(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリーム送受信用ポートをそれぞれ有する複数のスイッチ（１８、２０、２２）を備えたコンピュータネットワーク（１０）の使用方法であって、
ルータ（１４）から、マルチキャストストリームに関心を示すスイッチ（１８、２０、２２）の前記ポートを介して、少なくとも１つのレシーバ（２４、２６）にストリームが送信され、
接続障害の場合に、前記少なくとも１つのレシーバ（２４、２６）の少なくとも１つはメッセージを前記ルータ（１４）に送信し、
インターネットグループマネジメントプロトコル（ＩＧＭＰ）が用いられており、
ＩＧＭＰメッセージは前記スイッチ（１８、２０、２２）によりスヌーピングされ、
接続障害の場合に、障害を検出する前記レシーバ（２４、２６）は、前記ルータ（１４）から前記少なくとも１つのレシーバ（２４、２６）へのストリームのための経路を定義する前記ルータ（１４）に、メッセージを送信する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
接続障害の場合に、ネットワーク（１０）内の前記スイッチ（１８、２０、２２）はＳＴＰメッセージまたはＲＳＴＰメッセージをブロードキャストして、すべての前記レシーバ（２４、２６）による自動的なメッセージの送信をトリガする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ネットワーク（１０）は、冗長イーサネット（登録商標）ネットワーク（１０）である、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ルータ（１４）と、少なくとも１つのレシーバ（２４、２６）に接続されるメッセージを送受信するためのポートをそれぞれ有する複数のスイッチ（１８、２０、２２）とを備えたコンピュータネットワーク（１０）であって、
前記コンピュータネットワーク（１０）は、前記ルータ（１４）から、マルチキャストストリームに関心を示す前記スイッチ（１８、２０、２２）のポートを介して、少なくとも１つのレシーバ（２４、２６）にメッセージを送信し、
接続障害の場合に、前記少なくとも１つのレシーバ（２４、２６）の少なくとも１つはメッセージを前記ルータ（１４）に送信し、
インターネットグループマネジメントプロトコル（ＩＧＭＰ）が用いられており、
ＩＧＭＰメッセージは前記スイッチ（１８、２０、２２）によりスヌーピングされ、
接続障害の場合に、障害を検出する前記レシーバ（２４、２６）は、前記ルータ（１４）から前記少なくとも１つのレシーバ（２４、２６）へのストリームのための経路を定義する前記ルータ（１４）に、メッセージを送信する、
ことを特徴とするコンピュータネットワーク。
【請求項５】
前記コンピュータネットワーク（１０）は、冗長イーサネット（登録商標）ネットワーク（１０）である、請求項４記載のコンピュータネットワーク。
【請求項６】
コンピュータまたは対応するコンピュータユニット上で動作する、請求項１乃至３のいずれか１項記載の処理のすべてのステップを実行するためのコード手段を備えるコンピュータプログラム。
【請求項７】
コンピュータまたは対応するコンピュータユニット上で動作する、請求項１乃至３のいずれか１項記載の処理のすべてのステップを実行するための、読み取り可能なデータ保持手段に保存されたプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータネットワークの使用方法、コンピュータネットワークおよび該方法を実施するためのコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
イーサネット（登録商標）ネットワークは、ローカルエリアネットワークのためのフレームベースのコンピュータネットワークである。マルチキャストデータストリームを伴うスイッチドイーサネット（登録商標）において利用可能帯域をより効率的に用いるため、メッセージをスヌーピング（のぞき見）する、いわゆるＩＧＭＰ（インターネットグループマネジメントプロトコル）スヌーピングが用いられている。
【０００３】
インターネットグループマネジメントプロトコル（ＩＧＭＰ）は、インターネットプロトコルマルチキャストグループのメンバー構成管理に用いられる通信プロトコルである。したがって、ＩＧＭＰはＩＰホストおよび近隣のマルチキャストルータによって用いられて、マルチキャストのメンバー構成を確立する。ＩＧＭＰスヌーピングは、ＩＧＭＰトラフィックをリスニングする処理であり、スイッチは、マルチキャストネットワークに送信されたレイヤ３のＩＧＭＰパケットを処理することにより、ホストとルータとの間のＩＧＭＰにおける会話をリッスンすることができる。
【０００４】
ＩＧＭＰスヌーピングを用いないスイッチドイーサネット（登録商標）ネットワークでは、すべてのマルチキャストトラフィックはイーサネット（登録商標）スイッチのすべてのポートにブロードキャストされる。これは、スイッチドネットワークにおける実際のブロードキャストとマルチキャストトラフィックとの間に差がないことを意味している。したがって、マルチキャスト機能は、ネットワークのルーティングされたレベルにおいてのみ存在する。ＩＧＭＰスヌーピングを用いることにより、スイッチはマルチキャストストリームを、マルチキャストストリームに関心を示すスイッチポートにのみ送る。スイッチの他のポートにおいては、マルチキャストストリームのために帯域幅は使用されない。しかし、ＩＧＭＰクエリアはこのメカニズムのために機能することを要求される。通常、ＩＧＭＰクエリアはイーサネット（登録商標）ルータに設けられている。しかし、ＩＧＭＰクエリアは（ルート）スイッチであってもよい。多くのマルチキャストストリームを含むネットワークにおいてＩＧＭＰスヌーピングは不可欠である。
【０００５】
スイッチドイーサネット（登録商標）ネットワークに関して冗長なネットワーク経路を形成する方法は複数ある。これは、スパニングツリープロトコル（ＳＴＰ、ＩＥＥＥ８０２．１ｄ）およびラピッドスパニングツリープロトコル（ＲＳＴＰ、ＩＥＥＥ８０２．１ｗ）のような標準化プロトコルにより扱われる。イーサネット（登録商標）ネットワークにおいてループは許されないため、これらのプロトコルによってネットワーク内のループは検出され、自動的にループは解消される。通信経路がいずれかの場所で遮断された場合（たとえばケーブルの障害）、この障害は検出され、ループが意図的に解消された場所が修復される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＩＧＭＰスヌーピングを（Ｒ）ＳＴＰと組み合わせたとき、複数の通信経路の１つが遮断された場合に問題が生じる。これはマルチキャストストリームが代替経路に存在しないため、ネットワークの下方にこのストリームが分配されないことである。ホストがマルチキャストストリームを（依然として）要求していれば、ＩＧＭＰクエリアは定期的な間隔でマルチキャストメッセージをネットワーク内のすべてのホストに送信する。このメッセージがバックアップ経路を介してホストに到達したときに、ホストは応答する。その時点から、ホストはマルチキャストストリームを受信することとなる。
【０００７】
ＩＧＭＰクエリアの送信間隔は、商用オフザシェルフ（ＣＯＴＳ）設備において１２５秒であるので、ホストはマルチキャストストリームを、最大１２５秒間受信できない。多くの用途において、これはあまりに長い。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ストリーム送受信用ポートをそれぞれ有する複数のスイッチを備えたコンピュータネットワークの使用方法は、ルータから、ストリームに関心を示すスイッチのポートを介して、少なくとも１つにストリームが送信され、接続障害の場合に、少なくとも１つのレシーバの少なくとも１つはメッセージをルータに送信する。
【０００９】
一実施形態では、接続障害の場合に、障害を検出するレシーバまたはレシーバ上で動作するアプリケーションは、ルータから少なくとも１つのレシーバへのストリームのための経路を定義するルータに、メッセージを送信する。
【００１０】
一実施形態では、接続障害の場合に、ネットワーク内のスイッチはＳＴＰメッセージまたはＲＳＴＰメッセージをブロードキャストして、すべてのレシーバによる自動的なメッセージの送信をトリガする。
【００１１】
ネットワークは、たとえば、スパニングツリープロトコル（ＳＴＰ）またはラピッドスパニングツリープロトコル（ＲＳＴＰ）のような標準化プロトコルにより扱われる、冗長イーサネット（登録商標）ネットワークである。
【００１２】
ルータと、少なくとも１つのレシーバに接続されるメッセージを送受信するためのポートをそれぞれ備えた複数のスイッチとを有するコンピュータネットワークは、ルータから、ストリームに関心を示すスイッチのポートを介して、少なくとも１つのレシーバにメッセージを送信し、接続障害の場合に、少なくとも１つのレシーバの少なくとも１つはメッセージをルータに送信する。
【００１３】
一実施形態では、接続障害の場合に、障害を検出するレシーバまたはレシーバ上で動作するアプリケーションは、ルータから少なくとも１つのレシーバへのストリームのための経路を定義するルータに、メッセージを送信する。
【００１４】
一実施形態では、新たなスパニングツリーを確立するために、ネットワーク内のスイッチはＳＴＰメッセージまたはＲＳＴＰメッセージをブロードキャストする。クエリアとして動作するデバイスがさらなるクエリを発すると、それがこのメッセージを検出したとき、すべてのマルチキャストレシーバは自動的にメッセージを送信する。
【００１５】
一実施形態では、コンピュータネットワークは、冗長イーサネット（登録商標）ネットワークである。
【００１６】
一実施形態では、インターネットグループマネジメントプロトコル（ＩＧＭＰ）を用いることができる。さらに、ＩＧＭＰスヌーピングを（Ｒ）ＳＴＰと組み合わせて用いることができる。
【００１７】
コンピュータプログラムは、コンピュータまたは対応するコンピュータユニット上で動作する、上記処理のすべてのステップを実行するためのコード手段を備える。
【００１８】
コンピュータプログラムは、コンピュータまたは対応するコンピュータユニット上で動作する、上記処理のすべてのステップを実行するための、読み取り可能なデータ保持手段に保存されたプログラムコード手段を備える。
【００１９】
本発明を用いることにより、ストリームのロスは極めて短期間に制限される。実際の期間はマルチキャストストリームのパケット受信速度に依存する。低レイテンシのオーディオストリームについてはたとえば０．１秒未満である。これはマルチキャストストリームを受信する必要のあるアプリケーションを変更するだけで実現可能である。スイッチおよびルータは変える必要はなく、全く標準に従うままでよい。これはＣＯＴＳとして有利であり、スイッチおよびルータはこのアプリケーションにより使用される。たとえば、本発明は、ＩＰベースのオーディオシステムに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】障害のない冗長イーサネット（登録商標）ネットワークを示す図である。
【図２】接続障害発生直後の冗長イーサネット（登録商標）ネットワークを示す図である。
【図３】接続障害発生から１２５秒後の冗長イーサネット（登録商標）ネットワークを示す図である。
【図４】ＩＧＭＰメッセージの経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
上述の特徴および以下に記載する特徴は、本発明の範囲を逸脱することなく、特定された組み合わせにおいてだけでなく他の組み合わせまたは単独で用いることができる。
【００２２】
本発明は、例示を目的とした実施形態により図面に示し、以下、図面を参照して詳細に説明する。この説明が、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の実施例に過ぎないことは理解されるところである。
【００２３】
図１は、障害のないイーサネット（登録商標）ネットワークにおけるデータストリームを示す。参照番号１０は、他の（スイッチド）ネットワークを示している。マルチキャストストリームＸの開始時、ＴＣＰ  ＩＰプロトコルスタックは、ステップ１２において、ＩＧＭＰクエリアを有するルータ１４にＩＧＭＰリクエストメッセージを送信する。ステップ１６において、ルータ１４はマルチキャストストリームの送信に応答する。スイッチドネットワークはＩＧＭＰメッセージをスヌーピングしているので、該ネットワークはその送信先を知る。参照番号１８はＩＧＭＰスヌーピングおよびＲＳＴＰ機能を持つスイッチＡを示している。参照番号２０はＩＧＭＰスヌーピングおよびＲＳＴＰ機能を持つスイッチＢを示している。参照番号２２はＩＧＭＰスヌーピングおよびＲＳＴＰ機能を持つスイッチＣを示している。参照番号２４はマルチキャストレシーバ１を示し、参照番号２６はマルチキャストレシーバ２を示している。マルチキャストストリームはスイッチＡ１８のポート２と、スイッチＢ２０のポート２および３と、スイッチＣのポート３とに送信される。
【００２４】
図２は、ネットワーク接続がスイッチＢ２０とスイッチＣ２２との間で遮断（参照番号３０）された場合のデータストリームを示す。（Ｒ）ＳＴＰにより、スイッチＡ１８のポート３とスイッチＣ２２のポート１とを介したスイッチＣ２２への接続が回復される。しかし、このポートではマルチストリームは利用できない。したがって、マルチキャストレシーバ２（参照番号２６）はストリームＸを受信できず、これは、レシーバ２（参照番号２６）がストリームＸ（参照番号３４）をロスすることを意味する。このことはＴＣＰ  ＩＰスタックによって検出されない。ＴＣＰ  ＩＰスタックはストリームの伝送速度について何も知らず、また、ストリームＸの次のパケットをいつ予測するのかを知らないからである。このため、ＴＣＰ  ＩＰプロトコルスタックは、ＩＧＭＰクエリアのメッセージを待って、ＩＧＭＰメッセージを送信する。これには１２５秒間かかる場合がある。そして、レシーバ２（参照番号２６）は、ストリームＸ（図３中、参照番号３６）を再び受信する。
【００２５】
しかし、レシーバ２（参照番号２６）上で動作し、ストリームを受信するアプリケーションは、この情報を有している。アプリケーションはストリームが突然止まったことに気づく。アプリケーションがＴＣＰ  ＩＰスタックに対してストリームに関する新たなリクエストを発すると、ＴＣＰ  ＩＰスタックはルータにＩＧＭＰメッセージを送信する。このメッセージは、図４に示されているような代替ネットワーク経路を通る。ルータ１４はストリームＸを既に送信していたとき、何もしない。しかし、スイッチＡ１８は、ＩＧＭＰメッセージをスヌーピングし、ポート３にもストリームＸを送信し始める（ステップ３８）。ポート１でメッセージを受信しているスイッチＣ２２はＩＧＭＰメッセージをスヌーピングし、これによってスイッチＣ２２はポート３に対してのみメッセージを送信すべきであることを知る。アプリケーションは再びストリームＸを受信し始める。これには、ストリームに参加するのに本来要する時間（通常は１００ｍｓ未満）を要する。
【００２６】
代替的な実施形態では、遮断された接続が検出されたとき、ネットワーク内のスイッチは、新たなスパニングツリーを確立するため、ＳＴＰメッセージまたはＲＳＴＰメッセージをブロードキャストする。ＩＧＭＰクエリアとして働くデバイスがさらなるクエリを発信すると、それがこのようなメッセージを検出する場合、すべてのマルチキャストレシーバは自動的にＩＧＭＰメッセージを送信し、レシーバへのマルチキャストのルートが再び確立される。このようにして、図３に示す状況は、接続の障害後、素早く修復される。
【００２７】
この解決法によれば、マルチキャストルーティングツリーのルートがスパニングツリーの変化に確実に対応できる一方で、マルチキャストルーティングツリーのリーフ（複数のレシーバが影響される場合には複数のリーフ）がスパニングツリーに確実に対応できる。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ネットワーク、  １４  ルータ、  １８  スイッチＡ、  ２０  スイッチＢ、  ２２  スイッチＣ、  ２４  マルチキャストレシーバ１、  ２６  マルチキャストレシーバ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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