CN101390347A - 组播分发装置和组播分发方法 - Google Patents

Abstract

即使路径上存在不对应显式组播方式的路由器时，也发送可由接收节点容易地取得多个分层化的数据之间的信号同步的分组的组播分发装置。该组播分发装置(100)包括：输入单元(110)、分层编码单元(112)、通信控制单元(114)、流量控制单元(116)、接收节点排序单元(118)、分层设定单元(120)、分层信息存储单元(122)以及接收节点信息存储单元(124)。接收节点排序单元(118)按照从最高分层至最低分层的顺序决定各个分层的分组的地址列表中记载的地址的顺序。在对任意的分层决定地址的顺序时，直接取入在上一层的高位层中决定的地址的顺序，决定在其后剩余的接收节点的地址的顺序。

Description

组播分发装置和组播分发方法

技术领域

本发明涉及组播分发装置和组播分发方法，特别涉及使用了显式组播方式的分层化的组播方式中的组播分发装置和组播分发方法。

背景技术

近年来，在利用了网络的影像分发等中，经常有机会看到由一个发送节点对多个接收节点发送同一内容。在这样的情况下发送节点以单播方式进行分发时，发送节点发送的数据量与接收节点数成比例地增大。在这样的情况下，发送节点多通过组播方式进行分发。在组播方式中，由于位于路径途中的路由器根据需要复制分组，所以发送节点只发送一个分组即可，从而能够高效率地利用频带。

在组播方式的分发中存在以下问题：由于对接收节点的可发送频带彼此不同，所以在发送节点对应于特定的接收节点而发送数据时，其他的接收节点不能高效率地利用频带。在解决该问题的方式之一中，有分层化的组播方式。

在分层化的组播方式中，首先，基于从相机之类输入的影像信号等，利用分层编码技术而形成由基本分层和一个以上的差分分层构成的、进行了分层的数据。所形成的分层化的数据(hierarchized data)被分发到多个接收节点。此时，除了基本分层的分层化的数据以外，接收节点还根据自身的性能、通信环境、期望的影像质量等，接收适当的差分分层的分层化的数据。一般地，接收节点通过增加接受的差分分层的分层化的数据，能够重放更高质量的影像。

在分层化的组播方式中，发送节点在将各个分层的多个接收节点设定为发送目的地时，一般是使用抽象的群组播地址。另一方面，在专利文献1中公开了以下方法：在分层化的组播方式的分发中，发送节点使用显式组播方式设定发送目的地。

这里，在说明专利文献1记载的发明之前，首先说明显式组播方式。

以XCAST为代表的显式组播方式为下述组播方式，通过在分组的选项报头或有效载荷(payload)中记载发送目的地的多个接收节点的单播地址，发送节点明确地指定接收节点(参照非专利文献1)。以下，作为显式组播方式的例子，参照附图说明XCAST。

图1是表示用于说明XCAST的通信网络的概要的图。图2是表示XCAST方式的分组的示意结构的图。

图1的通信网络1由1台发送节点10、5台接收节点20～24以及3台路由器30～32构成。

发送节点(S)10，通过对输入的原数据进行分层编码而形成分层化的数据，并将发送目的地址等信息授予形成的分层化的数据而生成分组。此外，向通信网络1发送所生成的分组。

接收节点(R1～R5)20～24接收由发送节点10分发的分组。此外，将接收到的数据解码，从而将基本分层的数据和差分分层的数据进行合成。

路由器30～32基于分组所包含的发送目的地址信息进行路由选择(routing)。

假定在该通信网络1中，发送节点10向第1接收节点(R1)20、第3接收节点(R3)22以及第4接收节点(R4)23发送分组的情况。由发送节点10形成的分组，例如，如图2A所示。

如图2A所示，基于XCAST方式的IPv6分组40具有：单播报头41、路由选择报头42以及有效载荷43。实际上，还有其他的报头，但为了便于说明，这里不进行说明。

单播报头41是分别记载一个目的地址和一个发送源地址的区域。例如，在图2A的分组40中，将R1的地址记载为目的地址(dst＝R1)，将S的地址记载为发送源地址(src＝S)。单播报头41所记载的目的地址是，后述的路由选择报头42所记载的地址中未分发且为最上位的地址。通过在单播报头41中记载一个的接收节点的单播地址，即使在路径上的路由器不对应XCAST时，所述路由器也能够将XCAST方式的分组40识别为单播方式的分组，向作为单播报头的目的地址而被指定的接收节点转发分组。

路由选择报头42是记载发送目的地的接收节点的地址列表的区域。此外，还包含有表示对各个接收节点的地址未进行分发或已进行分发的标记。在图2A的分组40中，记载有第一接收节点(R1)、第三接收节点(R3)以及第四接收节点(R4)的地址。地址列表内的地址是有顺序的，例如，在图2A的分组40中，位于图左侧的R1为最高位，位于右侧的R4为最低位。如上所述，路由选择报头42内的未分发且为最高位的地址被记载为单播报头41内的目的地址。

有效载荷43是影像编码数据等要发送的数据主体。

接着，说明在图1的通信网络1中，发送节点10向第一接收节点20、第三接收节点22以及第四接收节点23发送图2A的分组40时的各个路由器的动作。另外，在此，为了便于说明，不考虑对单播分组进行最优化。

首先，发送节点10将图2A的分组40发送到第一路由器30。

第一路由器30参照接收到的分组40内的地址列表，对分组40进行划分/复制和转发。此时，图2A的分组40被划分/复制为，第三接收节点(R3)和第四接收节点(R4)的地址置为已分发的、发往第一接收节点(R1)的分组44(图2B)，以及第一接收节点(R1)的地址置为已分发的、还将单播报头的目的地址置换为第三接收节点(R3)的地址的、发往第三接收节点(R3)和第四接收节点(R4)分组45(图2C)。完成分组的划分/复制后，分组44被发送到第一接收节点20，分组45被转发到第二路由器31。

第二路由器31与第一路由器30同样地，参照接收到的分组45内的地址列表，对分组45进行划分/复制和转发。此时，分组45被划分/复制为，发往第三接收节点(R3)的分组46(图2D)和发往第四接收节点(R4)的分组47(图2E)。完成分组的划分/复制后，分组46被发送到第三接收节点22，分组47被转发到第三路由器32。

第三路由器32与第一路由器30和第二路由器31同样地，参照接收到的分组47内的地址列表，进行分组47的划分/复制和转发。此时，分组47直接被转发到第四接收节点23。

这样，在通信网络内的各个路由器对应于XCAST时，各个路由器参照接收到的分组内的地址列表进行分组的划分/复制和转发，而且向各个接收节点高效率地分发分组。

接着，说明在通信网络内的路由器不对应XCAST时的、路由器和接收节点的动作。这里，假定图1中的所有路由器30～32不对应XCAST的情况。说明发送节点10向第一接收节点20、第三接收节点22以及第四接收节点23发送图3A的分组48(与图2A的分组40相同的分组)的情况。

首先，发送节点10将分组48发送到第一路由器30。第一路由器30参照单播报头41内的目的地址，转发分组48。此时，分组48被转发到单播报头41内记载的第一接收节点20。

第一接收节点20接收分组48，同时参照地址列表中记载的地址，生成新的分组49(图3B)。具体而言，分组48的地址列表内的第一接收节点(R1)的地址已被分发完毕。同时，将单播报头41内的目的地址从第一接收节点(R1)20的地址置换为地址列表内未分发且为最上位的第三接收节点(R3)22的地址。新生成的分组49被发送到第一路由器30。

第一路由器30参照单播报头41内的目的地址，转发分组49。此时，分组49以单播报头41内记载的第三收节点22为最终目的地而被转发到第二路由器31。同样地，第二路由器31参照单播报头41内的目的地址，将分组发送到第三接收节点22。

第三接收节点22与第一接收节点同样地，接收分组49，同时参照地址列表中记载的地址，生成新的分组50(图3C)。新生成的分组50被发送到第二路由器31。

第二路由器31和第三路由器32与所述第一路由器30和第二路由器31同样地，参照单播报头41内的目的地址，向第四接收节点23转发分组50。

这样，在通信网络内的路由器不对应XCAST时，该路由器不进行分组的划分/复制，而将作为单播方式的分组接收到的分组转发到单播报头的目的地址所指定的接收节点。单播报头内的目的地址的记载依从路由选择报头内的地址列表的顺序。因此，通过接收节点之间的分组转发，进行分组的分发，该分发顺序取决于由发送节点在路由选择报头中记载的地址列表的顺序。

如上所述，显式组播方式为下述组播方式，通过在分组的选项报头或有效载荷中记载作为发送目的地的多个接收节点的地址，发送节点明确地指定接收节点。此外，特别是在XCAST的情况下，即使通信网络内的路由器不对应XCAST，也能够按照路由选择报头中记载的地址列表的顺序将分组作为单播方式的分组进行分发。

这里，说明专利文献1中记载的发明。在专利文献1中记载了以下方法(程序、装置)，在通过分层化的组播方式进行流量控制时，使用显式组播方式来设定分组的分发目的地。

在该方法中，接收节点从接收到的分组的顺序号码判断发生了分组损失或拥塞，定期地或在发生拥塞时向发送节点反馈接收状况。在该反馈信息中，除了分组的损失状况以外，还包括时戳(通过发送节点附加的表示发送时刻的时戳)，所述时戳表示成为进行反馈的契机的分组中记载的发送时刻。发送节点从该反馈信号中取得各个接收节点的分组损失状况以及从发送接点至各个接收节点为止的延迟信息，在使用这些值计算出对各个接收节点的可发送速率后，决定各个接收节点应接受的分层化的数据的分层。然后，在各个分层的分组分发中，发送节点发送授予了发送目的地的接收节点的地址列表的分组。

以下，使用图1的通信网络1具体地说明专利文献1记载的发明中的发送节点的动作。另外，关于数据的接收和合成，多个分层化的数据存在依赖关系时，对于为了接收/重放更高质量的数据所需的差分分层，使之为高位层，反之对于为了合成高位层所需的分层，使之为低位层。

图4是表示一例分层化的组播方式的通信中的分层结构的表。分层C为相当于最低分层的基本分层，生成2Mbps的数据。分层B为与分层C相比，相当于高位层的差分分层，生成8Mbps的数据。分层A为相当于最高分层的差分分层，生成15Mbps的数据。

在图1的通信网络1中，首先，发送节点10基于来自各个接收节点20～24的反馈信息，计算对各个接收节点20～24的可发送速率。接着，发送节点10基于求得的可发送速率，设定向各个接收节点20～24发送的分层化的数据的分层。例如，假定分层结构如图4所示而且对各个接收节点20～24的可发送速率如图5所示的情况。此时，发送节点10如图6所示那样决定向各个接收节点20～24进行发送的分层。

接着，发送节点10对各个分层，按照可发送速率的从低到高的顺序重新排列各个接收节点20～24的地址，从低位层起决定各个分层的地址列表中记载的地址的顺序。其结果，对各个接收节点20～24的可发送速率是图5所示的可发送速率72时，各个分层中的地址的顺序如图6B的接收节点(地址)63所示(左侧为上位)。

最后，发送节点10将包含了通过上述步骤重新排列了地址的地址列表的报头分别授予各个分层的分层化的数据，并向网络进行发送。发送到网络上的各个分层的分组以显式组播方式的步骤被分发给各个接收节点。

如上所述，在专利文献1记载的方法中，通过在分层化的组播方式的分发中由发送节点以显式组播方式指定发送目的地，能够削减涉及组播群的管理和控制的成本，而且能够防止因网络的抖动的影响造成的数据的误丢弃。进而，发送节点能够对各个接收节点进行流量控制，接收节点能够接收/重放对应于自身的通信环境的数据。

专利文献1：特开2002-354033号公报

非专利文献1：R.Boivie，N.Feldman，Y.Imai，W.Livens，D.Ooms，O.Paridaens，E.Muramoto，＂Explicit Multicast(Xcast)Basic Specification＂，draft-ooms-xcast-basic-spec-07.txt，Jan.2005.

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1记载的方法中存在以下问题，在路径上存在不对应显式组播方式的路由器时，接收多个分层的分层化的数据的接收节点取得分层之间的信号同步很困难。

以下，参照附图，具体地说明使用XCAST作为显式组播方式时所产生的上述问题点。

如上所述，在专利文献1记载的方法中，从低位层起形成地址列表，而且在各个分层中，按照接收能力从低到高的顺序在地址列表中记载接收节点的地址。因此，如图6B所示，可发送速率高的接收节点的地址在高位层的地址列表中位于高位(在分层A中，R1为第1位，R2为第2位)，但在低位层的地址列表中位于低位(在分层C中，R1为第4位，R2为第5位)。这样，在专利文献1的方法中，各个分层的地址列表中记载的地址的顺序互不相同。

这样即使在地址的顺序上存在不同时，如果从发送节点至接收节点为止的路径上的路由器对应于XCAST，也不会产生特别大的问题。但是，在路径上没有足够的对应XCAST的路由器时，产生如下所示的问题。

如上所述，不对应XCAST的路由器将XCAST方式的分组作为单播方式的分组处理。也就是说，在通信网络上没有足够的对应XCAST的路由器时，以各个地址列表中记载的地址的顺序在接收节点之间转发各个分层的分组。在图6B所示的例子中，作为基本分层的分层C的分组分发路径为第五接收节点24→第四接收节点23→第三接收节点22→第一接收节点20→第二接收节点21，分层B的分组分发路径为第四接收节点23→第三接收节点22→第一接收节点20→第二接收节点21，分层A的分组分发路径为第一接收节点20→第二接收节点21。这样在各个分层中地址列表的顺序上存在不同时，由于各个分层的分组的分发路径不同，所以对任意接收节点分发各个分层的分组所需的时间不同。例如，在第二接收节点21，分层A的分组第二个到达，但由于分层C的分组第五个到达，所以分层A的分组与对应于它的分层C的分组的接收定时偏离的可能性极高。

这样，在专利文献1记载的方法中有以下问题，在路径上存在不对应XCAST的路由器时，由于每个分层的、分组的分发路径和分发所需时间不同，所以接收多个分层的数据的接收节点难以取得分层之间的信号同步。此外，还存在以下问题，对于每个分层、分组的分发路径不同时，对于每个分层、取决于分发路径的分组损失率以及发送节点与接收节点之间的分组往返时间等也不同，所以发送节点不能唯一地决定以这些信息为基础计算的可发送速率，从而难以对接收节点计算正确的可发送速率。

本发明的目的在于提供组播分发装置、组播分发方法以及组播分发程序，即使在路径上存在不对应显式组播方式的路由器时，也能够在接收端容易地取得分层之间的信号同步，而且能够在发送端进行正确的流量控制。

解决问题的方案

本发明的组播分发装置采用的结构包括：分层编码单元，准备具有上层下层的分层关系的多个分层化的数据；选择单元，对各个接收节点，分别选择一个以上的向所述各个接收节点发送的分层化的数据；地址列表生成单元，对于所述多个分层化的数据的各个分层化的数据，在对属于某一分层的上一分层的分层化的数据的、由接收节点的地址构成的地址列表内的地址列中添加属于该某一分层的分层化的数据的发送目的地接收节点的地址，生成对应于该某一分层的地址列表；分组生成单元，生成将所生成的地址列表分别授予属于对应的分层的分层化的数据的分组；以及分组发送单元，发送所述分组。

本发明的组播分发方法，包括：准备具有上层下层的分层关系的多个分层化的数据的步骤；对各个接收节点，分别选择一个以上的向所述各个接收节点发送的分层化的数据的步骤；对于所述多个分层化的数据的各个分层化的数据，在对属于某一分层的上一分层的分层化的数据的、由接收节点的地址构成的地址列表内的地址列中添加属于该某一分层的分层化的数据的发送目的地接收节点的地址，生成对应于该某一分层的地址列表的步骤；生成将所生成的地址列表分别授予属于对应的分层的分层化的数据的分组的步骤；以及发送所述分组的步骤。

本发明的组播分发程序使计算机执行以下步骤：准备具有上层下层的分层关系的多个分层化的数据的步骤；对各个接收节点，分别选择一个以上的向所述各个接收节点发送的分层化的数据的步骤；对于所述多个分层化的数据的各个分层化的数据，在对属于某一分层的上一分层的分层化的数据的、由接收节点的地址构成的地址列表内的地址列中添加属于该某一分层的分层化的数据的发送目的地接收节点的地址，生成对应于该某一分层的地址列表的步骤；生成将所生成的地址列表分别授予属于对应的分层的分层化的数据的分组的步骤；以及发送所述分组的步骤。

发明的有益效果

根据本发明，即使在路径上存在不对应显式组播方式的路由器时，也能够在接收端(接收节点)中容易地取得分层之间的信号同步，而且能够在发送端(发送节点)中计算正确的可发送速率。

附图说明

图1是表示用于说明以往的组播分发装置作为发送节点的组播分发的流程的、通信网络的概要的图。

图2A是表示发送节点将分组发送到第一接收节点、第三接收节点以及第四接收节点时的XCAST方式的分组的图，图2B是表示由对应XCAST的第一路由器发送到第一接收节点的XCAST方式的分组的图，图2C是由对应XCAST的第一路由器转发到第二路由器的XCAST方式的分组的图，图2D是表示由对应XCAST的第二路由器发送到第三接收节点的XCAST方式的分组的图，图2E是表示由对应XCAST的第二路由器转发到第三路由器的XCAST方式的分组的图。

图3A是表示发送节点将分组发送到第一接收节点、第三接收节点以及第四接收节点时的XCAST方式的分组的图，图3B是表示第一接收节点转发到第三接收节点的XCAST方式的分组的图，图3C是表示第三接收节点转发到第四接收节点的XCAST方式的分组的图。

图4是表示一例分层信息的表。

图5是表示一例接收节点信息的表。

图6A是表示以往的组播分发装置对各个接收节点设定的分层的表，图6B是表示由以往的组播分发装置在各个分层的地址列表中记载的地址的顺序。

图7是表示本发明一实施方式的组播分发装置的结构的方框图。

图8是表示用于说明本实施方式的组播分发装置作为发送节点的组播分发的流程的、通信网络的概要的图。

图9A是表示由本实施方式的组播分发装置的流量控制单元形成的分层信息的表，图9B是表示由本实施方式的组播分发装置的接收节点排序单元形成的分层信息的表。

图10是表示本实施方式的组播分发装置的接收节点排序单元中的地址的顺序决定处理的流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。在本发明中单纯地记载为分组时，是指显式组播方式的分组。另外，关于数据的接收和合成，多个分层化的数据存在依赖关系时，将为了接收/重放更高质量的数据所需的差分分层记载为高位层，反之将为了合成高位层所需的分层记载为低位层。

图7是表示本发明一实施方式的组播分发装置的结构的方框图。图8是表示用于说明图7所示的组播分发装置的动作的、通信网络的概要的图。

在图8中，通信网络200由具有图7的结构的组播分发装置100、5台接收节点300～340以及3台路由器400～420构成。

接收节点(R1～R5)300～340接收由组播分发装置100分发的各个分层的分组。此外，接收节点300～340将接收到的数据解码，并将基本分层的数据和差分分层的数据合成。

路由器400～420基于分组所包含的发送目的地址信息进行路由选择。

在图7中，组播分发装置100的结构包括：输入单元110、分层编码单元112、通信控制单元114、流量控制单元116、接收节点排序单元118、分层设定单元120、分层信息存储单元122以及接收节点信息存储单元124。

输入单元110对影像信号等输入信号(原数据)进行输入处理，并将输入处理后的原数据输出到分层编码单元112。

分层编码单元112基于分层信息存储单元122中所存储的分层信息，将输入的原数据通过分层编码而划分生成为基本分层的数据和一个以上的差分分层的数据。以后，基本分层的数据和差分分层的数据都称为分层化的数据。此外，分层编码单元112将生成的各个分层的分层化的数据输出到通信控制单元114。

通信控制单元114基于分层信息存储单元122所存储的分层信息，形成对应于各个分层的分层化的数据的报头，并将形成的报头授予由分层编码单元112生成的各个分层的分层化的数据而生成分组。此外，通信控制单元114将生成的分组发送到通信网络，而且接收来自接收节点300～340的接收状况的反馈信息，并将接收到的反馈信息输出到流量控制单元116。

流量控制单元116基于从通信控制单元114输入的接收节点300～340的反馈信息，计算对于各个接收节点300～340的可发送速率，决定向各个接收节点300～340发送的分组的分层。此时，假设在对任意的接收节点发送高位层的分层化的数据时，低于该层的分层的分层化的数据也全部发送。此外，有关向各个接收节点300～340发送的分组的分层，流量控制单元116将其添写到分层信息存储单元122所存储的分层信息中。进而，流量控制单元116基于从通信控制单元114输入的接收节点300～340的反馈信息，将各个接收节点300～340的接收能力、RTT(Round Trip Time：往返延迟时间)、分组损失率等信息作为接收节点信息进行汇集，并存储在接收节点信息存储单元124中。

接收节点排序单元118按照从最高分层至最低分层的顺序(降序)决定各个分层的分组的地址列表中记载的地址的顺序。此时，接收节点排序单元118在对任意的分层决定地址的顺序时，直接取入在上一层的高位层中决定的地址的顺序，决定在其后剩余的接收节点的地址的顺序。此外，接收节点排序单元118基于决定了的地址的顺序，变更分层信息存储单元122所存储的分层信息中的地址的顺序。

分层设定单元120设定由分层编码单元112划分生成分层化的数据时的分层结构和各个分层的使用频带，并将其作为分层信息存储在分层信息存储单元122中。图4是由分层设定单元120形成的一例分层信息。分层信息60例如由表示分层化的数据的分层结构61、各个分层的使用频带62、以及各个分层化的数据的发送目的地的接收节点(地址)63的信息构成。在图4所示的例子中，分层C为相当于最低分层的基本分层，生成2Mbps的数据。分层B为与分层C相比，相当于高位层的差分分层，生成8Mbps的数据。分层A为相当于最高分层的差分分层，生成15Mbps的数据。从内部的高层或外部的设备提供分层设定所需的信息(分层结构和各个分层的使用频带等)，或者通过用户的输入操作来提供分层设定所需的信息(分层结构和各个分层的使用频带等)。

分层信息存储单元122存储记载了分层化的组播方式的分发中的分层结构、各个分层的使用频带、接收节点的地址信息等的分层信息。图6是分层信息存储单元122存储的一例分层信息，图6A的分层信息80是由流量控制单元116将接收节点的地址63添写在图4所示的分层信息60中所得的信息。图6B的分层信息90是由接收节点排序单元118将图6A所示的分层信息80中记载的接收节点的地址63的各个分层中的顺序重新排序后所得的信息。

接收节点信息存储单元124存储记载了对各个接收节点的可发送速率、接收状况、RTT等信息的接收节点信息。图5是接收节点信息的一个例子。接收节点信息70例如由表示各个接收节点的地址71和对各个接收节点的可发送速率值72的信息构成。

以下，说明按上述那样构成的组播分发装置100的动作。

首先，分层设定单元120设定在划分生成分层化的数据时的分层结构和各个分层的使用频带。然后，分层设定单元120将已设定的信息作为分层信息存储在分层信息存储单元122中。

然后，分层编码单元112基于分层信息存储单元122中所存储的分层信息，对通过输入单元110输入的影像数据等原数据进行分层编码，划分生成为一个基本数据和一个以上的差分数据。然后，分层编码单元112将所生成的分层化的数据输出到通信控制单元114。

然后，通信控制单元114基于分层信息存储单元122中所存储的分层信息(例如，图9B所示的分层信息)，发送所生成的各个分层的分组。

另外，接收到分组的接收节点300～340定期地或在发生了分组损失等时，将接收状况等反馈信息发送到组播分发装置100。这里作为反馈的信息，例如可以列举关于RTT或分组损失率的信息。

然后，通信控制单元114输入来自各个接收节点300～340的反馈信息，并将输入的反馈信息输出到流量控制单元116。

然后，流量控制单元116基于输入的反馈信息，计算对于各个接收节点300～340的可发送速率。可发送速率的计算结果例如是图5所示的速率，将其作为接收节点信息存储在接收节点信息存储单元124中。另外，接收节点信息也可以包括与反馈信息所包含的RTT或分组损失率有关的信息。

此外，流量控制单元116基于计算出的可发送速率，决定向各个接收节点300～340发送的数据的分层。例如，在图4所示的分层结构中，流量控制单元116如图5所示那样计算出对于各个接收节点300～340的可发送速率时，由通信控制单元114向各个接收节点300～340发送的数据的分层如下所述。对第一接收节点300的可发送速率为30Mbps，所以通信控制单元114发送A～C的所有的分层化的数据(合计25Mbps)。同样地，对第二接收节点310的可发送速率为35Mbps，所以通信控制单元114发送A～C的所有的分层化的数据(合计25Mbps)。对第三接收节点320的可发送速率为15Mbps，所以通信控制单元114发送B和C的分层化的数据(合计10Mbps)。对第四接收节点330的可发送速率为10Mbps，所以通信控制单元114发送B和C的分层化的数据(合计10Mbps)。对第五接收节点340的可发送速率为3Mbps，所以通信控制单元114仅发送C的分层化的数据(合计2Mbps)。在流量控制单元116中，发送到各个接收节点300～340的分层化的数据的分层这样被决定。流量控制单元116将决定的结果记载在分层信息存储单元122内的分层信息中。例如，在上述的情况下，分层信息如图9A所示。

然后，接收节点排序单元118按照从最高分层至最低分层的顺序决定各个分层的分组中的地址列表内的地址的顺序。此时，在对任意的分层决定地址的顺序时，接收节点排序单元118直接取入在上一层的高位层中决定的地址的顺序，附加其后剩余的接收节点的地址的顺序。本发明的主要特征显现在该处理中，所以参照图10在后面叙述。此外，接收节点排序单元118基于决定了的各个分层中的地址的顺序，重新排列分层信息存储单元122内的分层信息中记载的接收节点的地址的顺序。例如，在上述的情况下，图9A所示的分层信息500变为图9B所示的分层信息600。

然后，通信控制单元114基于分层信息存储单元122所存储的分层信息，形成对应于各个分层的分层化的数据的报头。通信控制单元114将形成的报头授予由分层编码单元112生成的各个分层的分层化的数据，生成分组。此外，通信控制单元114将生成的分组发送到通信网络。

以后，发送节点直至组播分发结束为止重复上述一系列的处理，即输入反馈信息、计算可发送速率、决定分层、重新排列地址、生成并发送分组。

另外，流量控制单元116基于来自接收节点300～340的反馈信息，决定向接收节点300～340发送的分组的分层，并添写到分层信息中。因此，在通信控制单元114发送最初的分组时，由于流量控制单元116没有接收反馈信息，所以通信控制单元114不能基于分层信息决定向各个接收节点300～340发送的分层。此时，通信控制单元114能够以任意的规则决定分组的分层。例如，作为一个例子，通信控制单元114也可以将全分层的分组发送给所有的接收节点300～340。此时，流量控制单元116仅对反馈了已发生了分组损失的接收节点，减少以后发送的差分分层的分组即可。此外，作为其他例子，通信控制单元114也可以仅将基本分层的分组发送给所有的接收节点300～340。此时，流量控制单元116对没有发生分组损失的接收节点，增加以后发送的差分分层的分组即可。

图10是表示由接收节点排序单元118决定各个分层中的地址的顺序的处理的流程图。

首先，在步骤S1，基于任意的规则(可发送速率等)决定最高分层中的地址的顺序。

接着，在步骤S2，决定在没有决定地址的顺序的分层中最高分层中的地址的顺序。此时，直接取入在上一层的高位层中决定的地址的顺序，基于任意的规则决定其后剩余的接收节点的地址的顺序。

接着，在步骤S3，判别是否决定了最低分层(即基本分层)中的地址的顺序。决定了最低分层中的地址的顺序时，判断为在所有的分层中决定了地址的顺序，结束本流程。另一方面，没有决定最低分层中的地址的顺序时，判断为还残留着没有决定地址的顺序的分层，返回到上述步骤S2。也就是说，重复上述步骤S2和步骤S3，直至在所有的分层中被决定了地址的顺序为止。

基于上述流程，具体地说明在图9A的分层结构中，对各个接收节点的可发送速率如图5所示的情况下的接收节点排序单元118决定地址的顺序的处理。这里，示出以下情况，接收节点排序单元118基于可发送速率，按照降序决定同一分层内的地址的顺序。

首先，决定最高分层即分层A中的地址的顺序(步骤S1)。这里，按照可发送速率从高到低的顺序，决定为R2(35Mbps)→R1(30Mbps)。接着，决定分层A下一层的分层即分层B中的地址的顺序(步骤S2)。此时，通过直接取入在分层A中决定的顺序，在分层B中也使第一位和第二位为R2→R1，并用剩余的R3和R4决定第三位以后的顺序。这里，也是按照可发送速率从高到低的顺序，决定为R3(15Mbps)→R4(10Mbps)。因此，整个的顺序为R2→R1→R3→R4。接着，判别是否决定了最低分层即分层C中的地址的顺序(步骤S3)。这里，由于没有决定分层C中的地址的顺序，所以返回到步骤S2。接着，由于没有决定地址的顺序的分层仅为分层C，所以决定分层C中的地址的顺序(步骤S2)。此时，通过直接取入在高位层即分层B中决定的顺序，在分层C中也为从第一位开始R2→R1→R3→R4，并使剩余的R5为第五位。接着，判别是否决定了最低分层即分层C中的地址的顺序(步骤S3)，由于决定了分层C中的地址的顺序，所以结束本流程。该处理的结果，即各个分层的地址列表中的地址的顺序，如图9B所示。

通过在上述流程中说明的处理，接收节点排序单元118决定地址列表内的地址的顺序，从而如图9B所示，第二接收节点(R2)310在要接收的全部分层中位于第一位，第三接收节点3在要接收的全部分层中位于第三位，即在各个分层中各个接收节点的地址的顺序相同。

如上所述，在网络上没有足够的对应XCAST的路由器时，以各个地址列表中记载的地址的顺序转发各个分层的分组。因此，在图9B所示的例子中，基本分层即分层C的分组分发路径为第二接收节点310→第一接收节点300→第三接收节点320→第四接收节点330→第五接收节点340，分层B的分组分发路径为第二接收节点310→第一接收节点300→第三接收节点320→第四接收节点330，分层A的分组分发路径为第二接收节点310→第一接收节点300。

这样，根据本实施方式，由于使要发送的分组的地址列表中的接收节点的顺序在各个分层中相同，所以即使在路径上存在不对应显式组播方式的路由器时，也能够通过相同的路径分发各个分层的分组。其结果，各个接收节点能够容易地取得分层之间的信号同步，发送节点能够对接收节点计算正确的可发送速率。

另外，在本实施方式中，组播分发装置基于任意的规则决定各个分层中的接收节点的顺序，作为任意的规则可以列举可发送速率、RTT、分组损失率等。组播分发装置采用什么样的信息作为决定顺序的规则，根据状况适当地选择即可。例如，在路径上的对应XCAST的路由器的数量不足，分组在接收节点之间被转发的情况较多时，由于可发送速率低的接收节点成为分组转发的速率决定因子，所以优选的是，组播分发装置按照从高到低的顺序决定地址的顺序。

此外，在本实施方式中，由组播分发装置决定对接收节点的可发送速率，但是也可以由接收节点自身决定本节点能够接收的速率，并向组播分发装置发出请求。

此外，在本实施方式中，组播分发装置基于来自接收节点的反馈信息，决定要发送的分组的分层，但是也可以由用户直接设定要发送的分层。

此外，在本实施方式中，组播分发装置从原数据生成分层编码数据，但是也可以输入在外部生成的分层编码数据。

2006年3月14日申请的特愿2006-070039的日本专利申请中所包含的说明书、附图及说明书摘要公开的内容全部引用于本申请。

工业上的可利用性

本发明的组播分发装置、组播分发方法以及组播分发程序可用于网络上的影像分发等。特别是，可用于不对应XCAST的路由器所占比例较大的网络上的影像分发等。

Claims (6)

1、一种组播分发装置，包括：

分层编码单元，准备具有上层下层的分层关系的多个分层化的数据；

选择单元，对各个接收节点，分别选择一个以上的向所述各个接收节点发送的分层化的数据；

地址列表生成单元，对于所述多个分层化的数据的各个分层化的数据，在对属于某一分层的上一分层的分层化的数据的、由接收节点的地址构成的地址列表内的地址列中添加属于该某一分层的分层化的数据的发送目的地接收节点的地址，生成对应于该某一分层的地址列表；

分组生成单元，生成将所生成的地址列表分别授予属于对应的分层的分层化的数据的分组；以及

分组发送单元，发送所述分组。

2、如权利要求1所述的组播分发装置，其中，

所述分组为XCAST分组。

3、如权利要求1所述的组播分发装置，其中，

所述选择单元基于从所述各个接收节点接收到的反馈信息，分别选择向所述各个接收节点发送的分层化的数据。

4、如权利要求1所述的组播分发装置，其中，

所述地址列表生成单元在对属于某一分层的上一分层的分层化的数据的地址列表内的地址列中添加属于该某一分层的分层化的数据的发送目的地接收节点的地址时，基于对应于添加的地址的接收节点的可发送速率，决定所添加的地址的附加顺序。

5、一种组播分发方法，包括以下步骤：

准备具有上层下层的分层关系的多个分层化的数据；

对各个接收节点，分别选择一个以上的向所述各个接收节点发送的分层化的数据；对于所述多个分层化的数据的各个分层化的数据，在对属于某一分层的上一分层的分层化的数据的、由接收节点的地址构成的地址列表内的地址列中添加属于该某一分层的分层化的数据的发送目的地接收节点的地址，生成对应于该分层的地址列表；

生成将所生成的地址列表分别授予属于对应的分层的分层化的数据的分组；以及

发送所述分组。

6、一种组播分发程序，使计算机执行以下步骤：

准备具有上层下层的分层关系的多个分层化的数据；

对各个接收节点，分别选择一个以上的向所述各个接收节点发送的分层化的数据；对于所述多个分层化的数据的各个分层化的数据，在对属于某一分层的上一分层的分层化的数据的、由接收节点的地址构成的地址列表内的地址列中添加属于该某一分层的分层化的数据的发送目的地接收节点的地址，生成对应于该某一分层的地址列表；

生成将所生成的地址列表分别授予属于对应的分层的分层化的数据的分组；以及

发送所述分组。

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