(57)【要約】【目的】ＩＰネットワークを利用したデータ伝送システムにおいて、ネットワーク帯域が保証されない場合でも、ネットワーク状況の変化に応じて、適切なデータ送受を可能とする。【構成】サーバからデータを送信し、中継ノードを経てクライアントにデータ配信が行われる送信側装置と受信側装置間の予め定められたネットワーク間で、マルチキャスト通信を行うデータ通信装置において、受信状況検出部と、ネットワークの状況変化を検知した際に受信エラー情報を中継ノードへ通知する手段を有する受信状況送信部と、エラー検出部と、データ削除部を有し、を特徴とするデータ通信装置。【選択図】図２
2008283583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側装置と受信側装置間の予め定められたネットワーク間で、サーバからデータを送信し、中継ノード１を経てクライアント１にデータ配信が行われる、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ型のマルチキャスト通信を行うデータ通信装置において、
受信したデータの受信状況をクライアント１内において検出する受信状況検出部１を有する事と、
クライアント１内において前記受信状況検出部１の検出結果に基づきネットワークの状況変化を監視し該ネットワークの状況変化を検知した際に受信エラー情報を前記中継ノード１へ通知する手段を有する受信状況送信部１を有する事と、
前記中継ノード１内に前記受信エラー情報を受信しデータ削減信号を送信するエラー検出部１を有する事と、
前記中継ノード１内に前記エラー検出部１から前記データ削減信号を受信した場合にデータを削減するデータ削減部１を有する事と、
を特徴とするデータ通信装置。
【請求項２】
前記受信状況検出部１は、受信したデータ量の平均値を計算することにより平均ストリームデータ量を算出することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項３】
前記受信状況検出部１は、データ内の単位パケット毎にナンバリングされたヘッダ情報の連続性を監視することによりパケットロスの発生を検出することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項４】
前記受信状況送信部１は、前記受信状況検出部１から最新のデータの受信量と前記平均ストリームデータ量の差が閾値Ｎ以下であることを通知され、なおかつ、前記受信状況検出部１においてパケットロスの発生を検出した場合に、ネットワークの状況が変化したと判定することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項５】
前記データ削減部１は、最新のストリームデータに対するデータ削減量の総和が閾値Ｍ以上に至った場合に、データを削減する動作を停止することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
【請求項６】
送信側装置と受信側装置間の予め定められたネットワーク間で、サーバからデータを送信し、中継ノード２と該中継ノード２に従属接続された中継ノード１を経てクライアント１にデータ配信が行われる、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ型のマルチキャスト通信を行うデータ通信装置において、
受信したデータの受信状況を前記中継ノード１において検出する受信状況検出部２を有する事と、
前記中継ノード１において前記受信状況検出部２の検出結果に基づきネットワークの状況変化を監視し該ネットワークの状況変化を検知した際に受信エラー情報を前記中継ノード２へ通知する手段を有する受信状況送信部２を有する事と、
前記中継ノード２内に前記受信エラー情報を受信しデータ削減信号を送信するエラー検出部２を有する事と、
前記中継ノード２内に前記エラー検出部２から前記データ削減信号を受信した場合にデータを削減するデータ削減部２を有する事と、
を特徴とするデータ通信装置。
【請求項７】
前記受信状況検出部２は、受信したデータ量の平均値を計算することにより平均ストリームデータ量を算出することを特徴とする請求項６に記載のデータ通信装置。
【請求項８】
前記受信状況検出部２は、データ内の単位パケット毎にナンバリングされたヘッダ情報の連続性を監視することによりパケットロスの発生を検出することを特徴とする請求項６に記載のデータ通信装置。
【請求項９】
前記受信状況送信部２は、前記受信状況検出部２から最新のデータの受信量と前記平均ストリームデータ量の差が閾値Ｎ以下であることを通知され、なおかつ、前記受信状況検出部２においてパケットロスの発生を検出した場合に、ネットワークの状況が変化したと判定することを特徴とする請求項６に記載のデータ通信装置。
【請求項１０】
前記データ削減部２は、最新のストリームデータに対するデータ削減量の総和が閾値Ｍ以上に至った場合に、データを削減する動作を停止することを特徴とする請求項６に記載のデータ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば画像，映像等を配信する配信システムに用いて好適なネットワーク装置に関し、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔデータ伝送、及びＰｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔデータ配信に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの普及と通信回線の高速化とに伴い、音声や動画などのコンテンツデータを含むパケットを、ユーザがアクセスする多数の配信先サーバもしくは中継ノードに、ネットワーク経由でマルチキャストする、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ方式による配信サービスが広く行なわれている。このマルチキャストとは、１台の配信元サーバが、複数のグループ（各グループは複数のサーバもしくは中継ノードをメンバーとして有する）のそれぞれに対してグループ識別機能を有するマルチキャストアドレスを割り当ててコンテンツデータを配信するものである。
【０００３】
前記のようなＰｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ方式とは別に、例えばＴＶ会議のように、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ方式で行われるユニキャスト双方向通信がある。この通信の場合には、もしネットワーク帯域が保障されないで通信パケットロスを生じると、伝送相手に対してのみ帯域に応じた伝送レートの調整を行い、送出ビットレート量を抑制する制御が行われる。この制御により、比較的容易に、破綻をもたらさないような品質安定化を実現することができる。
【０００４】
前記のようにＰｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ方式では容易に通信品質を安定させることができるが、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ方式によるマルチキャスト通信では、相手グループそれぞれに対して適切な品質安定化処置をせねばならず、その手段について議論がなされている。
【０００５】
一例として、ＩＰネットワークを利用したデータ伝送システムにおいて、ネットワーク帯域が保障されていない場合に関して、テストパケットを用いた通信安定化手段が報告されている（例えば特開２００５−２４４３１５）。
【０００６】
これは、ネットワーク内の通信状況検出装置がテスト用送信パケットを送受信し、受信エラーが起きないように帯域を狭めることを目的とする帯域情報を作成し、該帯域情報に基づいて、送信側における帯域制御部が一部パケットを破棄し、狭い帯域のネットワークに適した伝送レートでパケットデータを伝送することを特徴とするものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１３３９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかるに、テストパケットを用いる方式の場合、時々刻々と変化するネットワークの状態変化に対応しようとすると、本来必要とされるパケットデータに対してテストパケットの占める割合が多くなり、コンテンツデータを効率的に伝送することが出来なくなる。
【０００９】
本発明は、前記のような、テストパケットを用いてネットワークの状態変化に対応すると通信インフラを有効に利用できなくなる、という問題点を解決するために、テストパケットを用いずにネットワークの状態変化に対応し、適切なデータの送受信ができるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、送信側装置と受信側装置間の予め定められたネットワーク間で、サーバからデータを送信し、中継ノード１を経てクライアント１にデータ配信が行われる、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ型のマルチキャスト通信を行うデータ通信装置において、受信したデータの受信状況をクライアント１内において検出する受信状況検出部１を有する事と、クライアント１内において前記受信状況検出部１の検出結果に基づきネットワークの状況変化を監視し該ネットワークの状況変化を検知した際に受信エラー情報を前記中継ノード１へ通知する手段を有する受信状況送信部１を有する事と、前記中継ノード１内に前記受信エラー情報を受信しデータ削減信号を送信するエラー検出部１を有する事と、前記中継ノード１内に前記エラー検出部１から前記データ削減信号を受信した場合にデータを削減するデータ削減部１を有する事と、を特徴とするデータ通信装置とする。
【００１１】
また、前記受信状況検出部１は、受信したデータ量の平均値を計算することにより平均ストリームデータ量を算出することを特徴とするデータ通信装置とする。
【００１２】
また、前記受信状況検出部１は、データ内の単位パケット毎にナンバリングされたヘッダ情報の連続性を監視することによりパケットロスの発生を検出することを特徴とするデータ通信装置とする。
【００１３】
また、前記受信状況送信部１は、前記受信状況検出部１から最新のデータの受信量と前記平均ストリームデータ量の差が閾値Ｎ以下であることを通知され、なおかつ、前記受信状況検出部１においてパケットロスの発生を検出した場合に、ネットワークの状況が変化したと判定することを特徴とするデータ通信装置とする。
【００１４】
また、前記データ削減部１は、最新のストリームデータに対するデータ削減量の総和が閾値Ｍ以上に至った場合に、データを削減する動作を停止することを特徴とするデータ通信装置とする。
【００１５】
また、送信側装置と受信側装置間の予め定められたネットワーク間で、サーバからデータを送信し、中継ノード２と該中継ノード２に従属接続された中継ノード１を経てクライアント１にデータ配信が行われる、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ型のマルチキャスト通信を行うデータ通信装置において、受信したデータの受信状況を前記中継ノード１において検出する受信状況検出部２を有する事と、前記中継ノード１において前記受信状況検出部２の検出結果に基づきネットワークの状況変化を監視し該ネットワークの状況変化を検知した際に受信エラー情報を前記中継ノード２へ通知する手段を有する受信状況送信部２を有する事と、前記中継ノード２内に前記受信エラー情報を受信しデータ削減信号を送信するエラー検出部２を有する事と、前記中継ノード２内に前記エラー検出部２から前記データ削減信号を受信した場合にデータを削減するデータ削減部２を有する事と、を特徴とするデータ通信装置とする。
【００１６】
また、前記受信状況検出部２は、受信したデータ量の平均値を計算することにより平均ストリームデータ量を算出することを特徴とするデータ通信装置とする。
【００１７】
また、前記受信状況検出部２は、データ内の単位パケット毎にナンバリングされたヘッダ情報の連続性を監視することによりパケットロスの発生を検出することを特徴とするデータ通信装置とする。
【００１８】
また、前記受信状況送信部２は、前記受信状況検出部２から最新のデータの受信量と前記平均ストリームデータ量の差が閾値Ｎ以下であることを通知され、なおかつ、前記受信状況検出部２においてパケットロスの発生を検出した場合に、ネットワークの状況が変化したと判定することを特徴とするデータ通信装置とする。
【００１９】
また、前記データ削減部２は、最新のストリームデータに対するデータ削減量の総和が閾値Ｍ以上に至った場合に、データを削減する動作を停止することを特徴とするデータ通信装置とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＩＰネットワークを利用したデータ伝送システムにおいて、目的とする送受信データの帯域に対してネットワーク帯域が保証されない場合においても、テストパケット等を用いることなく、時々刻々と変化するネットワークの状態変化に対応して、適切なデータの送受信が可能になる。
【００２１】
この際、ネットワークの形態としてＰｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ方式によるユニキャスト通信のみならず、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ方式によるマルチキャスト通信においても本発明は有効であり、いずれの場合においても帯域制御が自動化され、安定したサービスが可能になる。
【実施例】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
【００２３】
図１のサーバ１０１（Ｓ）からマルチキャストでストリームデータが配信されており、ノード１０７（Ｎ２）と従属接続されたノード１０３（Ｎ１）を経由し、クライアント１０５（Ｃ１）で受信している場合について説明する。各ノード間に回線状況によって決まる伝送レートの上限が存在しており、図１の場合はノードＮ１において１０Ｍｂｐｓが上限である。
【００２４】
まず、中継ノードとクライアント間のストリームデータ量の操作について説明する。サーバ１０１が配信したストリームデータに関して、クライアント１０５への到達量を用いて、図２のクライアント１０５の受信状況検出部２０１において、図３に示す手順により平均ストリームデータ量の算出とパケットロスの検出を行う。
【００２５】
図３に示すクライアントの処理手順を説明する。クライアントにストリームデータが到来すると（ｓｔｅｐ３１）、到来ストリームデータ量を測定時間で除することにより求まる平均ストリームデータ量を計算し（ｓｔｅｐ３３）、パケットロスを検出し（ｓｔｅｐ３５）、受信状況送信部２０３にストリームデータ量と平均ストリームデータ量とパケットロスの有無を通知する（ｓｔｅｐ３７）。
【００２６】
パケットロスの有無の検出方法の一例を示す。映像配信などリアルタイムデータを転送する場合、一般的にはＲＴＰ（Ｒｅａｌｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が用いられる。これは１フレームを複数パケットに分割して、ＲＴＰヘッダを付加して転送するのであるが、該ＲＴＰヘッダにはシーケンス番号があるため、受信パケットのシーケンス番号が連続していなければ、パケットロスが発生したと判断できる。
【００２７】
次に、前記受信状況送信部２０３の動作について、図４を用いて説明する。受信状況検出部２０１からストリームデータ量と平均ストリームデータ量及びパケットロスの有無の通知を受けると（ｓｔｅｐ４１）、まず、パケットロスがあったかどうかを識別する（ｓｔｅｐ４３）。パケットロスがあった場合、ストリームデータ量が平均ストリームデータ量から１割増以内であったかどうかを判断する（ｓｔｅｐ４５）。１割増以内であり、なおかつパケットロスが複数パケット間続いていた場合（ｓｔｅｐ４７）、受信エラーを起こしていると判断し、中継ノードのエラー検出部２０５にエラー情報を通知する（ｓｔｅｐ４９）。
【００２８】
前記受信エラーを起こしているという判断の根拠は、ストリームデータ量が平均ストリームデータ量よりも大きく増加していないにも関わらずパケットロスが連続している場合には、ネットワークの状況が変化したと考えられるためである。
【００２９】
次に、前記中継ノードのエラー検出部２０５の動作について、図５を用いて説明する。クライアントの受信状況送信部２０３から前記エラー情報の通知を受けると（ｓｔｅｐ５１）、中継ノードのデータ削減部２０７にデータ削減命令を通知する（ｓｔｅｐ５３）。
【００３０】
次に、前記中継ノードのデータ削減部２０７の動作について、図６を用いて説明する。中継ノードのエラー検出部２０５からデータ削減命令を受けると（ｓｔｅｐ６１）、該削減による削減総量があらかじめ設定した閾値以内であるかどうかを判定する（ｓｔｅｐ６３）。これは、過多の削減により意味をなさないストリームデータになってしまうのを防止するための動作である。前記閾値以内であれば、ストリームデータを削減し、再びクライアントにストリームデータを送信する（ｓｔｅｐ６５）。
【００３１】
データ削減量に閾値を設定する理由は、ｓｔｅｐ６５によっても受信状況検出部２０１にてパケットロスが検出された場合に、再びエラー検出部２０５を経てｓｔｅｐ６５を実施する場合も考えられ、総削減量が大きな量になってしまう場合を想定してのものである。
【００３２】
以上が中継ノードとそれに接続されたクライアントの間のストリームデータ量の操作に関する説明である。次に、中継ノードとそれに接続された他の中継ノードの間のストリームデータ量の操作に関して説明する。
【００３３】
図２のノード内の受信状況検出部２０９及び受信状況送信部２１１はクライアント内の受信状況検出部２０１及び受信状況送信部２０３と同等な処理を行う。つまり、図３に示すように、ストリームデータを受信したら（ｓｔｅｐ３１）、平均ストリームデータ量を計算し（ｓｔｅｐ３３）、前記と同様な手段にてパケットロスを検出し（ｓｔｅｐ３５）、ノード内の受信状況送信部２１１にストリームデータ量と平均ストリームデータ量及びパケットロスの有無を通知する。
【００３４】
次にノード内の受信状況送信部２１１は、クライアント内の受信状況送信部２０３と同様に、図４に示す手順により受信エラー情報を前段のノードのエラー検出部２１５に通知する。
【００３５】
次に前段のノード内のエラー検出部２１５は、ノード内のエラー検出部２０５と同様に、図５に示す手順により、前段のノードのデータ削減部２１３にデータ削減命令を通知する。
【００３６】
次に前段のノード内のデータ削減部２１３は、ノード内のデータ削減部２０７と同様に、図６に示す手順により、ストリームデータを削減し、再びノード内の受信状況検出部２０９にストリームデータを送信する。
【００３７】
ただし、例外として、クライアント向けのストリームデータの削減と、ノード間通信向けのストリームデータ削減といった、二重にストリームデータを削減する事を防ぐために、ノード内のデータ削減部２０７がストリームデータの削減処理をしたパケットについては、前段のノード内のデータ削減部２１３はデータ削減処理をしないようにしてもよい。
【００３８】
以上説明したように、本発明によって、ストリームデータをそのまま配信するとパケットロスを起こすノードに対してのみストリームデータの削減処理を行うため、パケットロスの無いストリーム配信が可能となる。また、データ削減機能を、ノード間通信向けのものと、ノードとクライアント間の通信向けのものと計２個搭載することにより、ネットワーク状況の変化がノードとクライアント間のネットワークにおいて発生しても、クライアント向けに適切なデータ削減をすることが可能となる。また、本発明ではネットワークの状況判定用にテスト信号の送受を行っておらず、回線容量を有効に使用することが可能となる。
【００３９】
前記実施例で説明したことのみならず、例えば、ノードにクライアントが複数接続されている場合についても容易に装置を拡張できる。この場合は、ノード内のエラー検出部２０５及びデータ削減部２０７を、接続されたクライアントの数以上に保有することによって対応することも考えられるし、あるいは、最もネットワーク状況の悪いクライアントに対するデータ削減量を他のクライアントにも適用することなどが考えられる。
【００４０】
また、同様に前段のノードに他のノードが複数接続されている場合についても容易に装置を拡張できる。この場合は、前段のノード内のエラー検出部２１５及びデータ削減部２１３を、接続されたノードの数以上に保有することによって対応することも考えられるし、あるいは、最もネットワーク状況の悪いノードに対するデータ削減量を他のノードにも適用することなどが考えられる。
【００４１】
また、図４におけるｓｔｅｐ４５の１０％をさらに小さな数値にすれば、ネットワーク状況に変化が生じたと判断されにくくなり、データ削減の回数を少なくすることができるし、またさらに大きな数値にすれば、ネットワーク状況に変化を生じたと判断されやすくなり、データ削減の回数を増やすことができ、このように数値の設定によって処理の頻度を操作することが可能である。
【００４２】
また、図６におけるｓｔｅｐ６３の閾値の設定を大きくすることにより、データの削減量をより多くすることができるし、またさらに小さくすることにより、データを極力削減しないようにするなどの操作が可能である。
【００４３】
また、本発明はノードの従属接続に関して、従属数に制限を与えるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ストリームデータ配信構成図
【図２】ノード及びクライアントのデータ送受のブロック図
【図３】受信状況検出部の処理ステップ
【図４】受信状況送信部の処理ステップ
【図５】エラー検出部の処理ステップ
【図６】データ削減部の処理ステップ
【符号の説明】
【００４５】
１０１…サーバ、  １０３，１０７…中継ノード、  １０５…クライアント、
２０１…クライアント内の受信状況検出部１、
２０３…クライアント内の受信状況送信部１、
２０５…ノード内のエラー検出部１、  ２０７…ノード内のデータ削減部１、
２０９…ノード内の受信状況検出部２、
２１１…ノード内の受信状況送信部２、
２１３…前段のノード内のデータ削減部２、
２１５…前段のノード内のエラー検出部２、
２１７…クライアント１、  ２１９…中継ノード１、  ２２１…中継ノード２。
【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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