CN104838625A - 通信系统、控制装置、通信控制方法、传输控制方法以及传输控制程序 - Google Patents

通信系统、控制装置、通信控制方法、传输控制方法以及传输控制程序 Download PDF

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CN104838625A CN201380063815.8A CN201380063815A CN104838625A CN 104838625 A CN104838625 A CN 104838625A CN 201380063815 A CN201380063815 A CN 201380063815A CN 104838625 A CN104838625 A CN 104838625A
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Abstract

一种其中多个通信终端通过网络通信的通信系统，包括：控制装置(4)，用于控制所述网络中的分组传输；以及代理服务器(3)，用于接收从通信终端发送的多播分组以及向属于与所述多播分组相对应的组的每个通信终端分别发送单播分组，其中，所述控制装置(4)控制所述网络中的分组传输，使得所述通信终端发送的所述多播分组将向所述代理服务器(3)传输。

Description

通信系统、控制装置、通信控制方法、传输控制方法以及传输控制程序
技术领域
本发明涉及通信系统、控制装置、通信系统中的通信控制方法、以及控制装置中的传输控制方法和程序，以及涉及用于执行多播通信的信息处理装置。
背景技术
在计算机网络中，存在被称为多播通信的用于向属于预定组的多个终端发送分组的技术。在多播通信中，使用包括组的标识符在内的多播地址，该组是作为分组目的地的多个终端所属的组。
当接收多播分组时，通信设备(路由器等)向属于与多播分组相对应的组的终端传输分组。为了实现多播通信，要求通信设备(路由器等)管理组的标识符和与标识符相对应的分组传输目的地。由于属于组的终端是动态改变的，要求通信设备对组的标识符以及与该标识符相对应的传输目的地进行日常管理。
为了执行多播通信，要求网络上的通信设备具有上述管理功能。因此，在其中存在不具有上述管理功能的任何通信设备的网络中，存在无法正确执行多播通信的可能性。
专利文献1(PTL)1公开了一种即使在其中存在不具有执行多播通信的功能的通信设备的网络中也能实现伪多播通信的技术。PTL 1中描述的中继站管理多播通信组、以及属于该组的终端的目的地地址。当执行多播通信时，中继站通过单播通信向属于该组的每个终端的目的地地址发送分组。由于通过多个单播通信向终端的各个目的地地址发送分组，PTL 1中描述的技术可以应用于其中存在不具有执行多播通信的功能的设备的网络，以实现网络中的伪多播通信。
PTL 2描述了一种用于减少广域以太网(注册商标)中与多播处理相关的负荷的技术，该广域以太网包含核心设备(例如，交换机或路由器)以及直接或间接连接到核心设备的多个边缘设备(例如，交换机或路由器)。在PTL 2描述的技术中，当核心设备上的负荷高时，多播源边缘设备通过与所需目的地边缘设备数目一样多的次数的单播(而不是通过多播)来发送多播帧，以降低核心设备上的负荷。
引用列表
专利文献
PTL 1：日本专利申请公开No.2005-197844
PTL 2：日本专利申请公开No.2011-217038
发明内容
技术问题
PTL 1中描述的技术使得每个中继站以去中心化的方式来管理表，在该表中，列出了多播通信组与属于该组的终端的目的地地址之间的对应关系，以执行伪多播通信。由于该表以去中心化的方式来管理，各个中继站需要彼此通信，以交换表信息。因此，存在各个中继站以去中心化方式来管理用于多播通信的表的管理成本的问题。
本发明的示例目的是提供通信系统、控制装置、通信系统中的通信控制方法、以及控制装置中的传输控制方法和程序，它们在其中存在不具有与多播通信相对应的功能的设备的网络中以低管理成本来实现多播通信。
问题的解决方案
根据本发明的通信系统是一种其中多个通信终端通过网络通信的通信系统，包括：控制装置，控制所述网络中的分组传输；以及代理服务器，接收从每个通信终端发送的多播分组以及向属于与所述多播分组相对应的组的通信终端分别发送单播分组，其中，所述控制装置控制所述网络中的分组传输，使得所述通信终端发送的所述多播分组将向所述代理服务器传输。
根据本发明的控制装置是一种通信系统中的控制装置，在所述通信系统中，多个通信终端通过网络通信，其中，所述控制装置控制所述网络中的分组传输，使得每个通信终端发送的多播分组将向代理服务器传输，所述代理服务器用于向属于与所述多播分组相对应的组的每个通信终端分别发送单播分组。
根据本发明的通信控制方法是一种通信系统中的通信控制方法，在所述通信系统中，多个通信终端通过网络通信，其中，控制装置控制所述网络中的分组传输，使得每个通信终端发送的多播分组将向代理服务器传输，以及所述代理服务器接收从所述通信终端发送的多播分组并向属于与所述多播分组相对应的组的每个通信终端分别发送单播分组。
根据本发明的传输控制方法是一种应用于通信系统的控制装置中的传输控制方法，在所述通信系统中，多个通信终端通过网络通信，其中，所述网络中的分组传输被控制为使得每个通信终端发送的多播分组将向代理服务器传输，所述代理服务器用于向属于与所述多播分组相对应的组的每个通信终端分别发送单播分组。
根据本发明的传输控制程序是一种通信系统中的传输控制程序，在所述通信系统中，多个通信终端通过网络通信，其中，所述程序使得计算机执行以下处理：控制所述网络中的分组传输，使得每个通信终端发送的多播分组将向代理服务器传输，所述代理服务器用于向属于与所述多播分组相对应的组的每个通信终端分别发送单播分组。
发明的有益效果
本发明具有以下效果：在其中存在不具有与多播通信相对应的功能的设备的网络中，以低管理成本来实现多播通信。
附图说明
图1示出了第一示例实施例中通信系统的配置的示例的框图。
图2示出了通过代理服务器来发送和接收分组的状态的说明图。
图3示出了第一示例实施例中通信系统的操作的示例的序列图。
图4示出了代理服务器的配置的示例的框图。
图5示出了管理DB中存储的信息的结构的示例的说明图。
图6示出了第二示例实施例中由代理服务器发送和接收的分组的首部的示例的示意图。
图7示出了控制装置的配置的示例的框图。
图8示出了第三示例实施例中通信系统的配置的示例的框图。
图9示出了第四示例实施例中通信系统的配置的示例的框图。
图10示出了第五示例实施例中通信系统的配置的示例的框图。
图11示出了第五示例实施例中由代理服务器发送和接收的分组的首部的示例的示意图。
具体实施方式
示例实施例1
下面将参考附图来描述本发明的第一示例实施例。
在第一示例实施例中，在代理服务器上聚集从通信终端发送的多播分组。用于控制网络的控制装置控制网络，以在代理服务器上聚集多播分组。这使得预定代理服务器能够基于多播通信来执行对单播通信执行的集中式控制。
图1是示出了第一示例实施例中通信系统的配置的示例的框图。该示例实施例中的通信系统包括代理服务器3和控制装置4。
多个终端1中的每一个终端1通过网络2与代理服务器3通信。控制装置4连接到网络2。
终端1具有发送多播分组以执行多播通信的功能。
代理服务器3具有基于从终端1接收的多播分组通过单播通信向与多播分组的组相对应的终端1发送分组的功能。换言之，代理服务器3具有代表通信设备(例如，路由器)来执行伪多播通信的功能。
图2是示出了通过代理服务器3来发送和接收分组的状态的说明图。
当从终端1接收多播分组时，代理服务器3向属于与多播分组相对应的组的终端1的地址发送单播分组。例如，如图2所示，代理服务器3具有用于针对每个多播通信组来管理属于该组的终端1的地址的表。图2所示的表中包括的“组”表示了多播通信组。此外，“目的地”表示属于该多播通信组的每个终端的地址，即目的地地址。在图2所示的示例中，“地址(a)”和“地址(b)”被注册为属于“组A”的终端的地址。例如，代理服务器3查看该表，以搜索属于与接收到的多播分组相对应的组的终端1的地址。
这使得代理服务器3能够执行多播通信，而不必在网络2中设置适于多播通信的通信设备(例如，路由器)。从而，运营商可以避免复杂的网络设计，例如对实现多播通信的通信设备的配置和设定。
控制装置4具有以下功能：控制网络2中的分组传输，使得终端1发送的多播分组将到达代理服务器3。
控制装置4控制例如网络2中的路由器的路由表，以执行用于使多播分组到达代理服务器3的控制。例如，控制装置4控制网络2中存在的路由器的路由表，使得具有包括多播地址在内的地址的分组将被传输到代理服务器3。
控制装置4可以控制例如网络2中的分组传输，使得终端1向代理服务器3发送的多播分组将到达代理服务器3。例如，控制装置4控制网络2中的路由器的路由表，以执行用于使寻址到代理服务器3的分组到达代理服务器3的控制。控制装置4还可以具有向每个终端1分别通知代理服务器3的地址的功能。
接下来，将描述该示例实施例的操作。
图3是示出了第一示例实施例中通信系统的操作的示例的序列图。
终端1发送多播分组(步骤S10、步骤S11)。控制装置4控制网络2以使多播分组到达代理服务器3。
接收到多播分组的代理服务器3确定属于该多播分组的组的终端1的目的地地址(步骤S12、步骤S13)。
代理服务器3向属于所接收的多播分组的组的每个终端分别发送单播分组(步骤S14、步骤S15)。
如上所述，当从终端1接收到多播分组时，本示例实施例中的代理服务器3向属于与多播分组相对应的组的终端1的地址发送单播分组。此外，用于控制网络的控制装置4控制网络，使得将在代理服务器3上聚集多播分组。这使得在没有复杂网络设计(例如，对实现多播通信的通信设备的配置和设定)的情况下的多播通信成为可能。这在其中存在不具有与多播通信相对应的功能的设备的网络中以低管理成本实现了多播通信。此外，由于从通信终端发送的多播分组在代理服务器上聚集，代理服务器可以基于多播通信来执行对单播通信的执行的中心化控制。
示例实施例2
下面将参考附图来描述本发明的第二示例实施例。
在第二示例实施例中，将描述代理服务器3和控制装置4的配置示例。
图4是示出了代理服务器3的配置的示例的框图。
代理服务器3包括多播接收单元30、目的地确定单元31、管理DB(数据库)32、以及单播发送单元33。
多播接收单元30通过网络2来接收多播分组。
目的地确定单元31确定属于与所接收的多播分组相对应的组的目的地地址。目的地确定单元31参考管理DB 32中存储的信息，以确定目的地地址。
图5是示出了管理DB 32中存储的信息的结构的示例的说明图。
例如，管理DB 32针对每个多播通信组来管理属于该组的目的地地址。
单播发送单元33向目的地确定单元31确定的每个地址分别发送单播分组。
注意到：多播接收单元30、目的地确定单元31、以及单播发送单元33是例如由根据程序来工作的计算机实现的。在该情况下，仅需要代理服务器3中提供的CPU读取程序并根据程序作为多播接收单元30、目的地确定单元31、以及单播发送单元33来工作。多播接收单元30、目的地确定单元31、以及单播发送单元33还可以由单独硬件来实现。
管理DB 32是由存储设备来实现的，例如代理服务器3中提供的存储器。
图6是示出了第二示例实施例中由代理服务器3发送和接收的分组的首部的示例的示意图。图6示出了多播分组和根据多播分组所生成的单播分组。
基于所接收的多播分组的目的地地址，目的地确定单元31确定与该多播分组相对应的组。图6中包括的“多播地址(组：A)”指示了与多播分组的目的地地址相对应的组是“组A”。图6中包括的“源地址”表示了分组的源地址。在图6所示的示例中，目的地确定单元31根据目的地地址来确定与分组相对应的组是“组A”。
目的地确定单元31参考管理DB 32来搜索与“组A”相对应的单播地址。在图5所示示例中，与“组A”相对应的单播地址是“地址(a)”和“地址(b)”。因此，目的地确定单元31确定与“组A”相对应的单播地址是“地址(a)”和“地址(b)”。
单播发送单元33向作为目的地地址的“地址(a)”和“地址(b)”分别发送分组。
图7是示出了控制装置4的配置的示例的框图。
控制装置4包括多播地址管理单元40和路径控制单元41。
路径控制单元41控制网络2中存在的通信设备(例如，路由器或交换机)，以控制分组传输，使得多播分组将到达代理服务器3。
例如，路径控制单元41参考多播地址管理单元40，以控制网络2。
例如，多播地址管理单元40管理通信系统中使用的多播地址的地址系统。作为多播地址，一般使用由“224.0.0.0/4”表示的地址范围。范围“224.0.0.0/4”表示了以下范围：其中，起始地址是“224.0.0.0”且结束地址是“239.255.255.255”。例如，多播地址管理单元40将“224.0.0.0/4”存储为通信系统中使用的地址范围。
例如，当所接收的分组的目的地地址落入地址范围“224.0.0.0/4”中，则路径控制单元41指示网络2的通信设备向代理服务器3传输所接收的分组。
此外，例如路径控制单元41可以向终端1通知代理服务器3的地址。被通知了代理服务器3的地址的终端1向寻址到代理服务器3的分组添加指示多播通信组的信息，并将其向网络2发送。路径控制单元41预先控制网络2的通信设备，使得寻址到代理服务器3的分组将到达代理服务器3。
控制装置4还可以具有管理代理服务器3的功能。例如，控制装置4具有代理服务器管理单元42，作为管理代理服务器3的功能。
例如，通信系统的运营商通过代理服务器管理单元42在图5所示的管理DB 32上配置信息。
注意到：多播地址管理单元40、路径控制单元41、以及代理服务器管理单元42是由例如根据传输控制程序工作的计算机来实现的。在该情况下，仅需要控制装置4中提供的CPU读取该传输控制程序，并根据该程序作为多播地址管理单元40、路径控制单元41、以及代理服务器管理单元42来工作。多播地址管理单元40、路径控制单元41以及代理服务器管理单元42也可以由单独硬件来实现。
示例实施例3
下面将参考附图来描述本发明的第三示例实施例。
在第三示例实施例中，将描述让代理服务器3冗余的配置示例。可以将第三示例实施例与任一前述示例实施例合并。
当从各个终端1发送的多播分组在代理服务器3上聚集时，代理服务器3上的负荷增加是一个问题。在第三示例实施例中，让代理服务器3冗余，以实现代理服务器3上负荷的降低。
图8是示出了第三示例实施例中通信系统的配置的示例的框图。
向多个冗余的代理服务器3分发从终端1发送的多播分组。另一方面，如果对多播通信组和与该组相对应的单播地址之间的对应关系的管理分布到多个代理服务器3，则管理成本的增加将是一个问题。在第三示例实施例中，服务器簇(即，多个冗余代理服务器3)共享管理DB 32，以使得冗余负荷分布和管理成本降低都成为可能。
由于代理服务器3的配置和管理DB 32中存储的信息的结构与前述示例实施例相同，因此将省略其详细描述。
例如，控制装置4控制网络2中的分组传输，使得终端1发送的多播分组将以分布式的方式到达多个冗余代理服务器3。
例如，控制装置4划分多播地址的地址范围，并指派与每个划分的地址范围中的多播地址相对应的代理服务器3。例如，控制装置4将地址范围“224.0.0.0/4”分为地址范围(A)、(B)和(C)，并向每个地址范围指派对应的代理服务器3。例如，控制装置4以循环方式指派与每个地址范围相对应的代理服务器3。例如，控制装置4控制网络2的通信设备，以改变每个划分的地址范围中的多播分组的传输目的地。例如，当接收到属于地址范围(A)的多播分组时，控制装置4指示通信设备向指派给地址范围(A)的代理服务器3传输所接收的多播分组。
注意：第三示例实施例中的系统配置可以使得图8中未示出的负荷均衡器统一接收多播分组并将分组分到各个代理服务器3。
示例实施例4
下面将参考附图来描述本发明的第四示例实施例。
在第四示例实施例中，将描述向多个代理服务器3中每个代理服务器3指派要被关照的终端的示例。多个代理服务器3共享终端的责任，以实现代理服务器3上的负荷降低。
第四示例实施例可以与任一前述示例实施例合并。
图9是示出了第四示例实施例中通信系统的配置的示例的框图。
在图9所示示例中，向代理服务器3-1、代理服务器3-2以及代理服务器3-3分别指派要被关照的终端。每个代理服务器仅处理从要被关照的终端发送的多播分组。
与第三示例实施例中类似，各个代理服务器共享管理DB 32以减少管理多播通信组和与该组相对应的单播地址之间的对应关系的成本。
由于每个代理服务器3的配置和管理DB 32中存储的信息的结构与前述示例实施例中的那些相同，因此将省略其详细描述。
例如，控制装置4确定每个代理服务器的被关照的终端。控制装置4控制网络的通信设备，使得从各个终端发送的多播分组将向对发送分组的终端负责的代理服务器传输。
例如，控制装置4控制通信设备以根据所接收的多播分组的源地址来改变分组传输目的地。
注意：图9中未示出的负荷均衡器可以统一接收多播分组并根据所接收分组的源地址将分组分到对与源地址相对应的终端负责的各个代理服务器3。
示例实施例5
下面将参考附图来描述本发明的第五示例实施例。
在第五示例实施例中，将描述在重叠网络中TEP(隧道端点)发送多播分组的示例。第五示例实施例可以与任一前述示例实施例合并。
例如，当发送ARP(地址解析协议)请求时，作为用于将层2网络覆盖在层3网络上的技术的VXLAN(虚拟可扩展LAN)使用多播通信。根据第五示例实施例，本发明也可以适用于在重叠网络上执行多播通信的技术。
图10是示出了第五示例实施例中的通信系统的配置的示例的框图。
终端1通过TEP 5与重叠网络20通信。例如，TEP 5对从终端1发送的分组进行封装，并将其向重叠网络20发送。此外，TEP 5对由重叠网络20发送的寻址到终端1的分组进行解封装，并将其向终端1发送。
由于配置的其他部分与前述示例实施例中的那些相同，因此将省略其详细描述。
从TEP 5发送的多播分组在代理服务器3上聚集。代理服务器3向属于所接收的多播分组的组的每个TEP 5发送单播分组。
例如，控制装置4控制重叠网络20，使得从TEP 5发送的多播分组将通过前述示例实施例中描述的方法到达代理服务器3。
图11是示出了第五示例实施例中要由代理服务器3发送和接收的分组的首部的示例的示意图。图11示出了从TEP 5发送的多播分组和根据多播分组来生成的单播分组。
图11中包括的“外”表示在TEP 5的封装处理中向分组添加的信息。图11中包括的“内”表示在TEP 5进行封装之前的首部信息。图11中包括的“目的地地址”表示分组的目的地地址。图11中包括的“源地址”表示分组的源地址。
代理服务器3接收在外首部的目的地地址中包括多播地址在内的分组。在图11所示的示例中，假定与多播地址相对应的组是“组A”。注意：外首部的目的地地址可以是代理服务器3的地址。
代理服务器3根据所接收的分组来确定组。代理服务器3向属于所确定的组的TEP 5的地址分别发送单播分组。在图11所示的示例中，属于该组的TEP 5的地址是“地址(a)”和“地址(b)”。
尽管已描述了本发明的示例实施例，本发明不限于上述各示例实施例。可以基于对各示例实施例的任何修改、替换或调整来执行本发明。还可以通过对各示例实施例进行任意组合来执行本发明。换言之，本发明包括可以根据说明书的完整公开和技术理念来实现的各种修改和变更。
本申请基于并要求于2012年12月5日提交的日本专利申请No.2012-266598的优先权，其公开以完全引用的方式并入本文中。
附图标记列表
1     终端
2     网络
20    重叠网络
3     代理服务器
30    多播接收单元
31    目的地确定单元
32    管理DB
33    单播发送单元
4     控制装置
40    多播地址管理单元
41    路径控制单元
42    代理服务器管理单元
5     TEP

Claims (19)

1.一种通信系统，在所述通信系统中，多个通信终端通过网络进行通信，所述通信系统包括：
控制装置，所述控制装置控制所述网络中的分组传输；以及
代理服务器，所述代理服务器接收从所述通信终端中的每一个发送的多播分组以及向属于与所述多播分组相对应的组的通信终端分别发送单播分组，
其中，所述控制装置控制所述网络中的分组传输，使得由所述通信终端发送的所述多播分组将向所述代理服务器传输。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述控制装置控制所述网络中的分组传输，使得由所述多个通信终端发送的多播分组将在所述代理服务器上聚集。
3.根据权利要求1或2所述的通信系统，其中，所述代理服务器对多播通信组和与该组相对应的单播地址之间的对应关系执行集中式管理。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的通信系统，其中，
所述通信系统包括多个代理服务器，以及
所述控制装置控制所述网络中的分组传输，使得从通信终端发送的多播分组将向所述多个代理服务器中与所述通信终端相对应的代理服务器传输。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的通信系统，其中，
所述通信系统包括多个代理服务器，以及
所述多个代理服务器共享数据库，在所述数据库中，存储多播通信组和与该组相对应的单播地址之间的对应关系，以及
所述代理服务器中的每一个在所述数据库中搜索与所接收的多播分组相对应的组中的单播地址。
6.一种通信系统中的控制装置，在所述通信系统中，多个通信终端通过网络进行通信，
其中，所述控制装置控制所述网络中的分组传输，使得由所述通信终端中的每一个发送的多播分组将向代理服务器传输，所述代理服务器用于向属于与所述多播分组相对应的组的通信终端中的每一个分别发送单播分组。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其中，所述控制装置控制所述网络中的分组传输，使得由所述多个通信终端发送的多播分组将在所述代理服务器上聚集。
8.根据权利要求6或7所述的控制装置，其中，所述控制装置控制所述网络中的分组传输，使得从通信终端发送的多播分组将向多个代理服务器中与所述通信终端相对应的代理服务器传输。
9.一种通信系统中的通信控制方法，在所述通信系统中，多个通信终端通过网络进行通信，其中，
控制装置控制所述网络中的分组传输，使得由所述通信终端中的每一个发送的多播分组将向代理服务器传输，以及
所述代理服务器接收从所述通信终端发送的所述多播分组并向属于与所述多播分组相对应的组的通信终端中的每一个分别发送单播分组。
10.根据权利要求9所述的通信控制方法，其中，所述控制装置控制所述网络中的分组传输，使得由所述多个通信终端发送的多播分组将在所述代理服务器上聚集。
11.根据权利要求9或10所述的通信控制方法，其中，所述代理服务器对多播通信组和与该组相对应的单播地址之间的对应关系执行集中式管理。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的通信控制方法，其中，所述控制装置控制所述网络中的分组传输，使得从通信终端发送的多播分组将向多个代理服务器中与所述通信终端相对应的代理服务器传输。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的通信控制方法，其中，
多个代理服务器共享数据库，在所述数据库中，存储多播通信组和与该组相对应的单播地址之间的对应关系，以及
所述代理服务器中的每一个在所述数据库中搜索与所接收的多播分组相对应的组中的单播地址。
14.一种在应用于通信系统的控制装置中的传输控制方法，在所述通信系统中，多个通信终端通过网络进行通信，其中，
对所述网络中的分组传输进行控制，使得由所述通信终端中的每一个发送的多播分组将向代理服务器传输，所述代理服务器用于向属于与所述多播分组相对应的组的通信终端中的每一个分别发送单播分组。
15.根据权利要求14所述的传输控制方法，其中，对由所述网络进行的分组传输进行控制，使得由所述多个通信终端发送的多播分组将在所述代理服务器上聚集。
16.根据权利要求14或15所述的传输控制方法，其中，对所述网络中的分组传输进行控制，使得从通信终端发送的多播分组将向多个代理服务器中与所述通信终端相对应的代理服务器传输。
17.一种通信系统中的传输控制程序，在所述通信系统中，多个通信终端通过网络进行通信，所述程序使计算机执行以下处理：
控制所述网络中的分组传输，使得由所述通信终端中的每一个发送的多播分组将向代理服务器传输，所述代理服务器用于向属于与所述多播分组相对应的组的通信终端中的每一个分别发送单播分组。
18.根据权利要求17所述的传输控制程序，还使所述计算机执行以下处理：
控制所述网络中的分组传输，使得由所述多个通信终端发送的多播分组将在所述代理服务器上聚集。
19.根据权利要求17或18所述的传输控制程序，还使所述计算机执行以下处理：
控制所述网络中的分组传输，使得从通信终端发送的多播分组将向多个代理服务器中与所述通信终端相对应的代理服务器传输。
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