(57)【要約】本発明はマルチキャストを提供しない非マルチキャストネットワークにおいてマルチキャスト応用サービスを提供できる仮想マルチキャストネットワーク方法及びそのシステムを提供する。マルチキャストデータソースサーバが含まれているマルチキャストデータソースネットワークとクライアントとが含まれており、マルチキャスト機能を支援しない非マルチキャストネットワークがバックボーンネットワークを通じて接続されているネットワーク環境における仮想マルチキャストネットワークを提供するための仮想マルチキャストネットワークシステムにおいて、仮想マルチキャストネットワークシステムは、前記非マルチキャストネットワークに含まれており、マルチキャストルーター、または最近接仮想マルチキャストルーターシステムとのトンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを伝送するか、中継する仮想マルチキャストルーターシステムと、前記クライアントに搭載されて最近接仮想マルチキャストルーターシステムとの動的トンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを受信し、前記受信されたカプセル化されたマルチキャストデータから前記マルチキャストデータソースサーバが伝送したマルチキャストデータを抽出して、前記クライアントに搭載されているアプリケーションプログラムに伝送するマルチキャストエージェントシステムと、前記マルチキャストデータソースネットワークに含まれており、前記仮想マルチキャストルーターシステムのIP住所を管理して前記仮想マルチキャストルーターシステム、または前記マルチキャストエージェントシステムに仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を伝送するマルチキャスト管理システムとを含む。
2004531143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャストデータソースサーバが含まれているマルチキャストデータソースネットワークとクライアントとが含まれており、マルチキャスト機能を支援しない非マルチキャストネットワークがバックボーンネットワークを通じて接続されているネットワーク環境における仮想マルチキャストネットワークを提供するための仮想マルチキャストネットワークシステムにおいて、
前記非マルチキャストネットワークに含まれており、マルチキャストルーターまたは最近接仮想マルチキャストルーターシステムとのトンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを伝送するか、中継する仮想マルチキャストルーターシステムと、
前記クライアントに搭載されて最近接仮想マルチキャストルーターシステムとの動的トンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを受信し、前記受信されたカプセル化されたマルチキャストデータから前記マルチキャストデータソースサーバが伝送したマルチキャストデータを抽出して、前記クライアントに搭載されているアプリケーションプログラムに伝送するマルチキャストエージェントシステムと、
前記マルチキャストデータソースネットワークに含まれており、前記仮想マルチキャストルーターシステムのＩＰ住所を管理して前記仮想マルチキャストルーターシステム、または前記マルチキャストエージェントシステムに仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を伝送するマルチキャスト管理システムと
を含むことを特徴とする仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項２】
前記仮想マルチキャストルーターシステムは、
前記最近接仮想マルチキャストルーターシステムに自分のＩＰ住所を含む動的トンネルリング要求を伝送し、前記最近接仮想マルチキャストルーターシステム、または前記マルチキャストエージェントシステムから受信した動的トンネルリング要求に基づき動的トンネルリングのためのトンネルソース住所とトンネル目的地住所を設定するトンネルリング部と、
マルチキャストグループのメンバーシップ情報を管理して前記最近接仮想マルチキャストルーターシステムから動的トンネルリングにより受信したカプセル化されたマルチキャストデータを前記仮想マルチキャストルーターシステムが属している前記非マルチキャストネットワークのサブネットワークに含まれたマルチキャストルーターを通じて、前記マルチキャストグループのメンバーシップ情報に含まれた前記クライアント、または仮想マルチキャストルーターシステムに伝送するマルチキャスト中継部と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項３】
前記仮想マルチキャストルーターシステムは、
前記非マルチキャストネットワークにマルチキャストルーター、または仮想マルチキャストルーターシステムが存在しない場合、前記カプセル化されたマルチキャストデータをルーチングするマルチキャストルーチング部
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項４】
前記マルチキャストエージェントシステムは、
前記仮想マルチキャストルーターシステムに自分のＩＰ住所を含むマルチキャストグループ参加要求を伝送する動的トンネルリング部と、
前記仮想マルチキャストルーターシステムからカプセル化されたマルチキャストデータを受信し、前記受信されたデータから前記トンネルソース住所とトンネル目的地住所が含まれているヘッダを除去して、前記マルチキャストデータソースサーバが伝送したマルチキャストデータを前記クライアントのアプリケーションプログラムに伝送するマルチキャストデータ受信部と
を含むことを特徴とする請求項３に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項５】
前記マルチキャストデータ受信部は、
ＩＰマルチキャストを利用してＴＴＬ(Time to Live）を零(０)と設定して前記マルチキャストデータソースサーバから伝送されたマルチキャストデータを前記クライアントのアプリケーションプログラムに伝送する
ことを特徴とする請求項４に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項６】
前記トンネルリング部、または動的トンネルリング部は、
前記マルチキャスト管理システムに最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を要求し、
前記マルチキャスト管理システムは、
前記ネットワーク環境に含まれている全ての仮想マルチキャストルーターシステムのＩＰ住所情報をキャッシングしてテーブルに格納するデータベースと、
前記最近接仮想マルチキャストルーターシステム情報要求によって前記データベースを検索して、最近接仮想マルチキャストルーター情報を前記トンネルリング部、または動的トンネルリング部に伝送する仮想マルチキャストルーター情報管理部と
を含むことを特徴とする請求項５に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項７】
前記仮想マルチキャストルーター情報管理部は、
前記最近接仮想マルチキャストルーターシステム情報要求によって前記データベースを検索して、最近接仮想マルチキャストルーター情報がない場合には、前記テーブルに格納されている全ての仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を前記トンネルリング部、または動的トンネルリング部に伝送する
ことを特徴とする請求項６に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項８】
前記トンネルリング部、または動的トンネルリング部は、
前記仮想マルチキャストルーター情報管理部から受信した全ての仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報に基づきホップカウンタを計算して、最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を獲得し、前記獲得した最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を前記仮想マルチキャストルーター情報管理部に伝送する
ことを特徴とする請求項７に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項９】
前記仮想マルチキャストルーター情報管理部は、
前記最近接仮想マルチキャストルーターシステム情報要求によって前記データベースを検索して、最近接仮想マルチキャストルーター情報がない場合には、所定の時点に距離確認のためのデータを前記トンネルリング部、または動的トンネルリング部に伝送するという命令を前記ネットワーク環境に含まれている全ての仮想マルチキャストルーターシステムに伝送する
ことを特徴とする請求項６に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項１０】
前記仮想マルチキャストルーター情報管理部は、
前記ネットワーク環境に含まれている全ての仮想マルチキャストルーターシステム各々の平均ＲＴＴ(Round Trip Time)値と最大ＲＴＴ値を周期的に獲得して、前記ネットワーク環境に含まれている全ての仮想マルチキャストルーターシステムに伝送し、
前記所定の時点は、
前記命令を受信した時点を基準として最大ＲＴＴ値から自分の平均ＲＴＴ(Round Trip Time)値を除いた時間が経過した時点である
ことを特徴とする請求項９に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項１１】
前記トンネルリング部、または動的トンネルリング部は、
前記ネットワーク環境に含まれている全ての仮想マルチキャストルーターシステムから受信した距離確認のためのデータのうち、一番速く到着した前記データに基づき最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を獲得し、前記獲得した最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を前記仮想マルチキャストルーター情報管理部に伝送する
ことを特徴とする請求項１０に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項１２】
前記仮想マルチキャストルーター情報管理部は、
前記トンネルリング部、または動的トンネルリング部から受信した前記最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報に基づき、前記データベースにテーブルで格納されている仮想マルチキャストルーターシステムのＩＰ住所情報を更新する機能をさらに行う
ことを特徴とする請求項８または１０に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項１３】
前記仮想マルチキャストルーターシステムは、
前記仮想マルチキャストルーターシステムが伝送したカプセル化されたマルチキャストデータを受信する前記最近接仮想マルチキャストルーターシステム、または前記マルチキャストエージェントシステムが属しているネットワーク環境によってトンネルリングを行い、前記カプセル化されたマルチキャストデータを伝送する
ことを特徴とする請求項１２に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項１４】
前記仮想マルチキャストルーターシステムは、
前記非マルチキャストネットワークがブロードカスティング、またはユニキャスティング機能のみを支援する場合には、L２スイッチのインターネットグループ管理プロトコル(IGMP Snooping)機能をエミュレーションする
ことを特徴とする請求項１３に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項１５】
前記バックボーンネットワークはマルチキャスティング機能を支援せず、
前記マルチキャストデータソースネットワークは前記仮想マルチキャストルーターシステムを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項１６】
前記バックボーンネットワークはマルチキャスティング機能を支援せず、
前記マルチキャストデータソースネットワークはマルチキャストルーターを含み、
前記トンネルリング部は、
静的トンネルリングにより前記仮想マルチキャストルーターシステムと前記マルチキャストルーターとの間にトンネルソース住所とトンネル目的地住所が設定されており、
前記マルチキャスト中継部は、
前記マルチキャストルーターシステムから静的トンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを前記仮想マルチキャストルーターシステムが属している前記非マルチキャストネットワークのサブネットワークに含まれたマルチキャストルーターを通じて前記マルチキャストグループのメンバーシップ情報に含まれた前記クライアント、または仮想マルチキャストルーターシステムに伝送する機能をさらに行う
こと特徴とする請求項２に記載の仮想マルチキャストネットワークシステム。
【請求項１７】
仮想マルチキャストネットワークシステムによる仮想マルチキャストネットワーク方法において、
前記非マルチキャストネットワークに含まれている前記仮想マルチキャストルーターシステムがマルチキャストルーター、または最近接仮想マルチキャストルーターシステムとのトンネルリングにより、カプセル化されたマルチキャストデータを伝送するか、中継する第１ステップと、
前記クライアントに搭載されるマルチキャストエージェントシステムが最近接仮想マルチキャストルーターシステムとの動的トンネルリングにより、カプセル化されたマルチキャストデータを受信し、前記受信されたカプセル化されたマルチキャストデータから前記マルチキャストデータソースサーバが伝送したマルチキャストデータを抽出して、前記クライアントに搭載されているアプリケーションプログラムに伝送する第２ステップと、
前記マルチキャストデータソースネットワークに含まれているマルチキャスト管理システムが前記仮想マルチキャストルーターシステムのＩＰ住所を管理して、前記仮想マルチキャストルーターシステム、または前記マルチキャストエージェントシステムに仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を伝送する第３ステップと
を含むことを特徴とする仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項１８】
前記第１ステップは、
前記仮想マルチキャストルーターシステムに含まれたトンネルリング部が前記最近接仮想マルチキャストルーターシステムに前記仮想マルチキャストルーターシステムのＩＰ住所を含む動的トンネルリング要求を伝送する第４ステップと、
前記トンネルリング部が前記最近接仮想マルチキャストルーターシステム、または前記マルチキャストエージェントシステムから受信した動的トンネルリング要求に基づき、動的トンネルリングのためのトンネルソース住所とトンネル目的地住所とを設定する第５ステップと、
前記仮想マルチキャストルーターシステムに含まれたマルチキャスト中継部がマルチキャストグループのメンバーシップ情報を管理して、前記最近接仮想マルチキャストルーターシステムから動的トンネルリングにより受信したカプセル化されたマルチキャストデータを前記仮想マルチキャストルーターシステムが属している前記非マルチキャストネットワークのサブネットワークに含まれたマルチキャストルーターを通じて、前記マルチキャストグループのメンバーシップ情報に含まれた前記クライアント、または仮想マルチキャストルーターシステムに伝送する第６ステップと
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項１９】
前記第１ステップは、
前記非マルチキャストネットワークにマルチキャストルーター、または仮想マルチキャストルーターシステムが存在しない場合、前記仮想マルチキャストルーターシステムに含まれたマルチキャストルーチング部が前記カプセル化されたマルチキャストデータをルーチングする第７ステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項２０】
前記第２ステップは、
前記マルチキャストエージェントシステムに含まれた動的トンネルリング部が前記仮想マルチキャストルーターシステムに前記マルチキャストエージェントシステムのＩＰ住所を含むマルチキャストグループ参加要求を伝送する第８ステップと、
前記マルチキャストエージェントシステムに含まれたマルチキャストデータ受信部が前記仮想マルチキャストルーターシステムからカプセル化されたマルチキャストデータを受信し、前記受信されたデータから前記トンネルソース住所とトンネル目的地住所とが含まれているヘッダを除去して、前記マルチキャストデータソースサーバから伝送されたマルチキャストデータを前記クライアントのアプリケーションプログラムに伝送する第９ステップと
を含むことを特徴とする請求項１９に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項２１】
前記第９ステップは、
ＩＰマルチキャストを利用してＴＴＬ(Time to Live）を零(０)と設定して、前記マルチキャストデータソースサーバから伝送されたマルチキャストデータを前記クライアントのアプリケーションプログラムに伝送する
ことを特徴とする請求項２０に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項２２】
前記第３ステップは、
前記ネットワーク環境に含まれている全ての仮想マルチキャストルーターシステムのＩＰ住所情報をキャッシングして、テーブルで前記データベースに格納する第１１ステップと、
前記仮想マルチキャストルーター情報管理部が前記第１０ステップの最近接仮想マルチキャストルーターシステム情報要求によって前記データベースを検索して、最近接仮想マルチキャストルーター情報を前記トンネルリング部、または動的トンネルリング部に伝送する第１２ステップと
を含むことを特徴とする請求項２１に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項２３】
前記第３ステップは、
前記仮想マルチキャストルーター情報管理部が前記第１０ステップの前記最近接仮想マルチキャストルーターシステムの情報要求によって前記データベースを検索して、最近接仮想マルチキャストルーター情報がない場合には、前記テーブルに格納されている全ての仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を前記トンネルリング部、または動的トンネルリング部に伝送する第１３ステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項２４】
前記第５ステップは、
前記トンネルリング部が前記第１３ステップにより受信した全ての仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報に基づきホップカウンタを計算して、最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を獲得するステップと、
前記獲得した最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を前記仮想マルチキャストルーター情報管理部に伝送するステップとをさらに含み、
第８ステップは、
前記動的トンネルリング部が前記第１３ステップにより受信した全ての仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報に基づきホップカウンタを計算して、最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を獲得するステップと、
前記獲得した最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を前記仮想マルチキャストルーター情報管理部に伝送するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項２５】
前記第３ステップは、
前記仮想マルチキャストルーター情報管理部が前記第１０ステップの前記最近接仮想マルチキャストルーターシステムの情報要求によって前記データベースを検索して、最近接仮想マルチキャストルーター情報がない場合には、所定の時点に距離確認のためのデータを前記トンネルリング部、または動的トンネルリング部に伝送するという命令を前記ネットワーク環境に含まれている全ての仮想マルチキャストルーターシステムに伝送する第１６ステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項２６】
前記第３ステップは、
前記仮想マルチキャストルーター情報管理部が前記ネットワーク環境に含まれている全ての仮想マルチキャストルーターシステム各々の平均ＲＴＴ(Round Trip Time)値と最大ＲＴＴ値とを周期的に獲得して、前記ネットワーク環境に含まれている全ての仮想マルチキャストルーターシステムに伝送する第１７ステップをさらに含み、
前記所定の時点は、
前記命令を受信した時点を基準として最大ＲＴＴ値から自分の平均ＲＴＴ(Round Trip Time)値を除いた時間が経過した時点である
ことを特徴とする請求項２５に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項２７】
前記第５ステップは、
前記トンネルリング部が前記第１７ステップにより前記ネットワーク環境に含まれている全ての仮想マルチキャストルーターシステムから受信した距離確認のためのデータのうち、一番速く到着した前記データに基づき最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を獲得するステップと、
前記獲得した最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を前記仮想マルチキャストルーター情報管理部に伝送するステップとをさらに含み、
第８ステップは、
前記動的トンネルリング部が前記第１７ステップにより前記ネットワーク環境に含まれている全ての仮想マルチキャストルーターシステムから受信した距離確認のためのデータのうち、一番速く到着した前記データに基づき最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を獲得するステップと、
前記獲得した最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を前記仮想マルチキャストルーター情報管理部に伝送するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項２８】
前記第３ステップは、
前記仮想マルチキャストルーター情報管理部が前記第１９ステップにより前記トンネルリング部、または動的トンネルリング部から受信した前記最近接仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報に基づき、前記データベースにテーブルで格納されている仮想マルチキャストルーターシステムのＩＰ住所情報を更新する第２０ステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項２４または２６に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項２９】
前記第１ステップは、
前記仮想マルチキャストルーターシステムが伝送したカプセル化されたマルチキャストデータを受信する前記最近接仮想マルチキャストルーターシステム、または前記マルチキャストエージェントシステムが属しているネットワーク環境によってトンネルリングを行い、前記カプセル化されたマルチキャストデータを伝送する
ことを特徴とする請求項２８に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項３０】
前記第１ステップは、
前記非マルチキャストネットワークがブロードカスティング、またはユニキャスティング機能のみを支援する場合には、前記仮想マルチキャストルーターシステムがL２スイッチのインターネットグループ管理プロトコル(IGMP Snooping)機能をエミュレーションする
ことを特徴とする請求項２９に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項３１】
前記バックボーンネットワークはマルチキャスティング機能を支援せず、
前記マルチキャストデータソースネットワークは前記仮想マルチキャストルーターシステムを含む
ことを特徴とする請求項１８に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項３２】
前記バックボーンネットワークはマルチキャスティング機能を支援し、
前記マルチキャストデータソースネットワークはマルチキャストルーターを含み、
前記トンネルリング部は、
静的トンネルリングにより前記仮想マルチキャストルーターシステムと前記マルチキャストルーターとの間にトンネルソース住所とトンネル目的地住所とが設定されており、
前記第６ステップは、
前記マルチキャスト中継部が前記マルチキャストルーターシステムから静的トンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを前記仮想マルチキャストルーターシステムが属している前記非マルチキャストネットワークのサブネットワークに含まれたマルチキャストルーターを通じて、前記マルチキャストグループのメンバーシップ情報に含まれた前記クライアント、または仮想マルチキャストルーターシステムに伝送する第２１ステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の仮想マルチキャストネットワーク方法。
【請求項３３】
マルチキャストデータソースサーバが含まれているマルチキャストデータソースネットワークとクライアントとが含まれており、マルチキャスト機能を支援しない非マルチキャストネットワークがバックボーンネットワークを通じて接続されているネットワーク環境における仮想マルチキャストネットワークを提供するための仮想マルチキャストネットワークシステムにおいて、
前記非マルチキャストネットワークに含まれておりマルチキャストルーター、または最近接仮想マルチキャストルーターシステムとのトンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを伝送するか、中継する仮想マルチキャストルーターシステムと、
前記クライアントに搭載されて最近接仮想マルチキャストルーターシステムとの動的トンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを受信し、前記受信されたカプセル化されたマルチキャストデータから前記マルチキャストデータソースサーバが伝送したマルチキャストデータを抽出して前記クライアントに搭載されているアプリケーションプログラムに伝送するマルチキャストエージェントシステムと
を含むことを特徴とする仮想マルチキャストネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインターネット放送システムにおけるマルチキャスティング技術分野に関し、さらに詳しくはインターネットで既存のルーターまたはスイッチの交替なしにマルチキャストネットワーク構築のための仮想マルチキャストネットワーク方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来に用いられたインターネット伝送方式は、一対一(peer-to-peer)伝送方式、またはユニキャスト伝送方式であって、一つの送信端から一つの受信端にデータが伝送される方式である。しかし、ユニキャストを介した一対多伝送の場合、複数の受信端に同じデータを伝送しようとすると、送信端のサーバが負担する負荷が非常に大きく、ネットワークの帯域幅を非効率的に占有するようになるという問題がある。また、ネットワークの混雑が発生する確率が非常に高くなる。
【０００３】
また、次世代インターネットはマルチメディアデータ伝送を基本としており、マルチメディアデータは大きさが大きいため、ユニキャストを介した一対多伝送の問題点はさらに深刻となる。
【０００４】
このようなユニキャストの問題点を克服してインターネットでもビデオ及びオーディオなどのマルチメディアデータのようなデータストリームを放送することができる。すなわち、インターネットを通じて送信端であるメディアサーバから一回のマルチメディアデータストリームが出力されても、受信を所望する最終受信端であるクライアント(マルチキャストグループ)に選択的に全部伝送できる技術がマルチキャスト技術である。すなわち、送信端から一つのデータを伝送するようになると、受信を所望するマルチキャストグループは同じ複写本を受信することができる。
【０００５】
マルチキャスト技術は、ユニキャスト技術とブロードキャスト技術の長所が混合された技術であって、ネットワークの効率性を高め、ネットワークの混雑状況を減少させ、受信を所望の受信端、すなわちマルチキャストグループに対してのみデータを複写して伝送することによって、不必要なデータ受信を防止できる。
【０００６】
したがって、インターネットサービス提供者はマルチキャスト技術が適用されたマルチキャスト装備を利用して、自分のネットワークをマルチキャストネットワークに転換できる。
【０００７】
マルチキャスティングネットワークでは、接続されたクライアントの数字とは関係なくネットワークで許容する帯域幅ほど放送を伝送できる。例えば、ケーブルTVネットワークの許容帯域幅が３０Mbpsであれば、１Mbps放送３０個または５００Kbps放送６０個を同時に伝送できる。
【０００８】
このようにマルチキャスト技術が有用であるにもかかわらず、既存のインターネットをマルチキャスティングネットワークに転換させる過程にはいろいろな制約が存在する。すなわち、インターネットを構成するネットワーク装備がマルチキャスト機能を支援しないか、正しい性能を発揮できない場合が多く、またマルチキャストが支援されない装備を交替することは非常に費用が多くかかるという問題点がある。
【０００９】
図１は、従来の静的トンネルリング技法を適用したマルチキャストネットワークの概念図である。現在までインターネットでマルチキャストが支援されるためには、送信端であるメディアサーバ１０１から最終受信端であるクライアント１０３の間に全てのルーターが全部マルチキャスティング機能を支援しなければならなかった。したがって、中間のネットワーク(１０５及び１０７)がマルチキャストを支援しない場合にはトンネルリング技法を利用しなければならなかった。
【００１０】
従来のトンネルリング技法によると、中間ステップのルーター１０５がマルチキャスティング機能を支援しない場合、マルチキャスティング機能を支援するルーター１０９の間に仮想の経路を形成してマルチキャストデータを交換するようにし、マルチキャスティング機能を支援しないルーター１０５は単純にマルチキャストデータを中継させるようにする方式である。トンネルリングされたマルチキャストルーター１０９間にはマルチキャストデータをユニキャストＩＰパケット形態にカプセル化（マルチキャストデータにトンネルソース住所とトンネル目的地住所を含むヘッダを追加）して伝送するため、マルチキャスティング機能を支援しないルーター１０５を経るとしても問題とならない。
【００１１】
このような従来のトンネルリング技法は静的トンネルリング技法であって、手動でルーター１０９にマルチキャスト機能を設定しなければならない。したがって、送信端であるメディアサーバ１０１側のルーター１０９はマルチキャスティングを要求するクライアント１０３側のルーター１０９と一緒にマルチキャスト機能が設定されなければならないものである。これはインターネットサービス提供者の立場では相当な負担として作用する。マルチキャスティングデータ受信を希望する多数クライアント１０３ユーザが要求するルーターマルチキャスティング機能設定にいちいち相応しなければならないためである。
【００１２】
また、最近にはホームネットワークに対する構築要求が増大しており、これに伴なってマルチキャストサービスをホームネットワーク環境で利用しようとする需要も増加しているが、大部分のクライアント１０３が流動ＩＰ住所を使用するため、静的トンネルリングを利用したマルチキャストネットワーク構築は不可能である。すなわち、静的トンネルリングのためルーターにマルチキャスティング機能を設定するためには固定されたＩＰ住所が必要となるため、クライアントが流動ＩＰ住所を利用する場合には、ルーターにマルチキャスティング機能を設定することはできない。
【００１３】
図２は、従来の一対一(peer-to-peer)伝送技法を適用したマルチキャストネットワークの概念図である。上述したようにルーターの構成を修正することが非常に困難なこととなるにつれて、最近にはルーターを全く修正せずに送信端からユニキャストでデータを受信したクライアントが当該受信データをアップロードして中継することによって、他のクライアントもデータを受信できるようにしたマルチキャスト方式が開発された。
【００１４】
この方式はデータソース２０５があるネットワーク２０１のデータ伝送サーバ２０７からクライアント２１３がデータをユニキャストで受信した後、クライアント２１３が属しているネットワーク２０３に受信されたデータを再アップロードするようになると、当該ネットワーク２０３の他のクライアント(２１５及び２１７）はクライアント２１３からデータを受信するようになる。
【００１５】
すなわち、ネットワークの根幹がルーターを中心に構成されており、最近の多くのルーターやスイッチがマルチキャスト機能を支援する傾向が多くなるつれて、ルーターの機能を最大限に活用することがネットワークの管理を容易にし、エラーの可能性を低減する方法である。また、この方式は、ｘＤＳＬ、またはケーブルのような非対称ネットワークではアップロード速度の制限によってむしろ性能が低下するという問題が生じることもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マルチキャスティング機能を支援しないネットワークでもネットワーク装備を交換するか、修正しなくてもマルチキャストデータをクライアントが受信できるようにする仮想マルチキャストネットワーク方法及びそのシステムを提供することである。
【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、本発明に係る一実施の形態では、マルチキャストデータソースサーバが含まれているマルチキャストデータソースネットワークとクライアントとが含まれており、マルチキャスト機能を支援しない非マルチキャストネットワークがバックボーンネットワークを通じて接続されているネットワーク環境における仮想マルチキャストネットワークを提供するための仮想マルチキャストネットワークシステムにおいて、前記非マルチキャストネットワークに含まれており、マルチキャストルーターまたは最近接仮想マルチキャストルーターシステムとのトンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを伝送するか、中継する仮想マルチキャストルーターシステムと、前記クライアントに搭載されて最近接仮想マルチキャストルーターシステムとの動的トンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを受信し、前記受信されたカプセル化されたマルチキャストデータから前記マルチキャストデータソースサーバが伝送したマルチキャストデータを抽出して、前記クライアントに搭載されているアプリケーションプログラムに伝送するマルチキャストエージェントシステムと、前記マルチキャストデータソースネットワークに含まれており、前記仮想マルチキャストルーターシステムのＩＰ住所を管理して前記仮想マルチキャストルーターシステム、または前記マルチキャストエージェントシステムに仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を伝送するマルチキャスト管理システムとを含むことを特徴とする仮想マルチキャストネットワークシステムを提供する。
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明に係る他の一実施の形態では、マルチキャストデータソースサーバが含まれているマルチキャストデータソースネットワークとクライアントとが含まれており、マルチキャスト機能を支援しない非マルチキャストネットワークがバックボーンネットワークを通じて接続されているネットワーク環境における仮想マルチキャストバックボーンネットワークを提供するための仮想マルチキャストネットワークシステムによる仮想マルチキャストネットワーク方法において、前記非マルチキャストネットワークに含まれている前記仮想マルチキャストルーターシステムがマルチキャストルーター、または最近接仮想マルチキャストルーターシステムとのトンネルリングにより、カプセル化されたマルチキャストデータを伝送するか、中継する第１ステップと、前記クライアントに搭載されるマルチキャストエージェントシステムが最近接仮想マルチキャストルーターシステムとの動的トンネルリングにより、カプセル化されたマルチキャストデータを受信し、前記受信されたカプセル化されたマルチキャストデータから前記マルチキャストデータソースサーバが伝送したマルチキャストデータを抽出して、前記クライアントに搭載されているアプリケーションプログラムに伝送する第２ステップと、前記マルチキャストデータソースネットワークに含まれているマルチキャスト管理システムが前記仮想マルチキャストルーターシステムのＩＰ住所を管理して、前記仮想マルチキャストルーターシステム、または前記マルチキャストエージェントシステムに仮想マルチキャストルーターシステムの住所情報を伝送する第３ステップとを含むことを特徴とする仮想マルチキャストネットワーク方法を提供する。
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明に係る他の一実施の形態では、マルチキャストデータソースサーバが含まれているマルチキャストデータソースネットワークとクライアントとが含まれており、マルチキャスト機能を支援しない非マルチキャストネットワークがバックボーンネットワークを通じて接続されているネットワーク環境における仮想マルチキャストネットワークを提供するための仮想マルチキャストネットワークシステムにおいて、前記非マルチキャストネットワークに含まれておりマルチキャストルーター、または最近接仮想マルチキャストルーターシステムとのトンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを伝送するか、中継する仮想マルチキャストルーターシステムと、前記クライアントに搭載されて最近接仮想マルチキャストルーターシステムとの動的トンネルリングによりカプセル化されたマルチキャストデータを受信し、前記受信されたカプセル化されたマルチキャストデータから前記マルチキャストデータソースサーバが伝送したマルチキャストデータを抽出して前記クライアントに搭載されているアプリケーションプログラムに伝送するマルチキャストエージェントシステムとを含むことを特徴とする仮想マルチキャストネットワークシステムを提供する。
【００２０】
本発明によると、マルチキャスティング機能が支援されないネットワークにおいてマルチキャストサービスを提供できる。本発明の一実施の形態によるネットワークシステムはマルチキャスト管理サーバ、仮想マルチキャストルーター及びマルチキャストエージェントからなる。
【００２１】
マルチキャスト管理サーバは各仮想マルチキャストルーターに対するＩＰ住所を管理し、この住所はマルチキャスト管理サーバが任意の仮想マルチキャストルーターまたはマルチキャストエージェントから最近接仮想マルチキャストルーターを検索する時用いられる。後で検索された仮想マルチキャストルーターのＩＰ住所は、速い検索のためにマルチキャスト管理サーバにキャッシングされる。
【００２２】
仮想マルチキャストルーターはマルチキャストルーチング機能を行い、またマルチキャスティング機能を支援しないネットワークに属しているユーザにマルチキャストデータを伝送する機能を行う。
【００２３】
仮想マルチキャストルーターは、他の仮想マルチキャストルーターと動的トンネルリングを介して接続され得る。したがって、マルチキャスティングを支援しないネットワークでも別の構成設定なしに仮想マルチキャストネットワークを構築できる。
【００２４】
本発明の一実施の形態によってクライアントが仮想マルチキャストルーターを介してマルチキャストデータを送受信するためには、クライアントにマルチキャストエージェントが設置される。
【発明の効果】
【００２５】
上述したような本発明の方法は、プログラムに具現されてコンピュータで読み取ることのできる記録媒体(CD-ROM、ラム、ロム、フロッピーディスク、ハードディスク、光磁気ディスクなど)に格納されることができる。
【００２６】
以上で説明したように、本発明は仮想マルチキャストネットワーク方法及びそのシステムであって、マルチキャスティング機能を支援しないネットワーク環境でもインターネット放送のようなマルチキャスト応用サービスを効果的に提供できる。
【００２７】
また、各仮想マルチキャストルーター間の動的トンネルリング技術は、既存の静的トンネルリングを一般ユーザが直接設定しなければならないという問題と、流動ＩＰを使用するユーザの場合、マルチキャストネットワークの問題点を解決する。
【００２８】
このような動的トンネルリング技術により従来のネットワーク環境に対する別の設定なしにマルチキャストネットワークが駆逐されることによって、マルチキャストサービスの活用化が増大するはずである。
【００２９】
今後、ホームネットワーク構築が一般化される場合、家庭のホームゲートウェイにこの機能を提供することによって、終端でもマルチキャスト技術を利用して多様なサービスを利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
以下、本発明の最も好ましい実施の形態を添付した図面を参照しながら説明する。まず、各図面の構成要素に参照番号を付するにおいて、同じ構成要素に限ってはたとえ異なる図面上に示されても可能な限り同じ番号を付することに留意すべきである。また、本発明を説明するにおいて、関連した公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００３２】
以下では、本発明の一実施の形態を説明するため、図面に示しているＡＤＳＬネットワークはマルチキャスト機能が支援されないネットワークの場合であって、図面に示されているようなＡＤＳＬネットワークはマルチキャスト機能が支援されない他の形態のネットワーク、例えばＩＳＤＮネットワーク、ケーブルネットワーク及び無線ネットワークに多様に変化できることは、本発明が属している技術分野における通常の知識を有するものにとって明白なものである。したがって、本発明は図面に示しているように、ＡＤＳＬネットワークに限定されていないことと理解すべきである。
【００３３】
図３は本発明の一実施の形態に係る仮想マルチキャストネットワークの概念図である。図面に示すように、本発明に係る仮想マルチキャストネットワーク方法及びそのシステムが適用される環境は、マルチキャスティング機能を支援するバックボーンネットワーク３１０、またはマルチキャスティング機能を支援しないバックボーンネットワーク３２０にマルチキャストデータソースネットワーク３００が接続されている。
【００３４】
マルチキャストデータソースネットワーク３００にはマルチキャストデータソース、すなわちメディアサーバ３０１、マルチキャスト管理サーバ３０３、仮想マルチキャストルーター３０５及びマルチキャストルーター３０７が含まれている。マルチキャストルーター３０７はバックボーンネットワークがマルチキャスティング機能を支援する場合、マルチキャストデータソースネットワーク３００をマルチキャスティング機能を支援するバックボーンネットワーク３１０に接続させるため動作する。これに対し、仮想マルチキャストルーター３０５はバックボーンネットワークがマルチキャスティング機能を支援しない場合、マルチキャストデータソースネットワーク３００をマルチキャスティング機能を支援しないバックボーンネットワーク３２０に接続させるために動作する。したがって、マルチキャストデータソースネットワーク３００が接続するバックボーンネットワークの環境によって仮想マルチキャストルーター３０５及びマルチキャストルーター３０７が各々設置されることもでき、共に設置され得ることは当業者にとって自明である。
【００３５】
マルチキャスト管理サーバ３０３は仮想マルチキャストルーターなどのＩＰ住所を管理する。後で最近接仮想マルチキャストルーターを検索する時、マルチキャスト管理サーバ３０３は全仮想マルチキャストルーターのＩＰ住所を検索する。
【００３６】
バックボーンネットワークがマルチキャスト機能を支援する場合(３１０)、仮想マルチキャストルーターはｘＤＳＬネットワークに設置されるか、ホームネットワークのホームゲートウェイに設置され得る。
【００３７】
バックボーンネットワークがマルチキャスト機能を支援しない場合(３２０)、仮想マルチキャストルーターはマルチキャストデータソースネットワーク３００とｘＤＳＬネットワークに設置されて、動的トンネルリングによりマルチキャストネットワークを構成できる。
【００３８】
すなわち、本発明に係る仮想マルチキャストネットワークは２つの異なる環境下で構成され得るし、これを組み合わせた場合にも構成され得る。
【００３９】
第１の場合は、マルチキャストバックボーンネットワーク３１０にマルチキャスティング機能を支援しないネットワーク（例えばＡＤＳＬネットワーク３３０）がマルチキャスティングを支援しないルーター３３１により接続されている場合である。ASDLネットワーク３３０は殆どの場合マルチキャスト機能を支援しない。
【００４０】
ＡＤＳＬネットワーク３３０には本発明に係る仮想マルチキャストルーター３３５が含まれており、複数のクライアント３３９は、ＡＤＳＬサーバ(ｂ−ＲＡＳ)３３３及びＡＤＳＬサービス装置(DSLAM)３３７によりＡＤＳＬネットワーク３３０に接続されている。すなわち、本発明の一実施の形態によってASDLネットワーク３３０を構成するｂ−ＲＡＳ３３３のようなサブネットワークに仮想マルチキャストルーター３３５が設置されて、マルチキャストを支援するようになる。
【００４１】
マルチキャストデータソースネットワーク３００に含まれているマルチキャストルーター３０７とＡＤＳＬネットワーク３３０に含まれている仮想マルチキャストルーター３３５は静的トンネルリング(static tunneling)によりマルチキャストデータを送受信する。静的トンネルリングはＩＰトンネルリング技法を用いることができ、マルチキャストルーチングプロトコルはＰＩＭ−ＳＭ(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)、ＤＶＭＲＰ(Distance Vector Multicast Routing Protocol)、またはＳＳＭ(Source Specific Multicast）が用いることができる。静的トンネルリングのためにルーター３０７、３３５の構成ファイルにトンネルリング設定情報が事前に設定される。
【００４２】
クライアント３３９は、マルチキャストデータソースネットワーク３００から伝送されるマルチキャストデータを受けるため、まずマルチキャスト管理サーバ３０３から最近接仮想マルチキャストルーター３３５を検索して、その仮想マルチキャストルーター３３５のマルチキャストグループ住所に登録をする(動的トンネルリング)。
【００４３】
仮想マルチキャストルーター３３５は該当マルチキャストグループ住所を目的地とするデータを受信すると、前記トンネルリングにより設定された経路を通じて登録されたクライアント３３９のマルチキャストエージェントにデータをカプセル化(Encapsulation)して伝送し、マルチキャストエージェントはカプセル化(Encapsulation)されたマルチキャストデータからトンネルソース住所とトンネル目的地住所とが含まれているヘッダを除去した後、クライアント３３９に搭載されたアプリケーションプログラムにマルチキャストデータを伝送する。仮想マルチキャストルーター３３５からマルチキャストグループが登録されたクライアント３３９のマルチキャストエージェント間のトンネルリング及びトンネルリングにより設定された経路を通じてデータが伝送される方式は、マルチキャストデータを受信する仮想マルチキャストルーター、またはマルチキャストエージェントが属しているネットワーク環境によって多様である。例えば、仮想マルチキャストルーター３３５から、マルチキャスティングを支援しないネットワークに属している仮想マルチキャストルーター、またはマルチキャストエージェント間に設定されるトンネルリングは、ＩＰトンネルリング／ＵＤＰトンネルリング／ＴＣＰトンネルリングなどになることができ、このようなトンネルリングにより設定された経路を通じたデータ伝送方式は、ＩＰマルチキャスト伝送、またはＵＤＰ／ＴＣＰユニキャスト伝送となることができる。仮想マルチキャストルーター、またはマルチキャストエージェントがＮＡＴ(Network Address Translator)、または防火壁(firewall)環境にある場合には、マルチキャストデータはＴＣＰトンネルリングにより伝送され、これ以外の場合にはＵＤＰトンネルリングにより伝送される。
【００４４】
第２の場合は、マルチキャスティング機能を支援しないバックボーンネットワーク３２０にマルチキャスティング機能を支援しないネットワーク(例えば、ＡＤＳＬネットワーク３４０及びホームネットワーク３５０)がマルチキャスティングを支援しないルーター３４１により接続されている場合である。
【００４５】
ＡＤＳＬネットワーク３４０には本発明に係る仮想マルチキャストルーター３４５が含まれており、多数のクライアント３４９はＡＤＳＬサーバ(ｂ−ＲＡＳ)３４３及びＡＤＳＬサービス装置(DSLAM)３４７によりＡＤＳＬネットワーク３４０に接続されている。すなわち、本発明の一実施の形態によってASDLネットワーク３４０を構成するｂ−ＲＡＳ３４３のようなサブネットワークに仮想マルチキャストルーター３４５が設置されてマルチキャストを支援するようになる。
【００４６】
ホームネットワーク３５０は、マルチキャスト機能を支援しないルーター３４１と接続されているホームネットワークゲートウェイ３５１及びホームネットワーククライアントであるTV３５３、デスクトップコンピュータ３５５、ビデオカメラ３５７及びラップトップコンピュータ３５９などから構成される。
【００４７】
本発明の一実施の形態に係る仮想マルチキャストルーターはｘＤＳＬのようにマルチキャスト機能を支援しないネットワークにおいて、マルチキャストルーターの役割を行う専用ハードウェアシステムとして構成されるか、またはホームネットワーク構築に必要なホームネットワークゲートウェイ３５１にサーバソフトウェアとして設置されることができる。
【００４８】
仮想マルチキャストルーター３４５、３５１は、マルチキャストデータソースネットワーク３００に含まれている仮想マルチキャストルーター３０５と動的トンネルリングによるデータ経路を設定して仮想マルチキャストネットワークを構成する。また、仮想マルチキャストルーター３４５と仮想マルチキャストルーター３５１との間にも動的トンネルリングが利用されることによって、ホームネットワーク環境３５０にもマルチキャストサービスを提供する。
【００４９】
仮想マルチキャストルーター３４５、３５１がマルチキャストデータソースネットワーク３００からマルチキャストデータを受信すると、該当マルチキャストグループに登録したクライアント３４９、３５５、３５９にマルチキャストデータを伝送する。
【００５０】
第３の場合は、マルチキャスティング機能を支援しないバックボーンネットワーク３２０にマルチキャスティング機能を支援するネットワークが本発明の一実施の形態に係る仮想マルチキャストルーターにより接続されている場合である(図示せず)。この場合、仮想マルチキャストルーターはマルチキャストデータソースネットワーク３００に含まれている仮想マルチキャストルーター３０５と動的トンネルリングによるデータ経路を設定して、仮想マルチキャストネットワークを構成する。マルチキャスティング機能を支援するネットワークに属しているルーター及びクライアントは、バックボーンネットワークと接続しており、仮想マルチキャストルーター３０５と動的トンネルリングにより経路が設定されている仮想マルチキャストルーターからマルチキャスト伝送によりデータを受信することができる。例えば、マルチキャスティング機能を支援するネットワークに属しているルーター及びクライアントは、バックボーンネットワークと接続されており、仮想マルチキャストルーター３０５と動的トンネルリングにより経路が設定されている仮想マルチキャストルーターからＩＰマルチキャスト伝送方式によりデータを受信することができる。
【００５１】
すなわち、本発明に係る仮想マルチキャストルーターは、自分のサブネットワーク環境により多様な方式でトンネルリングを行ってデータ伝送経路を設定する一方、多様なデータ伝送方式でサブネットワークの仮想マルチキャストルーター、またはマルチキャストエージェントにカプセル化されたデータを伝送できる。
【００５２】
図４は、本発明の一実施の形態によって図３の仮想マルチキャストネットワークを構成するシステムのブロック図である。本発明の一実施の形態に係るマルチキャストネットワークシステムは、マルチキャスト管理サーバ３０３、仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１及びマルチキャストエージェント４２３から構成される。
【００５３】
マルチキャスト管理サーバ３０３は、仮想マルチキャストルーター情報管理部４０１及びデータベース４０３を含む。仮想マルチキャストルーター情報管理部４０１は、仮想マルチキャストルーターのＩＰ住所を管理し、あるマルチキャストエージェント４２３、または仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１から伝送された仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１のＩＰ住所検索要求により、データベース４０３に格納されている仮想マルチキャストルーターＩＰ住所を参照して、当該マルチキャストエージェント４２３、または仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１から最近接位置の仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１を検索する。検索結果は、当該マルチキャストエージェント４２３、または仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１に伝送される。
【００５４】
一般にクライアントのマルチキャストエージェント４２３及び仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１はホップカウンタを介して最近接仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１を検索するため、当該マルチキャストエージェント４２３及び仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１に最近接仮想マルチキャストルーターは常に一定である。このような場合、毎度マルチキャスト管理サーバ３０３から全ての仮想マルチキャストルーターＩＰ住所を受信し、それから最近接仮想マルチキャストルーターを検索して経路を設定するようになると、経路設定まで長時間がかかる可能性もあり、また不必要なデータが伝送されるためネットワーク帯域幅を浪費するようになる。
【００５５】
これを解決し速い検索及び経路設定のため、マルチキャスト管理サーバ３０３は、検索を要請したマルチキャストエージェント４２３、または仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１のＩＰ住所及びネットワーク住所と当該マルチキャストエージェント４２３、または仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１から最近接位置にあることと検索された仮想マルチキャストルーターのＩＰ住所でキャッシングテーブルを構成してデータベース４０３に格納する。このキャッシングテーブルは速い検索を通じてマルチキャストエージェント４２３や仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１の動的トンネルリングを介した経路設定を低減し不必要なデータ伝送を防止できる。
【００５６】
仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１は、一般マルチキャストルーターまたは仮想マルチキャストルーター間に静的及び動的トンネルリング機能を行うトンネルリング部４１５、マルチキャストルーチング部４１１及びマルチキャスト中継部４１３を含む。
【００５７】
仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１は、マルチキャスティング機能を支援しないネットワーク３３０、３４０、３５０に対してマルチキャストネットワークを具現させるシステムであって、専用ハードウェア仮想マルチキャストルーターから構成されるか、またはホームネットワーク環境上ではホームネットワークゲートウェイやマルチキャスティング機能を支援しないネットワークのルーターにマルチキャストネットワークを可能にするソフトウェアとして設置されることができる。
【００５８】
本発明に係る仮想マルチキャストルーターは、自分のサブネットワーク環境によってＩＰトンネルリング／ＵＤＰトンネルリング／ＴＣＰトンネルリングなど多様な方式でトンネルリングを行ってデータ伝送経路を設定する一方、ＩＰマルチキャスト伝送、ＵＤＰ／ＴＣＰユニキャスト伝送など多様なデータ伝送方式によってサブネットワークの仮想マルチキャストルーター、またはマルチキャストエージェントにカプセル化されたデータを伝送できる。
【００５９】
例えば、仮想マルチキャストルーター３３５から、マルチキャスティングを支援しないネットワークに属している仮想マルチキャストルーター、またはマルチキャストエージェント間に設定されるトンネルリングは、ＩＰトンネルリング／ＵＤＰトンネルリング／ＴＣＰトンネルリングなどとなり得るし、このようなトンネルリングにより設定された経路を通じたデータ伝送方式はＩＰマルチキャスト伝送、またはＵＤＰ／ＴＣＰユニキャスト伝送となり得る。仮想マルチキャストルーターまたはマルチキャストエージェントがＮＡＴ(Network Address Translator)、または防火壁(firewall)環境にある場合には、マルチキャストデータはＴＣＰトンネルリングにより伝送され、その以外の場合にはＵＤＰトンネルリングにより伝送される。
【００６０】
一方、マルチキャスティング機能を支援しないバックボーンネットワーク３２０にマルチキャスティング機能を支援するネットワークが本発明の一実施の形態に係る仮想マルチキャストルーターにより接続されている場合、仮想マルチキャストルーターはマルチキャストデータソースネットワーク３００に含まれている仮想マルチキャストルーター３０５と動的トンネルリングによるデータ経路を設定して仮想マルチキャストネットワークを構成し、マルチキャスティング機能を支援するネットワークに属しているルーター及びクライアントは、バックボーンネットワークと接続されており、仮想マルチキャストルーター３０５と動的トンネルリングにより経路が設定されている仮想マルチキャストルーターからＩＰマルチキャスト伝送方式によりデータを受信することができる。
【００６１】
トンネルリング部４１５が行う静的トンネルリングは、マルチキャストルーター３０７と仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１との間に用いられるトンネルリング方式である。上述したように、マルチキャストデータソースネットワーク３００に含まれているマルチキャストルーター３０７とＡＤＳＬネットワーク３３０に含まれている仮想マルチキャストルーター３３５は、静的トンネルリングによりマルチキャストデータを送受信する。静的トンネルリングにはＩＰトンネルリング技法が用いられる。静的トンネルリングのため、ルーター３０７、３３５の構成ファイルにトンネルリング設定情報が事前に設定される。
【００６２】
また、トンネルリング部４１５が行う動的トンネルリングは、仮想マルチキャストルーターと仮想マルチキャストルーターとの間(例えば、仮想マルチキャストルーター３０５、３４５との間、または仮想マルチキャストルーター３４５、３５１との間)に用いられるトンネルリング方式である。動的トンネルリング方式も静的トンネルリングのようにＩＰトンネルリング技法が利用されることができ、ＵＤＰ(User Datagram Protocol)トンネルリング技法、またはＴＣＰトンネルリング技法も用いられることができる。しかし、動的トンネルリングは静的トンネルリングとは異なって、仮想マルチキャストルーターの要請によりトンネルリングが動的に行われ、トンネルリングの解除も動的に行われる。
【００６３】
一方、仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１は、自分が属しているサブネットワークにマルチキャストルーターの有無によって異なる機能を行う。すなわち、仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１は、自分が属しているサブネットワークにマルチキャストルーターがあるか否かを調査して、マルチキャストルーターがあるとマルチキャストルーターとしての役割を行わずに単純にマルチキャスト中継器の役割を行い、マルチキャストルーターがないとマルチキャストルーター役割とマルチキャスト中継器の役割を同時に行う。従って、本発明の一実施の形態に係る仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１は自分が属しているサブネットワーク環境によって後述するマルチキャストルーチング部４１１及びマルチキャスト中継部４１３が選択的にアクティブされて動作できる。
【００６４】
マルチキャストルーチング機能を行うマルチキャストルーチング部４１１は、標準マルチキャストルーチングプロトコルであるＰＩＭ−ＳＭ(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)、ＤＶＭＲＰ(Distance Vector Multicast Routing Protocol)、またはＳＳＭ(Source Specific Multicast）を利用してマルチキャストデータをルーチングするようになる。
【００６５】
マルチキャスト中継部４１３は、マルチキャストデータを受信されてマルチキャスティング機能を支援しないネットワーク環境３３０、３４０、３５０のクライアント(３３９、３４９、３５３ないし３５９)であって、マルチキャストデータを伝送する機能を行う。マルチキャスト中継部４１３は、クライアント３３９、３４９、３５３ないし３５９の特定マルチキャストグループに対する参加／脱退によるマルチキャストメンバーシップを管理する。
【００６６】
メンバーシップ情報は、仮想マルチキャストルーター、またはマルチキャストエージェントが動的トンネルリングを介して他の仮想マルチキャストルーターと経路が設定された後、クライアント(３３９、３４９、３５３ないし３５９)が参加しようとするマルチキャストグループのマルチキャスト住所とポート番号を伝送して登録される。メンバーシップ情報は、マルチキャストグループ住所、マルチキャストグループポート番号、マルチキャストグループに登録した仮想マルチキャストルーター、またはマルチキャストエージェント住所から構成される。
【００６７】
クライアント(３３９、３４９、３５３ないし３５９)が特定マルチキャストグループに登録された後に仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１が当該マルチキャストグループのクライアント(３３９、３４９、３５３ないし３５９)に伝送されるマルチキャストデータを受信すると、当該受信したデータをカプセル化して当該マルチキャストグループのクライアント(３３９、３４９、３５３ないし３５９)に搭載されたマルチキャストエージェント、または他の仮想マルチキャストルーターに伝送する。
【００６８】
仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１が属しているネットワークがブロードキャスティング、あるいはユニキャスト機能のみを支援する場合には、L２スイッチのインターネットグループ管理プロトコル(ＩＧＭＰ Snooping)機能をエミュレーションできる。
【００６９】
ＩＧＭＰ Snoopingは公知の技術であって、スイッチが知能的にマルチキャストトラフィックを伝送できるようにする技術である。ＩＧＭＰクァリ及び報告メッセージに基づき、スイッチはマルチキャストを要求したポートのみにトラフィックを伝送する。これによってスイッチがトラフィックをブロードキャスティングすることを防止し、ネットワークの性能に影響を及ぼすことを防止できる。ＩＧＭＰはサブネットワーク上にマルチキャストグループが存在するか否かを分かることができ、グループメンバーシップを管理できるルーターが必要である。
【００７０】
マルチキャストエージェント４２３は、クライアントに搭載されてマルチキャストデータを受信する機能を行うシステムであって、マルチキャスティング機能を支援しないネットワーク環境３３０、３４０、３５０上でマルチキャストデータを受信するためのマルチキャストデータ受信部４２５と仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１との経路設定のための動的トンネルリングを行う動的トンネルリング部４２７を含む。
【００７１】
動的トンネルリング部４２７は、マルチキャスト管理サーバ３０３から最近接位置にある仮想マルチキャストルーターのＩＰ住所を要求する。マルチキャスト管理サーバ３０３が最近接仮想マルチキャストルーターのＩＰ住所を通知すると、動的トンネルリングを介して経路を設定し、もしそうでないない場合には、全ての仮想マルチキャストルーターのＩＰ住所を読み出した後、各ＩＰ住所に基づき最近接距離にある仮想マルチキャストルーターを検索する。動的トンネルリング部４２７はＩＰ住所のホップカウンタ(Hop Counter)を計算して最近接距離にある仮想マルチキャストルーターを検索する。すなわち、ホップカウンタが最小であるＩＰ住所の仮想マルチキャストルーターが最近接位置にあることと認識する。
【００７２】
最近接仮想マルチキャストルーターを検索した後、マルチキャストエージェント４２３は当該仮想マルチキャストルーターにマルチキャストグループ参加を要求する。要求が受諾されると、その後からマルチキャストデータを伝送される。マルチキャストエージェント４２３がマルチキャストデータの受信部４２５を介してマルチキャストデータを受信すると、クライアント内部でＩＰマルチキャストを利用してＴＴＬ(Time to Live）を零(０)とセッティングし、再マルチキャストしてマルチキャストアプリケーションがマルチキャストデータを受信する。
【００７３】
図５は、本発明の一実施の形態に係る仮想マルチキャストルーター間の動的トンネルリングを説明するためのトランザクションフローチャートであって、各仮想マルチキャストルーター３０５、３３５、３４５、３５１の動的トンネルリング接続過程は次の通りである。
【００７４】
第１仮想マルチキャストルーター５０１のＩＰ住所がマルチキャスト管理サーバ３０３に登録された状態で、第１仮想マルチキャストルーター５０１はマルチキャスト管理サーバ３０３に最近接仮想マルチキャストルーターの情報、すなわちＩＰ住所を要求する(Ｓ５０１)。マルチキャスト管理サーバ３０３はデータベース４０３に格納されている仮想マルチキャストルーターキャッシング情報を検索して(Ｓ５０３)、以前に登録されている最近接マルチキャストルーター情報があればその情報を伝送し、そうでないと、全ての仮想マルチキャストルーターに対する情報を伝送する(Ｓ５０５)。マルチキャスト管理サーバ３０３からルーター情報を受信した第１仮想マルチキャストルーター５０１は、受信した情報が最近接仮想マルチキャストルーターに対する情報であるか、すなわち一つの仮想マルチキャストルーター情報であるかを判断して(Ｓ５０７)、最近接仮想マルチキャストルーター情報であると判断されると、当該最近接仮想マルチキャストルーター、例えば第２仮想マルチキャストルーター５０３に動的トンネルリングを要求する(Ｓ５１５)。前記ステップＳ５０７で受信された情報が一つの仮想マルチキャストルーター情報でなく全ての仮想マルチキャストルーターに対する情報である場合には、当該受信された全ての仮想マルチキャストルーター住所情報を利用して最近接仮想マルチキャストルーター情報を獲得する(Ｓ５０９)。前記全ての仮想マルチキャストルーターに対する情報から最近接仮想マルチキャストルーター情報を獲得することは上述したようにホップカウンタ計算による。
【００７５】
ホップカウンタ計算により最近接仮想マルチキャストルーター情報を獲得する場合は、以前に第１仮想マルチキャストルーター５０１がマルチキャスト管理サーバ３０３に最近接仮想マルチキャストルーター情報を伝送した場合がなかったためであり、したがって、第１仮想マルチキャストルーター５０１がホップカウンタ計算により最近接仮想マルチキャストルーター５０３情報を獲得した後には、マルチキャスト管理サーバ３０３に最近接仮想マルチキャストルーター情報を伝送し(Ｓ５１１)、マルチキャスト管理サーバ３０３はデータベース４０３に格納されている仮想マルチキャストルーターのＩＰ住所キャッシングテーブルを更新する(Ｓ５１３)。今後に第１仮想マルチキャストルーター５０１からさらに最近接仮想マルチキャストルーターの情報、すなわちＩＰ住所が要求される場合、マルチキャスト管理サーバ３０３は更新されたキャッシングテーブルに基づき最近接仮想マルチキャストルーター情報を伝送する。
【００７６】
一方、前記ステップＳ５０９で最近接仮想マルチキャストルーター５０３情報を獲得した第１仮想マルチキャストルーター５０１は第２仮想マルチキャストルーター５０３に動的トンネルリングを要求する(Ｓ５１５)。動的トンネルリング要求にはマルチキャストデータのカプセル化のために用いられるマルチキャストデータの目的地の住所として第１仮想マルチキャストルーター５０１のＩＰ住所が含まれる。
【００７７】
第２仮想マルチキャストルーター５０３は、動的トンネルリング要求によって自分のＩＰ住所をカプセル化されたマルチキャストデータの伝送ソース(トンネルソース)住所とし、第１仮想マルチキャストルーター５０１のＩＰ住所をカプセル化されたマルチキャストデータの伝送目的地(トンネル目的地)住所として動的トンネルリングのためのセッティングを行った(S１７)後、第１仮想マルチキャストルーター５０１に動的トンネルリング要求に対する承認を伝送(Ｓ５１９)するようになると、第１仮想マルチキャストルーター５０１と第２仮想マルチキャストルーター５０３との間には動的トンネルリングにより経路が設定される(Ｓ５２１)。すなわち、図５に示した流れにより仮想マルチキャストルーターは他の仮想マルチキャストルーターのうち、最近接仮想マルチキャストルーターと動的トンネルリングを設定するようになり、ＰＩＭ−ＳＭ、ＤＶＭＲＰまたはＳＳＭのマルチキャストトリー構成アルゴリズムによりマルチキャストトリーが構成される。
【００７８】
図６は、本発明の一実施の形態に係るマルチキャストエージェントのマルチキャストデータ受信を説明するためのトランザクションフローチャートである。ここで、マルチキャストエージェント４２３が属しているネットワーク３３０、３４０、３５０の仮想マルチキャストルーター５０１とマルチキャストデータサーバ３０１は既に経路が設定されていることと仮定し、この仮定は前記図５に示された流れから十分に予想できるものである。
【００７９】
マルチキャストエージェント４２３のＩＰ住所がマルチキャスト管理サーバ３０３に登録された状態で、マルチキャストエージェント４２３はマルチキャスト管理サーバ３０３に最近接仮想マルチキャストルーターの情報、すなわちＩＰ住所を要求する(Ｓ６０１)。マルチキャスト管理サーバ３０３は、データベース４０３に格納されている仮想マルチキャストルーターキャッシング情報を検索して(Ｓ６０３)、以前に登録されている最近接マルチキャストルーター情報があるとその情報を伝送し、情報がないと全ての仮想マルチキャストルーターに対する情報を伝送する(Ｓ６０５)。マルチキャスト管理サーバ３０３からルーター情報を受信したマルチキャストエージェント４２３は、受信された情報が最近接仮想マルチキャストルーターに対する情報であるか否か、すなわち、一つの仮想マルチキャストルーター情報であるかを判断し(Ｓ６０７)、最近接仮想マルチキャストルーター情報であると判断されると、当該最近接仮想マルチキャストルーター、例えば仮想マルチキャストルーター５０１にマルチキャストグループ参加を要求する(Ｓ６１５)。前記ステップＳ６０７で受信した情報が一つの仮想マルチキャストルーター情報でなく全ての仮想マルチキャストルーターに対する情報である場合には、当該受信された全ての仮想マルチキャストルーター住所情報を利用して最近接仮想マルチキャストルーター情報を獲得する(Ｓ６０９)。前記全ての仮想マルチキャストルーターに対する情報から最近接仮想マルチキャストルーター情報を獲得することは上述したようにホップカウンタ計算による。
【００８０】
ホップカウンタ計算により最近接仮想マルチキャストルーター情報を獲得する場合は、以前にマルチキャストエージェント４２３がマルチキャスト管理サーバ３０３に最近接仮想マルチキャストルーター情報を伝送した場合がなかったためであり、したがってマルチキャストエージェント４２３がホップカウンタ計算により最近接仮想マルチキャストルーター５０１情報を獲得した後には、マルチキャスト管理サーバ３０３に最近接仮想マルチキャストルーター情報を伝送し(Ｓ６１１)、マルチキャスト管理サーバ３０３は、データベース４０３に格納されている仮想マルチキャストルーターのＩＰ住所キャッシングテーブルを更新する(Ｓ６１３)。後でマルチキャストエージェント４２３から更に最近接仮想マルチキャストルーターの情報、すなわちＩＰ住所が要求される場合、マルチキャスト管理サーバ３０３は更新されたキャッシングテーブルに基づき最近接仮想マルチキャストルーター情報を伝送する。
【００８１】
一方、前記ステップＳ６０９で最近接仮想マルチキャストルーター５０１の情報を獲得したマルチキャストエージェント４２３は、仮想マルチキャストルーター５０１にマルチキャストグループ参加を要求する(Ｓ６１５)。マルチキャストグループ参加要求は、動的トンネルリング要求であって、マルチキャストグループ参加要求にはマルチキャストデータのカプセル化のために用いられるマルチキャストデータの目的地住所としてマルチキャストエージェント４２３のＩＰ住所が含まれる。
【００８２】
仮想マルチキャストルーター５０１はマルチキャストグループ参加要求によって自分のＩＰ住所をカプセル化されたマルチキャストデータの伝送ソース(動的トンネルソース)住所とし、マルチキャストエージェント４２３のＩＰ住所をカプセル化されたマルチキャストデータの伝送目的地(動的トンネル目的地)住所としてグループ情報を更新(Ｓ６１７)した後、マルチキャストエージェント４２３にマルチキャストグループ参加要求に対する承認を伝送(Ｓ６１９)するようになると、マルチキャストエージェント４２３と仮想マルチキャストルーター５０１との間には経路が設定される(Ｓ６２１)。
【００８３】
すなわち、マルチキャストエージェント４２３はマルチキャストグループに登録され、以後マルチキャストデータサーバ３０１からデータが伝送されると、仮想マルチキャストルーター５０１はそのデータのマルチキャスト住所を検査した後、該当マルチキャストグループに登録したマルチキャストエージェント４２３にマルチキャストデータを伝送する。仮想マルチキャストルーター５０１からマルチキャストデータを受信したマルチキャストエージェント４２３は、ＩＰカプセル化(Encapsulation)されたマルチキャストデータからトンネルソース住所とトンネル目的地住所とが含まれているヘッダを除去した後、クライアントに搭載されているマルチキャストデータアプリケーションプログラム４２１で再マルチキャスティングするようになる。
【００８４】
図７は、本発明の他の一実施の形態によってマルチキャストエージェント、または仮想マルチキャストルーターが最近接仮想マルチキャストルーターを検索する過程を説明するための概念図である。
【００８５】
図５及び図６において、マルチキャストエージェント４２３、または第１仮想マルチキャストルーター５０１は、マルチキャスト管理サーバ３０３から受信したルーター情報が最近接仮想マルチキャストルーターに対する情報であるか否かを判断(Ｓ５０７及びＳ６０７)し、全ての仮想マルチキャストルーターに対する情報であると判断された場合には、当該受信された全ての仮想マルチキャストルーター住所情報を利用してホップカウンタ計算により最近接仮想マルチキャストルーター情報を獲得するようになる(Ｓ５０９及びＳ６０９)。
【００８６】
図７は、図５及び図６で説明したホップカウンタ計算によらずにＲＴＴ(Round Trip Time）を計算して、最近接仮想マルチキャストルーター情報を獲得する他の実施の形態を示している。
【００８７】
まず、マルチキャスト管理サーバ３０１は、各仮想マルチキャストルーター(５０１及び７０１Ａないし７０１Ｎ)に周期的にメッセージを伝送してマルチキャスト管理サーバ３０１と仮想マルチキャストルーター(５０１及び７０１Ａないし７０１Ｎ)との間のＲＴＴ(Round-Trip Time)値を計算し、計算された結果の中から最大ＲＴＴ値と仮想マルチキャストルーター間の平均ＲＴＴ値とを仮想マルチキャストルーター(５０１及び７０１Ａないし７０１Ｎ)に伝送する。したがって、マルチキャスト管理サーバ３０１及び各仮想マルチキャストルーター(５０１及び７０１Ａないし７０１Ｎ）は常に最大ＲＴＴ値と仮想マルチキャストルーターの平均ＲＴＴ値とを知っている状況である。
【００８８】
このような状況において、マルチキャストエージェント４２３、または第１仮想マルチキャストルーター５０１がマルチキャスト管理サーバ３０１に最近接上位仮想マルチキャストルーターの情報を要求すると(Ｓ７０１)、マルチキャスト管理サーバ３０１は他の仮想マルチキャストルーター(７０１Ａないし７０１Ｎ)にマルチキャストエージェント４２３、または仮想マルチキャストルーター５０１に特定時間帯にデータを伝送するようにする命令を伝送する(Ｓ７０３)。
【００８９】
データ伝送命令を受信した各仮想マルチキャストルーター(７０１Ａないし７０１Ｎ）は、データ伝送命令の受信時点を基準として現在自分が知っている最大ＲＴＴ値から自分の平均ＲＴＴ値を除いたほど待った後に、マルチキャストエージェント４２３、または第１仮想マルチキャストルーター５０１にデータを伝送する(Ｓ７０５)。
【００９０】
マルチキャストエージェント４２３、または第１仮想マルチキャストルーター５０１は、各仮想マルチキャストルーター(７０１Ａないし７０１Ｎ)から受信したデータのうち、一番速く到着したデータを伝送した仮想マルチキャストルーターを最近接仮想マルチキャストルーターと認識して、最近接仮想マルチキャストルーター情報を獲得するようになる(Ｓ７０７)。
【００９１】
以後のステップは、図５及び図６において、Ｓ５１３ないしＳ５２１及びＳ６１３ないしＳ６２１と同一にプロセスが進められる(Ｓ７０９)。
【００９２】
なお、本発明は、上記の実施の形態として開示した範囲に限定されるものではない。本発明に係る技術的思想から逸脱しない範囲内で多くの改良、変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】従来の静的トンネルリング技法を適用したマルチキャストネットワークの概念図
【図２】従来の一対一(peer-to-peer)伝送技法を適用したマルチキャストネットワークの概念図
【図３】本発明の一実施の形態に係る仮想マルチキャストネットワークの概念図
【図４】本発明の一実施の形態によって図３の仮想マルチキャストネットワークを構成するシステムのブロック図
【図５】本発明の一実施の形態に係る仮想マルチキャストルーター間の動的トンネルリングを説明するためのトランザクションフローチャート
【図６】本発明の一実施の形態に係るマルチキャストエージェントのマルチキャストデータの受信を説明するためのトランザクションフローチャート
【図７】本発明の他の一実施の形態によってマルチキャストエージェント、または仮想マルチキャストルーターが最近接仮想マルチキャストルーターを検索する過程を説明するための概念図
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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