
【００５０】
その後、ＩＧＭＰパケットの種別が「Ｑｕｅｒｙ」であると特定された場合には、「Ｑｕｅｒｙ受信処理」を行い、ＩＧＭＰパケットの種別が「Ｒｅｐｏｒｔ」であると特定された場合には、「Ｒｅｐｏｒｔ受信処理」を行い、ＩＧＭＰパケットの種別が「Ｌｅａｖｅ」であると特定された場合には、「Ｌｅａｖｅ受信処理」を行う。
【００５１】
一方、前記ＩＧＭＰヘッダのチェックＳＵＭ工程において、異常であると判断された場合には、パケットを廃棄して(Ｓ４)、終了する。
【００５２】
（Ｑｕｅｒｙ受信処理）
図４は、ＩＧＭＰパケットの種別が「Ｑｕｅｒｙ」であると特定された場合に行われる「Ｑｕｅｒｙ受信処理」の動作を示すフローチャートである。
【００５３】
図４に示すように、まず、「Ｑｕｅｒｙ」が出されたポートに関するクエリアポート情報の更新を行う（Ｓ１１）。
【００５４】
次に、ルータからの「Ｑｕｅｒｙ」が来てから、受信端末からの「Ｒｅｐｏｒｔ」が来るまでのタイマである応答監視タイマを初期化すると共に、起動を開始する（Ｓ１２）。
【００５５】
次に、前記クエリアポート以外のポートに「Ｑｕｅｒｙ」を転送する（Ｓ１３）。
【００５６】
続いて、「Ｑｕｅｒｙ」送信フラグをセット（Ｓ１４）して終了する。
【００５７】
（Ｒｅｐｏｒｔ受信処理）
図５は、ＩＧＭＰパケットの種別が「Ｒｅｐｏｒｔ」であると特定された場合に行われる「Ｒｅｐｏｒｔ受信処理」の動作を示すフローチャートである。
【００５８】
図５に示すように、まず、受信した「Ｒｅｐｏｒｔ」がマルチキャストグループに登録されているかどうかを判断する(Ｓ２１)。
【００５９】
この判断によって、登録済みであった場合、「Ｒｅｐｏｒｔ」を受信したポートに関する情報をポートリストに設定する（Ｓ２２）。
【００６０】
ここで、このポートが既にポートリストに存在する場合には、設定の必要はない。
【００６１】
次に、受信ポートのＱｕｅｒｙ送信フラグをリセットする（Ｓ２３）。
【００６２】
続いて、エージングを行う廃棄監視タイマを停止させる（Ｓ２４）。
【００６３】
次に、本Ｒｅｐｏｒｔが送信済みであるか否かを判定する（Ｓ２５）。ここで、「本Ｒｅｐｏｒｔが送信済みであるか否か」とは、接続されたスイッチに属する他の端末から同一のマルチキャストデータに関する「Ｒｅｐｏｒｔ」が既に送信されているか否かを意味する。送信済みである場合には、Ｑｕｅｒｙ受信ポートへ「Ｒｅｐｏｒｔ」を送信しない。Ｒｅｐｏｒｔが送信済みでなかった場合には、Ｑｕｅｒｙ受信ポートに「Ｒｅｐｏｒｔ」を送信する（Ｓ２５ａ）。
【００６４】
このようにして、ポートリストが変更された場合（Ｓ２６−Ｙｅｓ）には、スイッチ手段４２へその変更情報を設定し、「Ｒｅｐｏｒｔ」受信処理を終了する。
【００６５】
また、ポートリストが変更されなかった場合（Ｓ２６−Ｎｏ）には、そのまま「Ｒｅｐｏｒｔ」受信処理を終了する。
【００６６】
受信した「Ｒｅｐｏｒｔ」がマルチキャストグループに登録されているかを判断し（Ｓ２１）、未登録の場合（Ｓ２１−Ｎｏ）には、新規にマルチキャストフィルタテーブルに登録を行い、アップリンクパスのポートとＲｅｐｏｒｔ受信ポートとをポートリストに追加する（Ｓ２７）。次に「Ｑｕｅｒｙ」を受信したポートへ「Ｒｅｐｏｒｔ」を送信する（Ｓ２８）。さらに、図２のスイッチ手段４６へその情報を設定し（Ｓ２９）、Ｒｅｐｏｒｔ受信処理を終了する。
【００６７】
（Ｌｅａｖｅ受信処理）
図６は、ＩＧＭＰパケットの種別が「Ｌｅａｖｅ」であると特定された場合に行われる「Ｌｅａｖｅ受信処理」の動作を示すフローチャートである。
【００６８】
図６に示すように、まず、ＩＧＭＰパケット管理手段は、「Ｌｅａｖｅ」を受信したポートに関する情報をポートリストから削除する（Ｓ３１）。
【００６９】
次に、アップリンクパスを除くポートがポートリストにあるか否かを判断する（Ｓ３２）。
【００７０】
この判断によって、ポートリストにあった場合には、マルチキャストフィルタを変更して（Ｓ３３）、終了する。
【００７１】
また、ポートリストにアップリンクパスを除くポートがなかった場合には、「Ｑｕｅｒｙ」を受信したポートに「Ｌｅａｖｅ」を送信（Ｓ３４）し、マルチキャストフィルタテーブルから本エントリを削除した後（Ｓ３５）、スイッチ手段のマルチキャストフィルタを削除して（Ｓ３６）、終了する。
【００７２】
（タイマイベント処理）
図７は、前述のパケット受信か、周期タイマかのいずれかのイベントかを判断し（Ｓ１）、周期タイマであった場合に行われる「タイマイベント処理」の動作を示すフローチャートである。
【００７３】
図７に示すように、まず、「Ｑｕｅｒｙ」を受けてから「Ｒｅｐｏｒｔ」を受けるまでの時間を監視している「応答監視処理中」であるか、「Ｒｅｐｏｒｔ」を受けてからタイムアウトする（廃棄）までを監視している「廃棄監視処理中」であるかを判断する（Ｓ４１）。
【００７４】
「廃棄処理中」であった場合、タイマデクリメントを行い（Ｓ４２）、タイマが満了したか否かを判断し（Ｓ４３）、満了した場合、タイマが満了したポートをポートリストから削除する（Ｓ４４）。また、タイマが満了していなければそのまま終了する。
【００７５】
その後、アップリンクパスを除くポートがポートリストにあるか否かを判断（Ｓ４５）し、なかった場合には、マルチキャストフィルタテーブルから本エントリを削除し（Ｓ４６）、マルチキャストフィルタにおける関連情報を削除して（Ｓ４７）、終了する。
【００７６】
また、アップリンクパスを除くポートがポートリストにあった場合には、マルチキャストフィルタにおける関連情報を変更して（Ｓ４８）、終了する。
【００７７】
次に、「応答監視処理中」であった場合、タイマデクリメントを行い（Ｓ５１）、タイマが満了したか否かを判断し（Ｓ５２）、満了した場合、「応答監視処理」を終了し（Ｓ５３）、「Ｑｕｅｒｙ」送信フラグをリセットし（Ｓ５４）、Ｑｕｅｒｙ送信フラグがセットされている（Ｒｅｐｏｒｔ未送信）ポートについて廃棄監視処理を開始し（Ｓ５５）、終了する。また、タイマが満了していなければそのまま終了する。
【００７８】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、常に伝送路として機能するアップリンクパスをフィルタリング機能として設定したので、ルータの下位に２つ以上のスイッチを介して送信端末及び受信端末が混在して接続されてなる環状をなすネットワークにおいても、簡易なスイッチを用いて有効かつ効率的なマルチキャストを実現することができる。
【００７９】
また、アップリンクパスが切断された場合に、ブロックポートが解除されてからスイッチが「Ｑｕｅｒｙ」を受信するまでに要する時間をなくすことができるので、リンク切断等のトポロジ変更に要する時間を可及的に短縮することができる。具体的には、従来では、▲１▼前記アップリンクパスの切断、▲２▼ブロックポートの解除、▲３▼ルータから「Ｑｕｅｒｙ」がスイッチに出され、確認手続を取る、といった３つの過程を要していたが、前記▲２▼ブロックポートの解除と同時にマルチキャストデータがアップリンクパスを介してスイッチに到達するので、当該スイッチに接続された受信端末は、すぐにレポートを出してマルチキャストデータを受け取ることができる。すなわち上記▲３▼の過程が不要となる。
【００８０】
（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
なお、本発明の第２の実施の形態の説明においては、前述の第１の実施の形態との相違点のみを説明することとし、スイッチの構成や動作の説明等重複する記載は省略する。
【００８１】
図８は、本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００８２】
図８に示すように、本発明に係るネットワークの構成は、ルータＲ１と、このルータＲ１の下位に、受信端末２１〜２３が接続されたスイッチＳＷ１１と、受信端末２４、２５及び２６が接続されたスイッチＳＷ１２と、受信端末２７及びスイッチＳＷ９１（汎用のレイヤ２スイッチ）を介して受信端末２８等が接続されたスイッチＳＷ１３と、送信端末３１が接続されたスイッチＳＷ１４とからなるいわゆるツリー構造をなす。
【００８３】
ここで、前記スイッチＳＷ１１〜１４には、レイヤ２スイッチが採用されるものとする。
【００８４】
また、前記ルータＲ１は、他のネットワークを構成するルータＲ２と接続され、係るルータＲ２には受信端末２９が接続されている。
【００８５】
なお、前記ルータＲ１と前記スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４とを接続するパスをアップリンクパス２と定義する。（図中二重線で表示）すなわち、ルータＲ１の下位に構成されるネットワーク中のスイッチＳＷ１１〜１４は、アップリンクパス２によってルータＲ１に直接的に接続された構成をなす。
【００８６】
なお、前記スイッチＳＷ９１は、フィルタリングを行うスイッチではないため、アップリンクパス２の設定を行う必要は特にない。
【００８７】
また、アップリンクパス２の帯域は、他の伝送路（例えばスイッチと受信端末とを接続する伝送路）の帯域よりも大に設定することが望ましい。
【００８８】
次に、本発明の第２の実施の形態におけるスイッチの構成について図面を参照して以下に説明する。
【００８９】
図９は、本発明の第２の実施の形態におけるスイッチの構成を示すブロック図である。
【００９０】
図９に示すように、本発明の第２の実施の形態におけるスイッチは、少なくとも前記アップリンクパス２が接続された１つのポート４１ａ及び前記送信端末及び受信端末の少なくともいずれかが接続されるポート４１ｂからなるポート群４１と、送信されたＩＧＭＰパケットを前記ポート間で相互転送を行うスイッチ手段４２と、送信されたＩＧＭＰパケットを検出し、そのＩＧＭＰパケットを受信したポートの情報を抽出するＩＧＭＰパケット抽出手段４３と、ＩＧＭＰパケットを送出するＩＧＭＰパケット送出手段４４と、マルチキャストフィルタに関する情報を格納するマルチキャストフィルタテーブル４５と、前記ＩＧＭＰパケット抽出手段で得られたＩＧＭＰパケットの種別（「Ｑｕｅｒｙ」，「Ｒｅｐｏｒｔ」，「Ｌｅａｖｅ」）を特定し、その特定されたＩＧＭＰパケットの種別と前記マルチキャストフィルタテーブル４５とに基づき前記マルチキャストフィルタテーブルの更新を行うと共に、前記ポート４１ａを常に伝送路として設定するＩＧＭＰパケット管理手段４６と、「Ｑｕｅｒｙ」を受信したポートの情報を格納するポート情報格納手段４７と、不要なマルチキャストを削除するための周期タイマ４８とを有してなる。
【００９１】
また、ＩＧＭＰスヌーピングが有効であるか否かを設定可能な手段を有し、ＩＧＭＰスヌーピングが有効である場合には、前記パケット管理手段４６に対して前記周期タイマ４８の設定情報を送信し、前記ＩＧＭＰスヌーピングが無効である場合には、前記ＩＧＭＰパケット抽出手段４３に対してＩＧＭＰパケットを前記ＩＧＭＰパケット送出手段４４へ送出させるＩＧＭＰスヌーピング管理手段４９が前記スイッチに設けられている。
【００９２】
このように、アップリンクパス２として、前記ルータＲ１と前記スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４とを接続するパスを設定すると共に、前記スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４においてアップリンクパスが接続されるポートを常に伝送可能としたことによって、前述の環状のネットワークに限らず、いわゆるツリー形状のネットワークにおいても、トラフィックに過大な影響を及ぼすことなく簡易な構成で効率的なマルチキャストを実現できる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アップリンクパスを常時伝送可能に設定したので、ルータの下位にスイッチを介して送信端末及び受信端末が混在して接続されてなるネットワークにおいても、汎用のレイヤ２スイッチを使用した場合に発生する、送信端末及び受信端末に不要なマルチキャストデータが伝送される問題と、ＩＧＭＰスヌーピングスイッチを使用した場合に発生する、送信端末からのマルチキャストデータが伝送されないという問題を解決し、簡易なスイッチを用いて有効かつ効率的なマルチキャストを実現することができる。
【００９４】
また、環状をなすネットワークにおいては、アップリンクパスが切断された場合に、ブロックポートが解除されてからスイッチが「Ｑｕｅｒｙ」を受信するまでに要する時間をなくすことができるので、リンク切断等のトポロジ変更に要する時間を可及的に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるネットワークの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるスイッチの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＩＧＭＰパケット管理手段の動作方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＱｕｅｒｙ受信処理のプロセスを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＲｅｐｏｒｔ受信処理のプロセスを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＬｅａｖｅ受信処理のプロセスを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるタイマイベント処理のプロセスを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるネットワークの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるスイッチの構成を示すブロック図である。
【図１０】従来のマルチキャストを行うネットワークの構成を示すブロック図である。
【図１１】従来のマルチキャストを行うネットワークの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  ネットワーク
２  アップリンクパス
２１〜２９  受信端末
３１  送信端末
４１  ポート群
４２  スイッチ手段
４３  ＩＧＭＰパケット抽出手段
４４  ＩＧＭＰパケット送出手段
４５  マルチキャストフィルタテーブル
４６  ＩＧＭＰパケット管理手段
４７  ポート情報格納手段
４８  周期タイマ
４９  ＩＧＭＰスヌーピング管理手段
ｐ１〜ｐ３  ポート
Ｒ１，Ｒ２  ルータ
ＳＷ１１〜ＳＷ１８，ＳＷ９１  スイッチ
【図１】
0003640652.tif 000002
【図２】
0003640652.tif 000003
【図３】
0003640652.tif 000004
【図４】
0003640652.tif 000005
【図５】
0003640652.tif 000006
【図６】
0003640652.tif 000007
【図７】
0003640652.tif 000008
【図８】
0003640652.tif 000009
【図９】
0003640652.tif 000010
【図１０】
0003640652.tif 000011
【図１１】
0003640652.tif 000012