(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリームサーバの送信するストリーム放送のパケットを受信して当該パケットをクライアントへ放送配信するストリーム中継装置において、
自己とクライアントとの間でやりとりするプロトコルの処理手段と、
自己とストリームサーバとの間でやりとりするプロトコルの処理手段と、
ストリーム放送データを蓄積する放送データメモリと、
ストリーム放送毎に放送中を表示する放送中管理テーブルと、
クライアントから視聴要求を受付ける手段と、
前記放送中管理テーブルの表示に基づき当該要求ストリーム放送が放送中のときには前記放送データメモリからデータを読出して前記視聴要求を送信したクライアントに向け放送を開始する手段と、
前記放送中管理テーブルの表示に基づき当該要求ストリーム放送が放送中でないときには前記視聴要求を上流のストリーム中継装置あるいはストリームサーバに送信し上流から当該要求ストリーム放送データを受信して前記放送データメモリに蓄積後に当該視聴要求を送信したクライアントに向け放送を開始する手段と、
ストリーム放送データを下流に送信するための通信プロトコルとしてＩＰユニキャストプロトコルまたはＩＰマルチキャストプロトコルを当該ストリーム放送コンテンツ名あるいは配信先クライアントアドレスに対応付けしておき、受信したストリーム放送データを当該対応付けにしたがう通信プロトコルを選択し選択された通信プロトコルにより送信する手段と
を備えたことを特徴とするストリーム中継装置。
【請求項２】
下流で同一ストリーム放送コンテンツを受信しているクライアントあるいはストリーム中継装置の視聴が全て終了したときには上流のストリームサーバあるいはストリーム中継装置に視聴終了要求を送信する手段を備えた請求項１記載のストリーム中継装置。
【請求項３】
クライアントとストリーム中継装置との間およびストリーム中継装置相互間およびストリーム中継装置とストリームサーバとの間に同一ストリーム制御プロトコル手順を用いる請求項１または２記載のストリーム中継装置。
【請求項４】
ＩＰユニキャストまたはＩＰマルチキャストを転送する下位レイヤプロトコルを選択する手段を備えた請求項１記載のストリーム中継装置。
【請求項５】
選択した通信プロトコルに応じて配信先アドレスを変換して送信する手段を備えた請求項１記載のストリーム中継装置。
【請求項６】
ストリーム放送データを転送する方向に対して上流は１以上の請求項１ないし５のいずれかに記載のストリーム中継装置およびまたは１以上のストリームサーバに直接または間接的に接続されるとともに下流は１以上の請求項１ないし５のいずれかに記載のストリーム中継装置およびまたは１以上のクライアントに直接または間接的に接続された階層構造を形成することを特徴とするストリーム放送配信ネットワーク。
【請求項７】
所定のハードウェアと、このハードウェアにインストールされた所定の基本ソフトウェアとを備えたコンピュータ装置に、さらにインストールすることによりそのコンピュータ装置を請求項１ないし５のいずれかに記載のストリーム中継装置に相応する装置とするソフトウェアが記録された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像、音声を含むストリーム放送の配信に利用する。特に、大規模かつ高速な放送サービスを扱うストリーム配信に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のストリーム中継装置は、ＲｅａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ社のスプリッタ装置が該当する。これは、ストリームサーバとクライアントとの間に一つまたは複数設置され、ユニキャストにてストリーム放送データを受信し、これを複製して下流のクライアントへ配信している。
【０００３】
また、従来の情報配信システムとして「情報配信システムの制御方法および情報配信システム（特開平１１−６８７４４号公報）」が知られている。これは、所望のコンテンツをすでに受信しているマルチメディア端末がある場合に、この端末がサーバに代わって配信を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のストリーム中継装置における技術では、まずストリームサーバからストリーム中継装置へのデータ配信は、下流のクライアントからのリクエストの有無にかかわらず事前の設定に基づきデータを垂れ流しているため、伝送帯域に無駄を生じる。
【０００５】
したがって、下流からの視聴要求をベースにデータ中継を開始し、視聴終了要求によりデータ中継を終了する効率的な転送の仕組みがない。また、ストリーム中継装置は、ストリーム制御プロトコルを終端せず、直接ストリームサーバとの視聴要求処理を実行しているため、サーバに処理負荷が集中する。各ストリーム中継装置が負荷分散することにより、サーバに集中する負荷を軽減する仕組みがない。
【０００６】
また、ストリーム放送の開始および終了の指示に使われるストリーム制御プロトコルは、クライアントと中継サーバとの間と、中継サーバとストリームサーバとの間では異なるプロトコルが用いられる。よって、二種類のソフトウェアモジュールおよびコンフィグレーションを強いられるために効率が悪い。相互接続の容易性および運用コスト等の面では、一種類のストリーム制御プロトコルにより運用することが得策である。
【０００７】
一方、従来の情報配信システムにおける技術では、マルチメディア端末が、サーバに代わって配信を行うことにより、サーバへの処理負荷を軽減することは可能であるが、多数の端末装置から同時に配信要求が発生した場合には、代理配信を行うマルチメディア端末自身の配信処理が大きくなってしまうという問題や、このマルチメディア端末と配信ネットワークとの間の回線の帯域を配信数分だけ消費してしまい、各クライアントの通信コストが大きくなってしまうという問題が生じている。また、マルチメディア端末間で配信を行うため、配信ネットワーク資源の無駄も大きくなってしまい、階層的なストリーム中継技術が求められる。
【０００８】
さらに、従来のストリーム中継装置および情報配信システムでは、ストリーム放送データを送信することに専念し、放送するコンテンツや宛先クライアントなどによって、ユニキャストかマルチキャストかをプロファイルにしたがって選択する機能がない。放送形サービスではマルチキャストが転送効率の面で適しているが、ＩＰマルチキャスト等のプロトコルに適合したネットワーク機器の普及が十分でない。よって、ユニキャストとマルチキャストを適材適所で使い分ける必要があるが、従来のストリーム中継装置では、使い分けることができないために、ユニキャストもしくはマルチキャストのいずれかを用いて配信することしかできない。コンテンツやクライアントの属性により、自動的に選択する機能がサービス性を高めるために必要である。
【０００９】
さらに、ストリームデータを転送する際、イーサネット、ギガビットイーサネット、ＡＴＭ等の転送プロトコルを選択する機能もない。よって、ストリーム放送の品質を差異化することは困難である。
【００１０】
本発明は、このような背景に行われたものであって、ストリーム放送データの受付処理の負荷分散、中継トラヒック量の効率化、ストリーム制御プロトコルの単一化、転送プロトコルの選択機能等により、ストリーム放送サービス提供における大規模化、効率化、既存網との親和性の向上を目指すことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ストリーム中継装置を上流にはクライアントとして、下流にはサーバとしてみせるために、クライアントとストリームサーバの両方の制御プロトコル処理機能を具備する。このときに、クライアントとストリーム中継装置との間およびストリーム中継装置相互間およびストリーム中継装置とストリームサーバとの間のいずれかの区間においても、クライアントとストリームサーバとが直接やりとりするストリーム制御プロトコル手順を使用することが望ましい。これにより、プロトコル制御を簡単化することができる。
【００１２】
また、上流のストリームサーバあるいはストリーム中継装置から１本のストリーム放送データを受信して複製する機能を実現するために、受信したストリームデータを一旦蓄積するための放送データメモリと、ストリーム放送単位に放送中か否かを表示するテーブルを持つ。
【００１３】
ストリーム中継装置は、クライアントからの視聴要求をサーバの立場で処理し、その装置で当該ストリーム放送のデータを受信している場合は、放送データメモリから読み出して当該クライアントへ放送する。しかしながら、当該ストリーム放送の視聴要求が一番目の場合は、当該視聴要求をクライアントの代理でそのストリーム中継装置が上流のストリーム中継装置あるいはストリームサーバへ要求し、最終的に当該ストリーム放送データを受信して下流のクライアントへ配信する。
【００１４】
さらに、宛先クライアントアドレスやストリーム放送コンテンツなどのプロファイルにより、通信プロトコルを明示しておき、プロファイルにしたがってユニキャストあるいはマルチキャストで放送データを配信したり、複数の転送プロトコルを選択して配信したりすることができる。この選択は、ストリーム中継装置毎に実行される。
【００１５】
本発明のストリーム中継装置が複数分散配置されたネットワークを構成することにより、ストリーム放送データの受付処理の負荷分散、中継トラヒック量の効率化を図ることができる。
【００１６】
このように本発明では、まず、ストリーム中継装置は、上流にも下流にも同一のストリーム制御プロトコルを用い、かつ、下流にはサーバ、上流にはクライアントの役割を持つため、階層的に接続することが容易である。また、下流からの要求にしたがって、中継データを転送するため、伝送効率が高い。さらに、宛先クライアントやコンテンツに対して通信プロトコルを対応させることにより、接続されたネットワーク機器に親和性の高い放送配信を実現することができる。特に、ストリーム中継装置毎にユニキャストかマルチキャストかの選択をするため、ネットワーク全体で最も適した放送配信を実現することができる。
【００１７】
すなわち、本発明の第一の観点は、ストリームサーバの送信するストリーム放送のパケットを受信して当該パケットをクライアントへ放送配信するストリーム中継装置である。
【００１８】
ここで、本発明の特徴とするところは、自己とクライアントとの間でやりとりするプロトコルの処理手段と、自己とストリームサーバとの間でやりとりするプロトコルの処理手段と、ストリーム放送データを蓄積する放送データメモリと、ストリーム放送毎に放送中を表示する放送中管理テーブルと、クライアントから視聴要求を受付ける手段と、前記放送中管理テーブルの表示に基づき当該要求ストリーム放送が放送中のときには前記放送データメモリからデータを読出して前記視聴要求を送信したクライアントに向け放送を開始する手段と、前記放送中管理テーブルの表示に基づき当該要求ストリームの放送が放送中でないときには前記視聴要求を上流のストリーム中継装置あるいはストリームサーバに送信し上流から当該要求ストリーム放送データを受信して前記放送データメモリに蓄積後に当該視聴要求を送信したクライアントに向け放送を開始する手段とを備えたところにある。
【００１９】
下流で同一ストリーム放送コンテンツを受信しているクライアントあるいはストリーム中継装置の視聴が全て終了したときには上流のストリームサーバあるいはストリーム中継装置に視聴終了要求を送信する手段を備えることが望ましい。これにより、上流にあるストリームサーバあるいはストリーム中継装置は、無駄となるストリーム放送の垂れ流しを回避することができる。
【００２０】
クライアントとストリーム中継装置との間およびストリーム中継装置相互間およびストリーム中継装置とストリームサーバとの間に同一ストリーム制御プロトコル手順を用いることが望ましい。これにより、プロトコル制御を簡単化することができる。
【００２１】
ストリーム放送データを下流に送信するための通信プロトコルを当該ストリーム放送コンテンツ名あるいは配信先クライアントアドレスに対応付けしておき、受信したストリーム放送データを当該対応付けにしたがう通信プロトコルを選択して送信する手段を備えることが望ましい。これにより、異なる通信プロトコルに柔軟に対応することができる。この際に、通信プロトコルの選択肢にＩＰユニキャストプロトコルおよびＩＰマルチキャストプロトコルを含むことができる。また、ＩＰユニキャストまたはＩＰマルチキャストを転送する下位レイヤプロトコルを選択する手段を備えることが望ましい。さらに、選択した通信プロトコルに応じて配信先アドレスを変換して送信する手段を備えることが望ましい。
【００２２】
本発明の第二の観点は、ストリーム放送データを転送する方向に対して上流は１以上の本発明のストリーム中継装置およびまたは１以上のストリームサーバに直接または間接的に接続されるとともに下流は１以上の本発明のストリーム中継装置およびまたは１以上のクライアントに直接または間接的に接続された階層構造を形成することを特徴とするストリーム放送配信ネットワークである。このようなストリーム放送配信ネットワークを形成することにより、ストリーム放送データの受付処理の負荷分散、中継トラヒック量の効率化を図ることができる。
【００２３】
本発明の第三の観点は、所定のハードウェアと、このハードウェアにインストールされた所定の基本ソフトウェアとを備えたコンピュータ装置に、さらにインストールすることによりそのコンピュータ装置を本発明のストリーム中継装置に相応する装置とするソフトウェアが記録された記録媒体である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明実施例のストリーム中継装置およびストリーム放送配信ネットワークの構成を図１および図２を参照して説明する。図１は本発明のストリーム放送配信ネットワークの構成図である。図２は本発明のストリーム中継装置のブロック構成図である。ここではストリーム中継装置１１に着目して説明する。
【００２５】
本発明は、図１に示すように、ストリームサーバ２１の送信するストリーム放送のパケットを受信して当該パケットをクライアント１および２へ放送配信するストリーム中継装置１１である。
【００２６】
ここで、本発明の特徴とするところは、図２に示すように、自己とクライアント１および２との間でやりとりするプロトコルの処理手段としてのサーバプロトコル処理部１０４と、自己とストリームサーバ２１との間でやりとりするプロトコルの処理手段としてのクライアントプロトコル処理部１０６と、ストリーム放送データを蓄積する放送データメモリ１１４と、ストリーム放送毎に放送中を表示する放送中管理テーブル１１３と、クライアント１および２から視聴要求を受付ける要求受付処理部１０５と、放送中管理テーブル１１３の表示に基づき当該要求ストリーム放送が放送中のときには放送データメモリ１１４からデータを読出して前記視聴要求を送信したクライアント１および２に向け放送を開始し、放送中管理テーブル１１３の表示に基づき当該要求ストリームの放送が放送中でないときには前記視聴要求を上流のストリーム中継装置１３あるいはストリームサーバ２１に送信し上流から当該要求ストリーム放送データを受信して放送データメモリ１１４に蓄積後に当該視聴要求を送信したクライアント１および２に向け放送を開始する手段としての転送制御部１０７とを備えたところにある。
【００２７】
また、転送制御部１０７は、下流で同一ストリーム放送コンテンツを受信しているクライアント１および２の視聴が全て終了したときには上流のストリーム中継装置１３に視聴終了要求を送信する。このとき、ストリーム中継装置１３の転送制御部１０７は、ストリーム中継装置１２およびクライアント５および６に対して配信したストリーム放送コンテンツに対してストリーム中継装置１２およびクライアント５および６からも視聴終了要求が送信されているときには、視聴終了要求をストリームサーバ２１に送信する。
【００２８】
クライアント１〜６とストリーム中継装置１１〜１３との間およびストリーム中継装置１１〜１３相互間およびストリーム中継装置１１〜１３とストリームサーバ２１との間に同一ストリーム制御プロトコル手順を用いる。
【００２９】
また、転送制御部１０７は、ストリーム放送データを下流に送信するための通信プロトコルを当該ストリーム放送コンテンツ名あるいは配信先クライアントアドレスに対応付けしておき、受信したストリーム放送データを当該対応付けにしたがう通信プロトコルを選択して送信する。この際に、通信プロトコルの選択肢にＩＰユニキャストプロトコルおよびＩＰマルチキャストプロトコルを含む。さらに、ＩＰユニキャストまたはＩＰマルチキャストを転送する下位レイヤプロトコルを選択する。また、選択した通信プロトコルに応じて配信先アドレスを変換して送信する。
【００３０】
本発明のストリーム放送配信ネットワークは、例えば、図１のストリーム中継装置１３に着目すると、ストリーム放送データを転送する方向に対して上流はストリームサーバ２１に直接に接続されるとともに下流はストリーム中継装置１１および１２およびクライアント１〜６に直接または間接的に接続された階層構造を形成することを特徴とする。
【００３１】
本発明のストリーム中継装置１１は、所定のハードウェアと、このハードウェアにインストールされた所定の基本ソフトウェアとを備えたコンピュータ装置に、さらにインストールすることによりそのコンピュータ装置を本発明のストリーム中継装置１１に相応する装置とするソフトウェアが記録された記録媒体によりコンピュータ装置に当該ソフトウェアをインストールすることにより実現できる。
【００３２】
以下では、本発明実施例をさらに詳細に説明する。
【００３３】
図１に、本発明実施例におけるクライアント１〜６、ストリーム中継装置１１〜１３、ストリームサーバ２１の接続構成を示す。なお、これらは、回線３１〜３９により接続されているが、この回線は、直接接続される場合と、スイッチあるいはルータ等のネットワーク機器が含まれる場合とがある。
【００３４】
また、ストリーム制御プロトコルとして、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ：インターネット技術標準化委員会）のＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）２３２６で規定されたＲＴＳＰ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを想定し、視聴受信要求、視聴終了要求、あるいはそれらの応答手順を実行する。ＲＴＳＰパケットは、下位レイヤとしてＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコル、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ユニキャストプロトコルにより転送されるものとする。さらに、ＲＴＳＰによりストリームサーバ２１、ストリーム中継装置１１、１２、１３、クライアント１、２、３、４、５、６の順番にストリーム放送データを中継するが、このデータは、ＩＥＴＦ  ＲＦＣ１８８９で規定されたＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルにより転送され、その下位プロトコルとして、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＩＰユニキャストプロトコルを使用するものとする。
【００３５】
接続構成に関しては、ストリーム中継装置１１は下流にクライアント１、２、上流にストリーム中継装置１３と直接接続され、また、ストリーム中継装置１３は、下流にクライアント５、６、ストリーム中継装置１１、１２、上流にストリームサーバ２１が直接接続されている。この中で、ストリーム中継装置１３は、その下流のクライアント１、２、３、４、５、６とストリーム中継装置１１、１２が接続され、それらの下流装置からの視聴要求に対して、上流のストリームサーバ２１へ視聴要求を代理で実行し、ストリーム放送データを受信しながら中継する。
【００３６】
図１において、クライアント１、２、３の順番に視聴受信要求を送信する場合の実施形態を説明する。まず、クライアント１は、サーバ２１のストリーム放送を視聴するため、視聴要求をストリーム中継装置１１へ送信する。ストリーム中継装置１１は、未だ要求コンテンツの放送データを受信していないため、上流のストリーム中継装置１３へ視聴要求を送信する。ストリーム中継装置１３も、未だ要求コンテンツの放送データを受信していないため、同様に視聴要求をストリームサーバ２１へ送信する。ストリームサーバ２１は、要求を受付け、当該ストリーム放送データを３９→１３→３５→１１→３１を経由してクライアント１へ配信する。
【００３７】
次にクライアント２が同一のコンテンツに対して視聴要求をストリーム中継装置１１へ送信する。この場合は、ストリーム中継装置１１が既にストリーム放送データを受信し、クライアント１へ配信している。したがって、ストリーム中継装置１１は、クライアント２の視聴要求を受付け、放送データメモリ１１４より当該コンテンツデータを読み出し、クライアント２宛てに同一コンテンツを配信する。
【００３８】
さらに、クライアント３が同一のコンテンツに対して視聴要求をストリーム中継装置１２へ送信した場合には、ストリーム中継装置１２は、クライアント３の視聴要求に対するコンテンツ未受信中のため、上流のストリーム中継装置１３へ視聴要求を送信する。ここで、ストリーム中継装置１３は、既に当該コンテンツを受信しているため、その要求は受付けられ、ストリーム中継装置１３から３６→１２→３３→３の経路でクライアント３宛てに同一コンテンツを配信する。
【００３９】
また、これら３つのクライアント１〜３への放送が３、２、１の順番に終了する場合の流れについて説明する。クライアント３が視聴終了要求をストリーム中継装置１２宛てに送信すると、ストリーム中継装置１２は、同一コンテンツに関してクライアント３宛ての中継を中止するとともに、下流の全てのクライアントが視聴を終了したと判断し、ストリーム中継装置１３に代表して視聴終了要求を送信する。ストリーム中継装置１３は、下流のストリーム中継装置１１がまだクライアント１および２に配信中であるため、上流であるストリームサーバ２１には、視聴終了要求を送信しない。
【００４０】
次に、クライアント１、２が共に視聴終了要求をストリーム中継装置１１に送信すると、ストリーム中継装置１１は、下流がすべて視聴終了したことを理解し、上流のストリーム中継装置１３へ視聴終了要求を代表で送信する。この時点で、ストリーム中継装置１３は、下流すべて視聴が終了したことを知り、ストリームサーバ２１へ代表で視聴終了要求を送信する。これにより、当該コンテンツの全配信サービスは終了する。
【００４１】
以上のように、ストリームサーバ２１が配信しているストリーム放送コンテンツは、クライアントの要求に合わせてデータ中継を開始し、クライアントが視聴を終了した部分から中継を中止してゆくため、ネットワーク利用に無駄がない。また、回線３１から３９上でやりとりされる視聴要求や視聴終了要求等のストリーム制御プロトコルは、どの区間においても同一のＲＴＳＰプロトコル手順で、回線の左端はクライアント処理、右端はサーバ処理が実行される。よって、相互接続性、ネットワーク拡張性に優れ、階層的にストリーム中継装置を増設することにより大規模化が図れる。
【００４２】
図２は、本発明実施例におけるストリーム配信装置１１〜１３の構成図である。図２では、ストリームサーバとストリーム中継装置との間、ストリーム中継装置相互間、ストリーム中継装置とクライアントとの間の各区間でのストリームデータ転送はＲＴＰ、ＵＤＰ、ＩＰユニキャストプロトコルにて転送することとする。
【００４３】
ここで、下流回線終端部１０１は、下流のストリーム配信装置かクライアント宛ての回線と接続する部分、受信ドライバ部１０２は、受信したパケットを下流回線終端部１０１から取り出しサーバプロトコル処理部１０４へ転送する処理部である。送信ドライバ部１０３は、処理済のストリーム制御プロトコルパケットか、ストリームデータを下流回線終端部１０１へ転送する処理部、サーバプロトコル処理部１０４は、下流のストリーム配信装置かクライアントから受信した要求信号を解析し、解析結果を要求受付処理部に伝える処理部である。要求受付処理部１０５は、視聴要求を受けると、放送中管理テーブル１１３に記載されたコンテンツ毎の受信状態を参照し、既に要求コンテンツを受信している場合は、そのままサーバプロトコル処理部１０４に受付を許可するとともに、配信テーブル１１２に要求を受け付けた配信先の情報を更新する。
【００４４】
一方、視聴要求に記載されたコンテンツが未受信である場合には、クライアントプロトコル処理部１０６へ、上流に対して視聴要求を送信するよう指示をする。その結果として、上流から視聴要求の受付信号を受信した時点で、要求受付処理部１０５は、放送中管理テーブル１１３を放送中に設定し、配信テーブルに宛先情報を追加して、サーバプロトコル処理部１０４へ下流に対して受付信号を返信するように指示する。配信テーブル１１２は、下流へ直接配信するためのアドレス情報を記載したテーブル、放送中管理テーブル１１３は、上流から受信中のコンテンツを表示するテーブルである。転送制御部１０７は、上流回線終端部１１１から受信したデータのうち、振分け部１０８で選択されたストリームデータパケットを受信し、配信テーブル１１２に基づいて宛先情報等のパケットヘッダ情報を書き換え、送信する処理部である。
【００４５】
振分け部１０８は、ストリーム制御プロトコルパケットとストリームデータパケットをポート番号により識別して、それぞれクライアントプロトコル処理部１０６と転送制御部１０７へ転送する処理部である。送信ドライバ部１０９は、クライアントプロトコル処理部１０６により処理済のパケットを上流へ送る機能を持つ。受信ドライバ部１１０は、上流回線終端部１１１からデータを受信し、振分け部１０８へ転送する。各機能ブロック間をつなげた矢線は、データ、制御の流れを示す。
【００４６】
図２のストリーム中継装置の基本的なストリーム制御プロトコル処理の流れの中で、下流からの視聴要求を受け付ける部分の処理に関して図３を用いて説明する。
【００４７】
矢印の２０１から２０６は、下流のクライアントあるいはストリーム中継装置が要求したコンテンツが既に受信中の場合の処理フローを示している。下流から視聴要求が到着すると、２０１により受信ドライバ部１０２に伝えられ、２０２によりサーバプロトコル処理部１０４へ転送される。サーバプロトコル処理部１０４は、信号内容を解析し、要求コンテンツ名を取り出して、２０３によりそのコンテンツが受信中かどうかを要求受付処理部１０５へ問い合わせる。放送中管理テーブル１１３参照の結果受信中であることが２０４によりサーバプロトコル処理部１０４に伝えられるとともに、配信先のクライアントあるいは下流ストリーム中継装置のアドレス情報を配信テーブル１１２に設定する。
【００４８】
サーバプロトコル処理部１０４は、視聴要求に対する許可応答を作成し、２０５にて送信ドライバ部１０３へ転送し、２０６により下流へ伝えられる。これにより、受信中のコンテンツに対するストリーム放送を下流に接続することができる。
【００４９】
次に、矢印の２１１から２２３は、下流のクライアントあるいはストリーム中継装置が要求したコンテンツが未受信である場合の処理フローを示している。２１１から２１３は前記２０１から２０３と同等のため説明を省略する。要求受付処理部１０５は、２１３により受信したコンテンツ情報を放送中管理テーブル１１３を参照し、未受信であることが分かった場合には、視聴要求を上流に発行するようクライアントプロトコル処理部１０６へ指示する（２１４）。この視聴要求は、２１５、２１６を経由して上流のストリームサーバあるいはストリーム中継装置へ送信され、最終的には、２１７、２１８、２１９により許可応答が返答される。これを受けて、クライアントプロトコル処理部１０６は、要求受付処理部１０５へ許可応答が伝えられる（２２０）。
【００５０】
その結果、要求受付処理部１０５は、放送中管理テーブル１１３を受信中に更新し、配信先のクライアントあるいは下流ストリーム中継装置のアドレス情報を配信テーブル１１２に設定する。それ以降の処理は、２０４から２０６の流れと同等のため、説明を省略する。これにより、未受信のコンテンツに対するストリーム放送を下流へ接続することができる。
【００５１】
次に、図２にストリーム中継装置の基本的なストリーム制御プロトコル処理の流れの中で、下流からの視聴終了要求を受け付ける部分の処理に関して図４を用いて説明する。なお、この場合は、二つのクライアントへストリーム放送を提供しており、１台ずつ視聴終了要求を送信した場合の例である。また、下流の二台は、ストリーム中継装置であってもよい。
【００５２】
矢印３０１から３０６は、一番目の視聴終了要求をストリーム配信装置が処理する流れを示す。視聴終了要求は、３０１、３０２を経てサーバプロトコル処理部１０４に到着する。サーバプロトコル処理部１０４は、３０３により要求受付処理部１０５へ、現在下流へ配信中のストリーム本数を問い合わせる。その結果、当該要求処理後の宛先アドレス登録数が１であることを３０４により返答される。これにより、下流全てが視聴終了していないことを理解し、３０５、３０６により視聴終了要求したクライアントに対して受付応答を返す。これにより、一つのクライアントだけが切断される。
【００５３】
矢印３１１から３２３は、二番目の視聴終了要求をストリーム配信装置が処理する流れを示す。視聴終了要求は、３１１、３１２を経て、サーバプロトコル処理部１０４へ到着する。その後、３１３により３０３と同様の問い合わせを行った結果、この視聴終了要求により、下流全てが退去することが３１４により伝えられる。これにより、サーバプロトコル処理部１０４は、１番目の処理と同様に受付応答を返答するとともに、配信テーブル１１２のアドレス情報を削除、放送中管理テーブル１１３の状態を初期化する。
【００５４】
これとは別に、要求受付処理部１０５は、クライアントプロトコル処理部１０６に対して３１６により下流全てが退去したため、上流から得ているストリームデータ受信を終了するために、視聴終了要求を上流に送るように指示する（３１７）。これを受けて、視聴終了要求は、上流回線へ送信され、それに対する応答が要求受付処理部１０５に返答される（３１８〜３２３）。これにより、全部の下流クライアントの配信が終了されるとともに、上流から得ていたストリーム受信も終了することになる。以上説明したとおり、図３と図４により、必要最小限の伝送リソースを使った配信が実現できる。
【００５５】
次に、図２の転送制御部の動作を図５を用いて説明する。図５は、通信プロトコル選択に関する処理の一実施形態を説明する図である。プロトコル選択部４０１は、配信テーブル１１２に記載された送信ＩＰプロトコル（５１０）を引き、ＩＰユニキャスト転送であれば４０２、ＩＰマルチキャスト転送であれば４０４に制御を移す処理部、コピー処理部４０２は、受信したパケットを配信テーブル１１２を参照しながらコピーする処理部、ユニキャストＩＰアドレス変換部４０３は、下流のストリーム中継装置あるいはクライアントの宛先ＩＰアドレスを配信テーブル１１２から求めて書き換える処理部、ポート番号変換部４０４は、配信テーブル１１２から求めたポート番号に付け替える処理部、チェックサム計算部４０５は、ＩＰヘッダおよびＵＤＰポート番号の書き換えによるチェックサム再計算の処理部である。下位レイヤマッピング部４０６は、配信テーブルから求めた下位レイヤ転送プロトコルによりＩＰパケットをカプセル化する処理部である。なお、ここでの矢線は、制御とデータの流れを示しており、４０１〜４０６の各処理ブロックには、放送データメモリが格納されているものとする。なお、放送データメモリは、各処理ブロック共通のメモリを用いることもできる。
【００５６】
図５を用いて、転送制御部１０７の処理の流れを説明する。なお、この中で後述する図６を引用する。受信されたストリームデータは、まずプロトコル選択部４０１において、パケットヘッダを解析し、ＩＰアドレス（ＳＡ）（５０３）、ＩＰアドレス（ＤＡ）（５０４）、Ｄｅｓｔポート番号５０５により対応するコンテンツ識別子５０１を取得する。当該コンテンツ識別子に対応した送信ＩＰプロトコル５１０により、ユニキャストであれば、コピー処理部４０２、マルチキャストであれば、ポート番号変換部４０４へデータを転送する。マルチキャストの場合は、当該コンテンツ識別子に記載された送信パケット書換データ５０６の登録数分だけ受信パケットをコピーする。次に、ユニキャストＩＰアドレス変換部４０３とポート番号変換部４０４は、配信テーブル１１２の送信パケット書換データ５０６を参照し、ヘッダを書き換える。また、マルチキャストの場合は、ポート番号変換部４０４が、配信テーブルより、送信パケット書換データ５０６を参照してＤｅｓｔポート番号を求め、受信パケットのＤｅｓｔポート番号５０５に対応する値に付け替える。
【００５７】
それぞれのルートでヘッダ変換されたパケットは、ＩＰヘッダとＵＤＰパケットのチェックサム値が変更されるため、その再計算をチェックサム再計算部４０５で行う。さらに、下位レイヤマッピング部４０６は、配信テーブル１１２で対応する下位レイヤプロトコルをマッピングする。
【００５８】
以上の説明によりストリーム中継装置は、中継毎に、指定されたＩＰマルチキャストまたはユニキャストや下位レイヤプロトコルを選択した配信が可能となる。これにより、接続ネットワークのプロトコルに合わせたストリーム放送サービスを実現することができる。
【００５９】
図６に配信テーブル１１２の構成を示す。本テーブルは、ストリーム中継装置がコンテンツ毎に受信パケットのヘッダパターンから送信パケットへの書き換えパターン、送信ＩＰプロトコルや下位レイヤプロトコルの選択を示している。ここで、コンテンツ識別子５０１は、ストリーム放送コンテンツを一意に識別する番号である。受信パケット参照データ５０２は、受信したパケットヘッダのＩＰアドレス（ＳＡ）（５０３）、ＩＰアドレス（ＤＡ）（５０４）、およびＵＤＰのＤｅｓｔポート番号（５０５）を持つ。送信パケット書換データ（５０６）は、受信時と送信時に変換するヘッダ情報が記載されており、ＩＰアドレス（ＳＡ）（５０７）、ＩＰアドレス（ＤＡ）（５０８）、Ｄｅｓｔポート番号（５０９）を持つ。以上のデータはＲＴＳＰ制御プロトコルで最初にストリームセッションを確立した際に書き込まれ、セッションが解放された時点で削除される。
【００６０】
次に、送信ＩＰプロトコル（５１０）は、送信時にユニキャストで転送するか、マルチキャストで転送するかの選択を表示する。また、送信下位レイヤプロトコル（５１１）は、ＩＰパケットの下位レイヤプロトコルを表示するものである。これらのデータは、図７で示す転送モードテーブルからコンテンツ識別子に対応した送信ＩＰプロトコル（５１０）、送信下位レイヤプロトコル（５１１）を求める。
【００６１】
ここで、コンテンツ識別子１の場合は、上流マルチキャストアドレス２２４．１．１０．５で受信したストリーム放送データパケットをイーサネットパケットでカプセル化してマルチキャストで転送する場合には、コンテンツ識別子２の場合は、上流からマルチキャストアドレス２２４．０．２０．２で受信したストリーム放送データパケットを下流の三つの宛先である、ＩＰアドレス１２９．６０．１１１．２２、１２９．６０．１１１．２３、１２９．６０．１１１．２４へユニキャストに変換してＡＴＭセルにより配信する場合を示している。なお、ここで述べたマルチキャストを受信してユニキャスト変換する機能は既存のストリーム中継装置にはないものである。また、この実施形態では、コンテンツ毎に送信側の転送モードやプロトコルを指定しているが、同様に宛先ＩＰアドレスなどによっても、指定することが可能である。
【００６２】
図７は、放送中管理テーブルを示す。これは、コンテンツ識別子毎に放送中（上流から当該ストリーム放送データを受信している）か、否かを表示する。
【００６３】
このように、本発明のストリーム中継装置は、同一プロトコルで多段接続が容易である点、さらに、ストリーム中継装置により、ストリームサーバが実行する視聴要求処理を負荷分散する点、中継区間の伝送リソースを効率利用できる点などにより、ストリーム放送ネットワークを柔軟に、しかも、経済的に大規模化できる効果がある。また、中継区間や、ストリーム中継装置とクライアント区間で、転送プロトコルを選択できることにより、利用する網に親和性のあるサービスを提供することができる。特に、マルチキャストを利用できる場合とユニキャストにより配信する場合とを区間毎に選択することで、既存網をそのまま利用できるメリットは大きい。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ストリーム放送サービス提供における大規模化、効率化、既存網との親和性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のストリーム放送配信ネットワークの構成図。
【図２】本発明実施例のストリーム中継装置のブロック構成図。
【図３】下流からの視聴要求を受付ける処理を説明するための図。
【図４】下流からの視聴終了要求を受付ける処理を説明するための図。
【図５】通信プロトコル選択の処理を説明するための図。
【図６】配信テーブルの構成図。
【図７】放送中管理テーブルの構成図。
【符号の説明】
１〜６  クライアント
１１〜１３  ストリーム中継装置
２１  ストリームサーバ
３１〜３９  回線
１０１  下流回線終端部
１０２、１１０  受信ドライバ部
１０３、１０９  送信ドライバ部
１０４  サーバプロトコル処理部
１０５  要求受付処理部
１０６  クライアントプロトコル処理部
１０７  転送制御部
１０８  振分け部
１１１  上流回線終端部
１１２  配信テーブル
１１３  放送中管理テーブル
１１４  放送データメモリ
４０１  プロトコル選択部
４０２  コピー処理部
４０３  ユニキャストＩＰアドレス変換部
４０４  ポート番号変換部
４０５  チェックサム再計算部
４０６  下位レイヤマッピング部
５０１  コンテンツ識別子
５０２  受信パケット参照データ
５０４、５０８  ＩＰアドレス（ＤＡ）
５０３、５０７  ＩＰアドレス（ＳＡ）
５０５、５０９  Ｄｅｓｔポート番号
５０６  送信パケット書換データ
５１０  送信ＩＰプロトコル
５１１  送信下位レイヤプロトコル
７０１  コンテンツ識別子
７０２  放送中表示
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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