(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパケット転送処理装置と、
前記複数のパケット転送処理装置を収容する制御信号処理装置と、を有し、
前記複数のパケット転送処理装置の各々は、
１以上の入力回線と、
１以上の出力回線と、
マルチキャストパケットのヘッダ情報と当該マルチキャストパケットを出力する１以上の出力回線の情報とを対応付けて記憶するテーブルを具備し、前記入力回線にマルチキャストパケットが受信された場合、当該マルチキャストパケットのヘッダ情報に対応付けて前記テーブルに記憶されている出力回線から、当該マルチキャストパケットを送信するパケット送信部と、有し、
前記制御信号処理装置は、
前記複数のパケット転送処理装置のいずれかにマルチキャスト接続要求信号が受信された場合、当該マルチキャスト接続要求信号の処理を一括して一元的に行い、当該処理結果に基づいて、該当するパケット転送処理装置のテーブルを更新するマルチキャスト接続要求処理部と、
前記複数のパケット転送処理装置の各々のテーブルに記憶されているルーティング情報を管理するルーティング情報管理部と、を有し、
前記マルチキャスト接続要求処理部は、
前記複数のパケット転送処理装置のいずれかに前記マルチキャスト接続要求信号が受信された場合、当該マルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットが配信されている次段のパケット転送処理装置を前記ルーティング情報管理部と連携して決定し、
前記マルチキャスト接続要求信号を受信した最初のパケット転送処理装置のテーブルを、当該マルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットのヘッダ情報と当該マルチキャスト接続要求信号の送信元の端末に接続されている出力回線の情報とを対応付けて書き込むことで更新するとともに、前記次段のパケット転送処理装置のテーブルを、当該マルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットのヘッダ情報と前記最初のパケット転送処理装置に接続されている出力回線の情報とを対応付けて追加で書き込むことで更新して、前記次段のパケット転送処理装置を経由して前記最初のパケット転送処理装置から前記マルチキャストパケットを配信させることを特徴とするマルチキャストパケット転送システム。
【請求項２】
複数のパケット転送処理装置と、前記複数のパケット転送処理装置を収容する制御信号処理装置と、によるマルチキャストパケット転送方法であって、
前記制御信号処理装置が、前記複数のパケット転送処理装置のいずれかにマルチキャスト接続要求信号が受信された場合、当該マルチキャスト接続要求信号の処理を一括して一元的に行い、当該処理結果に基づいて、該当するパケット転送処理装置における、マルチキャストパケットのヘッダ情報と当該マルチキャストパケットを出力する１以上の出力回線の情報とを対応付けて記憶しているテーブルを更新する接続要求処理ステップと、
前記パケット転送処理装置が、入力回線にマルチキャストパケットが受信された場合、当該マルチキャストパケットのヘッダ情報に対応付けて前記テーブルに記憶されている出力回線から、当該マルチキャストパケットを送信する転送処理ステップと、
前記制御信号処理装置が、前記複数のパケット転送処理装置の各々のテーブルに記憶されているルーティング情報を管理する管理ステップと、を有し、
前記接続要求処理ステップは、
前記複数のパケット転送処理装置のいずれかにマルチキャスト接続要求信号が受信された場合、当該マルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットが配信されている次段のパケット転送処理装置を前記ルーティング情報管理部と連携して決定するステップと、
前記マルチキャスト接続要求信号を受信した最初のパケット転送処理装置のテーブルを、当該マルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットのヘッダ情報と当該マルチキャスト接続要求信号の送信元の端末に接続されている出力回線の情報とを対応付けて書き込むことで更新するとともに、前記次段のパケット転送処理装置のテーブルを、当該マルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットのヘッダ情報と前記最初のパケット転送処理装置に接続されている出力回線の情報とを対応付けて追加で書き込むことで更新して、前記次段のパケット転送処理装置を経由して前記最初のパケット転送処理装置から前記マルチキャストパケットを配信させるステップと、を含むことを特徴とするマルチキャストパケット転送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザから受信したマルチキャスト接続要求信号（Join信号）により要求されている、音声、データ、画像等のコンテンツであるマルチキャストパケット（マルチキャストトラヒック）を転送する技術に関し、特に、マルチキャスト接続要求信号を効率的に処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰ（Internet Protocol）パケットを交換単位とするパケット交換方式のＩＰネットワークは、電子メール、ＷＷＷ（World Wide Web）、ＶｏＩＰ（Voice over IP）等の機能を実現する各種のアプリケーションに対応可能であること、電話ベースの従来の回線交換方式と比較して装置コストが安いこと等の利点がある。
【０００３】
そのため、近年、ＩＰネットワークは、爆発的にトラフィックが増加している。
【０００４】
ＩＰネットワークの各ノードに配置されたルータは、受信したＩＰパケットのヘッダ情報に基づいて、そのＩＰパケットを出力する出力回線を決定する。
【０００５】
従来のルータは、入出力回線対応部にバス接続されているＣＰＵによってＩＰパケットの出力回線を決定するソフトウェアルータが主流であったが、近年のＩＰネットワークのトラフィックの爆発的な増加に対応するため、最近では、ＩＰパケットのヘッダ情報の解析をハードウェアで行い、入出力回線対応部を高速なスイッチで接続することによって、パケット交換を高速化するハードウェアルータが脚光を浴びている。
【０００６】
ところで、マルチキャストパケット転送システムにおいては、ユーザからマルチキャスト接続要求信号を受信した最初のルータは、そのマルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケット（ＩＰパケット）が自ルータに配信されているか否かを判断し、自ルータに配信されていなければ、上流側にある次段のルータにマルチキャスト接続要求信号を送信する。
【０００７】
次段のルータは、マルチキャストパケットが自ルータに配信されていれば、マルチキャストツリーを構築して、マルチキャストパケットを最初のルータに送信する。一方、次段のルータは、マルチキャストパケットが自ルータに配信されていなければ、さらに上流側にある次々段のルータにマルチキャスト接続要求信号を送信し、次々段のルータ経由でマルチキャストパケットが配信されてから、マルチキャストツリーを構築して、最初のルータにマルチキャストパケットを送信する。
【０００８】
最初のルータは、次段のルータ経由でマルチキャストパケットが配信されてから、マルチキャストツリーを構築して、マルチキャストパケットをユーザに送信する。
【０００９】
このように、従来のマルチキャストパケット転送システムにおいては、マルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットが配信されているルータに辿り着くまで、ルータ毎に、マルチキャスト接続要求信号の処理と、マルチキャスト接続要求信号の送信元のルータへのマルチキャストパケットの転送処理と、が行われる。
【００１０】
そのため、特に、大規模なＩＰネットワークにおいて、マルチキャスト接続要求信号が多くのルータを経由しないとマルチキャストパケットが配信されない場合、そのマルチキャストパケットへの接続要求に対する接続遅延が大きくなってしまうという課題がある。また、マルチキャストパケットの数が増大し、個々のマルチキャストパケットへの接続要求および開放要求が多くなると、ルータの処理負荷が増大してしまうという課題がある。
【００１１】
上記課題を解決するために、例えば、ルータの機能を、マルチキャスト接続要求信号等の制御信号の処理を行う部分と、マルチキャストパケットの転送処理を行う部分と、に分離することが考えられる。
【００１２】
このような機能分散型の装置は、現在までに幾つか提案されており、例えば、非特許文献１においては、同一筐体内に実装されている制御信号処理部とパケット転送処理部とを物理的に分離させ、これらをネットワーク上に分散して配備した機能分散型パケット転送装置が提案されている。
【００１３】
非特許文献１の機能分散型パケット転送装置においては、ネットワーク上に分散配備された複数の制御信号処理部のうち任意の１つの制御信号処理部は、複数のパケット転送処理部のうち制御用プロトコルセッションの設定により動的に結合した任意の複数のパケット転送処理部の設定管理を一元的に行う。
【００１４】
これにより、制御信号処理部および制御信号処理部に結合した複数のパケット転送処理部全体が、論理的に１台のパケット転送装置として動作する。
【非特許文献１】T. V. Lakshman, Nandagopal, R. Ramjee, K. Sabnani, and T. Woo, "The SoftRouter architecture," in Proc. ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Networking, November 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、非特許文献１の機能分散型パケット転送装置は、ポイントツーポイントのユニキャストトラヒックを対象としたものであり、マルチキャストトラヒックを対象とした技術はこれまで提案されていないため、マルチキャストパケット転送システムにおける上記課題は依然として未解決のままである。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、マルチキャストパケットへの接続要求に対する接続遅延および処理負荷を低減することができるマルチキャストパケット転送システムおよびマルチキャストパケット転送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明のマルチキャストパケット転送システムは、
複数のパケット転送処理装置と、
前記複数のパケット転送処理装置を収容する制御信号処理装置と、を有し、
前記複数のパケット転送処理装置の各々は、
１以上の入力回線と、
１以上の出力回線と、
マルチキャストパケットのヘッダ情報と当該マルチキャストパケットを出力する１以上の出力回線の情報とを対応付けて記憶するテーブルを具備し、前記入力回線にマルチキャストパケットが受信された場合、当該マルチキャストパケットのヘッダ情報に対応付けて前記テーブルに記憶されている出力回線から、当該マルチキャストパケットを送信するパケット送信部と、有し、
前記制御信号処理装置は、
前記複数のパケット転送処理装置のいずれかにマルチキャスト接続要求信号が受信された場合、当該マルチキャスト接続要求信号の処理を一括して一元的に行い、当該処理結果に基づいて、該当するパケット転送処理装置のテーブルを更新するマルチキャスト接続要求処理部を有することを特徴とする。
【００１８】
このように、本発明のマルチキャストパケット転送システムは、従来のルータの機能を、マルチキャストパケットの転送処理を行う複数のパケット転送処理装置と、複数のパケット転送処理装置のいずれかに受信されたマルチキャスト接続要求信号の処理を一括して一元的に行う制御信号処理装置と、に機能分散した構成になっているため、従来のように、マルチキャストパケットへの接続要求に対する処理負荷が増大するという問題が生じず、また、多段のルータホップに伴う接続遅延を抑えることができる。
【００１９】
なお、前記制御信号処理装置は、
前記複数のパケット転送処理装置の各々のテーブルに記憶されているルーティング情報を管理するルーティング情報管理部をさらに有し、
前記マルチキャスト接続要求処理部は、
前記複数のパケット転送処理装置のいずれかに前記マルチキャスト接続要求信号が受信された場合、当該マルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットが配信されている次段のパケット転送処理装置を前記ルーティング情報管理部と連携して決定し、前記次段のパケット転送処理装置に対し、前記マルチキャスト接続要求信号の送信を指示し、
前記マルチキャスト接続要求信号を受信した最初のパケット転送処理装置および前記次段のパケット転送処理装置のテーブルを更新して、前記次段のパケット転送処理装置を経由して前記最初のパケット転送処理装置から前記マルチキャストパケットを配信させることとしても良い。
【００２０】
あるいは、前記マルチキャスト接続要求処理部は、
前記複数のパケット転送処理装置のいずれかに前記マルチキャスト接続要求信号が受信された場合、前記複数のパケット転送処理装置の全てに対し、前記マルチキャスト接続要求信号の送信を指示し、
前記複数のパケット転送処理装置の全てのテーブルを更新して、前記複数のパケット転送処理装置の全てから前記マルチキャストパケットを配信させることとしても良い。
【００２１】
この場合、マルチキャスト接続要求処理部とルーティング情報管理部との間の連携処理が不要になるため、マルチキャストパケットへの接続要求に対する処理負荷がより低減されるという利点がある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のマルチキャストパケット転送システムは、従来のルータの機能を、マルチキャストパケットの転送処理を行う複数のパケット転送処理装置と、複数のパケット転送処理装置のいずれかに受信されたマルチキャスト接続要求信号の処理を一括して一元的に行う制御信号処理装置と、に機能分散した構成になっている。
【００２３】
そのため、従来のように、マルチキャストパケットへの接続要求に対する処理負荷が増大するという問題が生じず、また、多段のルータホップに伴う接続遅延を抑えることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１を参照すると、本実施形態のマルチキャストパケット転送システム１０は、ｎ（ｎは２以上の自然数）個のパケット転送処理装置（ルータに相当）２０−１〜２０−ｎと、ｎ個のパケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎを収容する制御信号処理装置３０と、を有している。
【００２６】
パケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎの各々は、１以上の入力回線２１と、１以上の出力回線２２と、パケット送信部２３と、を有している。また、パケット送信部２３は、ルーティング情報テーブル２４を有している。
【００２７】
ルーティング情報テーブル２４は、マルチキャストパケットのヘッダ情報と、そのマルチキャストパケットを出力する１以上の出力回線２２の情報と、を対応付けて記憶している。
【００２８】
なお、ルーティング情報テーブル２４には、マルチキャストパケットのヘッダ情報として、そのマルチキャストパケットの配信元の配信サーバのアドレスであるソースアドレスの情報およびそのマルチキャストパケットの配信先のグループのアドレスであるグループアドレスの情報が記憶されている。
【００２９】
したがって、ユーザからマルチキャスト接続要求信号が受信された場合、そのマルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットのヘッダ情報が、例えば、パケット転送処理装置２０−１のルーティング情報テーブル２４に記憶されていれば、そのマルチキャストパケットがパケット転送処理装置２０−１に配信されていると判断でき、逆に、記憶されていなければ、配信されていないと判断できる。
【００３０】
パケット送信部２３は、入力回線２１にマルチキャストパケットが受信された場合、そのマルチキャストパケットのヘッダ情報に対応付けられてルーティング情報テーブル２４に記憶されている出力回線２２から、そのマルチキャストパケットを送信する。
【００３１】
制御信号処理装置３０は、ルーティング情報管理部３１と、マルチキャスト接続要求処理部３２と、を有している。
【００３２】
ルーティング情報管理部３１は、パケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎの各々のルーティング情報テーブル２４に記憶されているルーティング情報を管理する。なお、ルーティング情報管理部３１は、パケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎのルーティング情報テーブル２４と同じテーブルを有していても良いし、パケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎのルーティング情報テーブル２４を作成するための情報を有していても良い。
【００３３】
マルチキャスト接続要求処理部３２は、パケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎのいずれかにマルチキャスト接続要求信号が受信された場合、そのマルチキャスト接続要求信号の処理を一括して一元的に行い、その処理結果に基づいて、該当するパケット転送処理装置のルーティング情報テーブル２４を更新する。
【００３４】
以下、本実施形態のマルチキャストパケット転送システム１０の動作について説明する。ここでは、ユーザからのマルチキャスト接続要求信号を、パケット転送処理装置２０−ｉ（ｉは、１＜ｉ＜ｎを満たす自然数）にて最初に受信し、そのマルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットが、パケット転送処理装置２０−ｋ（ｋは、１＜ｉ＜ｋ＜ｎを満たす自然数）に配信されているものとして説明する。
【００３５】
図２を参照すると、まず、パケット転送処理装置２０−ｉは、ユーザからのマルチキャスト接続要求信号を受信する（ステップＡ１）。
【００３６】
次に、制御信号処理装置３０のマルチキャスト接続要求処理部３２は、パケット転送処理装置２０−ｉに対するマルチキャスト接続要求処理を起動する。パケット転送処理装置２０−ｉに対するマルチキャスト接続要求処理においては、ルーティング情報管理部３１と連携して、マルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットがパケット転送処理装置２０−ｉに配信されているか否かを判断する。ここでは、パケット転送処理装置２０−ｉのルーティング情報テーブル２４に、要求されているマルチキャストパケットのヘッダ情報が記憶されていないため、配信されていないと判断される。そのため、引き続きルーティング情報管理部３１と連携して、要求されているマルチキャストパケットが配信されているパケット転送処理装置を決定する。ここでは、パケット転送処理装置２０−ｋのルーティング情報テーブル２４に、要求されているマルチキャストパケットのヘッダ情報が記憶されているため、パケット転送処理装置２０−ｋに決定される。この決定に当り、パケット転送処理装置２０−ｋ以外の複数の選択候補が存在した場合には、パケット転送処理装置２０−ｉに最も隣接したパケット転送処理装置を選択すると、多段ルータホップに伴う接続遅延を最小限に抑えることができる（ステップＡ２）。
【００３７】
次に、マルチキャスト接続要求処理部３２は、パケット転送処理装置２０−ｋに対するマルチキャスト接続要求処理を起動する（ステップＡ３）。パケット転送処理装置２０−ｋに対するマルチキャスト接続要求処理においては、ルーティング情報管理部３１と連携して、パケット転送処理装置２０−ｋの出力回線２２の中からマルチキャスト接続要求信号を出力する出力回線２２を決定する。さらに、パケット転送処理装置２０−ｋに対し、マルチキャスト接続要求信号の送信を指示する（ステップＡ４）。
【００３８】
次に、パケット転送処理装置２０−ｋは、マルチキャスト接続要求処理部３２の指示に基づき、マルチキャスト接続要求信号を送信する（ステップＡ５）。
【００３９】
その後、マルチキャスト接続要求処理部３２は、パケット転送処理装置２０−ｉおよびパケット転送処理装置２０−ｋのルーティング情報テーブル２４を更新して、マルチキャストツリーを構築し、パケット転送処理装置２０−ｋ経由で、パケット転送処理装置２０−ｉから、マルチキャストパケットをユーザに配信させる。
【００４０】
具体的には、パケット転送処理装置２０−ｋのルーティング情報テーブル２４については、要求されているマルチキャストパケットのヘッダ情報とパケット転送処理装置２０−ｉに接続されている出力回線２２の情報とを対応付けて追加で書き込む。
【００４１】
また、パケット転送処理装置２０−ｉのルーティング情報テーブル２４については、要求されているマルチキャストパケットのヘッダ情報とマルチキャスト接続要求信号の送信元のユーザの端末に接続されている出力回線２２の情報とを対応付けて書き込む。
【００４２】
上述したように本実施形態においては、従来のルータの機能を、マルチキャストパケットの転送処理を行うｎ個のパケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎと、パケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎのいずれかに受信されたマルチキャスト接続要求信号の処理を一括して一元的に行う制御信号処理装置３０に機能分散した構成になっているため、従来のように、マルチキャストパケットへの接続要求に対する処理負荷が増大するという問題が生じず、また、多段のルータホップに伴う接続遅延を抑えることができる。
【００４３】
なお、本実施形態においては、図２において、マルチキャスト接続要求処理部３２は、パケット転送処理装置２０−ｉにマルチキャスト接続要求信号が受信された場合、そのマルチキャスト接続要求信号により要求されているマルチキャストパケットが配信されているパケット転送処理装置２０−ｋを決定していたが、パケット転送処理装置２０−ｋを個別具体的に決定することなく、全てのパケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎにマルチキャストパケットを配信させるような処理を行っても良い。
【００４４】
具体的には、マルチキャスト接続要求処理部３２は、パケット転送処理装置２０−ｉにマルチキャスト接続要求信号が受信された場合、全てのパケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎに対し、マルチキャスト接続要求信号の送信を指示する。
【００４５】
また、マルチキャスト接続要求処理部３２は、全てのパケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎのルーティング情報テーブル２４を更新して、全てのパケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎから、マルチキャストパケットをユーザに配信させる。
【００４６】
具体的には、全てのパケット転送処理装置２０−１〜２０−ｎのルーティング情報テーブル２４について、要求されているマルチキャストパケットのヘッダ情報とマルチキャスト接続要求信号の送信元のユーザの端末に接続されている出力回線２２の情報とを対応付けて書き込む。
【００４７】
この場合、ルーティング情報管理部３１とマルチキャスト接続要求処理部３２との間の連携処理が不要になるため、マルチキャストパケットへの接続要求に対する処理負荷がより低減されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態のマルチキャストパケット転送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したマルチキャストパケット転送システムの動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    マルチキャストパケット転送システム
２０−１〜２０−ｎ    パケット転送処理装置
２１    入力回線
２２    出力回線
２３    パケット送信部
２４    ルーティング情報テーブル
３０    制御信号処理装置
３１    ルーティング情報管理部
３２    マルチキャスト接続要求処理部
【図１】
0004559465.tif 000002
【図２】
0004559465.tif 000003