JP2000125277A - マルチキャスト通信装置及びマルチキャスト通信方法 - Google Patents
マルチキャスト通信装置及びマルチキャスト通信方法Info
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- JP2000125277A JP2000125277A JP29737098A JP29737098A JP2000125277A JP 2000125277 A JP2000125277 A JP 2000125277A JP 29737098 A JP29737098 A JP 29737098A JP 29737098 A JP29737098 A JP 29737098A JP 2000125277 A JP2000125277 A JP 2000125277A
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Abstract
ージの代理応答を行うことにより、不要な下りトラフィ
ックの宅内網への流入を防ぐ。 【解決手段】 端末は、マルチキャストパケットの受信
を開始する場合、IGMPのMembership Report Messageを
送信して加入者局にデータの配信を要求する。加入者局
は、このReport Messageをセンター局に転送し、次にこ
のReport Messageのグループアドレス情報を取得するこ
とにより、必要とされるマルチキャストパケットの配信
を動的に開始する。加入者局は、定期的にIGMPのMember
ship QueryMessageを配下の端末に送信することによ
り、配信が不要になったマルチキャストパケットがない
か否かを監視し、端末から一定期間応答がないか又はグ
ループからの離脱応答があり、かつ他に同グループ宛の
マルチキャストパケット配信を要求する端末がない場合
には、不要となったパケットの配信を動的に停止する。
Description
ットワークにおけるマルチキャスト通信装置及びマルチ
キャスト通信方法に関し、特に、ブリッジ装置における
下りマルチキャストパケットのフィルタリング機構に関
する。
は、一般に1つのセンター局に対して数百から数千の加
入者局が接続され、各加入者局毎に少なくとも1台の宅
内端末が接続される。双方向CATVネットワークの場
合、センター局から加入者局への下り回線は放送型であ
り、加入者局からセンター局への上り回線はマルチアク
セス型である。
ンタフェース間でOSI(OpenSystems Interconnectio
n:開放型システム間相互接続)の7層モデルにおける
レイヤ3のパケットの転送を行うルータ装置として動作
するか、またはレイヤ2のパケットの転送を行うブリッ
ジ装置として動作する。
トパケットの転送は、ルータ装置が入出力インタフェー
ス毎に転送すべきレイヤ3のグループアドレスを管理す
ることによりおこなう。ルータ装置は、マルチキャスト
パケットが入力されると、入力パケットの宛先のレイヤ
3グループアドレスに基き、出力するインタフェースを
選択してパケットを出力する。出力するインタフェース
が無い場合には、入力されたパケットを破棄する。ま
た、ルータ装置は、インタフェース毎に、端末や近隣の
ルータ装置との間でメッセージの送受信をおこない、転
送すべきグループアドレスを管理する。
ルータ装置は、端末との間で以下のようにIGMP(In
ternet Group Management Protocol)のメッセージを送
受信することにより、マルチキャストパケットの転送制
御をおこなう。IGMPについては、フェンナーによる
アイ・イー・ティー・エフ リクエスト フォー コメ
ンツ 2236 (W.Fenner, IETF Request for Comme
nts 2236, November 1997)において規定されている
が、以下、IGMPの概要を簡単に説明する。
を開始して新たにマルチキャストパケットの配信を要求
する場合には、配信を要求するグループアドレス宛にメ
ンバーシップレポートメッセージ(Membership Report
Message)を送信する。ルータ装置ではこれを受けて、
以後同端末宛に指定されたグループアドレスのマルチキ
ャストパケットを配信する。また、ルータ装置では定期
的に全マルチキャスト端末宛にメンバーシップクイアリ
ーメッセージ(Membership Query Message)を送信し、
マルチキャストパケットの配信の継続を問い合わせる。
ージを受信すると、内部で乱数を発生してタイマを起動
し、タイマが停止するまでに他の端末からメンバーシッ
プレポートメッセージを受信しなかった場合、配信の継
続を要求するグループアドレス宛にメンバーシップレポ
ートメッセージを送信する。また、端末は、タイマが有
効である内に他の端末からメンバーシップレポートメッ
セージを受信した場合にはタイマを停止する。
自分以外の端末が同一グループアドレス宛のマルチキャ
ストパケットの配信を要求中であることを認識するため
のフラグを持ち、自分がメンバーシップレポートメッセ
ージを送信した際にこのフラグをONにする。すなわ
ち、このフラグがOFFであれば、サブネットワーク内
に少なくとも1台の自分以外の端末が同一グループアド
レス宛のマルチキャストパケットの配信を要求中である
ことを示す。
止する場合には、フラグがONであればルータ装置にリ
ーブグループメッセージ(Leave Group Message)を送
信してアプリケーションを終了し、フラグがOFFであ
れば、ルータ装置に対してマルチキャストグループから
の離脱を明示的に通知せずそのまま終了する。
トパケットの転送は、静的にレイヤ2グループアドレス
でフィルタリングされる場合を除き、通常マルチキャス
トパケットが入力されると、入力ポートを除く全ポート
に対して出力する。従来の技術例としては、ISO/I
EC標準10038“Information technology-Telecom
munications and information exchange between syste
ms-Local area networks-Media access control(MAC)br
idges”の第3.12節が挙げられる。
ストの管理メッセージを利用することにより、マルチキ
ャストパケットのフィルタリングをおこなう従来の技術
例としては、米国特許5,608,726号がある。
G.5では、マルチキャストの管理メッセージを受信す
ると、そのメッセージ種別を解析し、マルチキャストの
加入要求メッセージである場合には、マルチキャストの
転送テーブルを更新することが示されている。また、米
国特許5,608,726号のFIG.6において、ブ
リッジ装置がマルチキャストパケットを受信した場合に
は、マルチキャストパケットの宛先グループアドレス情
報からマルチキャストの転送テーブルを参照し、テーブ
ルで指定されたポートにのみマルチキャストパケットを
転送することにより、不要なマルチキャストトラフィッ
クの流出を避ける方法が示されている。
ッジ装置として動作する場合、加入者局に接続された宅
内端末がどのレイヤ2グループアドレスを宛先とするマ
ルチキャストパケットの配信を要望するかによらず、放
送型下り回線のすべてのマルチキャストパケットが宅内
網に転送される。特に、下り回線を流れるデータの相当
分をマルチキャストのパケットが占める場合や、下り回
線の物理速度に対して加入者局と宅内端末とを結ぶ宅内
網の物理速度が低い場合には、宅内網が下り回線のマル
チキャストのトラフィックであふれてしまい、加入者局
において下りパケットが消失する頻度が増大するという
問題が生じる。
作する場合も同様に、外部網からセンター局にマルチキ
ャストパケットが入力されると、センター局配下のマル
チキャストパケットの配信を要望する加入者局の有無に
かかわらず、下り回線へと転送される。このため、外部
網からセンター局にマルチキャストのパケットが多く流
入する場合や、外部網に対して下り回線の物理速度が十
分でない場合には、下り回線がマルチキャストのトラフ
ィックであふれ、センター局において下りパケットが消
失する頻度が増大する。
を、CATV網のように、ブリッジとして動作する数百
から数千の加入者局が同一サブネットワークに存在する
形態のネットワークに適用した場合、一度マルチキャス
トの加入要求メッセージを配下の端末から受信した加入
者局は、配下の端末が加入要求メッセージで指定された
グループアドレス宛のマルチキャストパケットの転送継
続の要否によらず、網内のすべての宅内端末が同グルー
プアドレス宛のマルチキャストパケットの受信を停止す
るまで、マルチキャストパケットを転送し続けるという
問題がある。
おいては、ブリッジが受信したマルチキャストの管理メ
ッセージを解析した後、端末またはルータにそのまま転
送しているため、あるブリッジ配下の端末がマルチキャ
ストのグループから離脱した後も、他のブリッジ配下で
マルチキャストグループに参加中の端末が発するマルチ
キャストの加入要求メッセージによってマルチキャスト
の転送テーブルが更新され、転送を継続してしまうから
である。
ネットワークにおいて、センター局または加入者局がブ
リッジ装置として動作する場合、レイヤ3のパケットル
ーティング機能やルーティング情報の交換機能を実装す
ることなく、配下の端末が配信を要望するグループアド
レス宛のマルチキャストパケットのみをフィルタリング
して転送することにより、帯域を効率的に利用すること
にある。
スト通信装置は、双方向CATVネットワークのセンタ
ー局または加入者局であって、パケットを入出力する複
数のポートと、ポート間でOSIの7層モデルにおける
レイヤ2のパケットのブリッジングを行う手段と、ポー
ト毎に用意されたレイヤ2とレイヤ3のグループアドレ
スを保持するテーブルと、レイヤ3グループアドレスを
レイヤ2グループアドレスに変換する手段を有する。
ートからマルチキャストパケットを受信した場合、受信
したポート以外の各々のポートにおいて、マルチキャス
トパケットの宛先のレイヤ2グループアドレスがテーブ
ルに登録されている場合のみマルチキャストパケットを
そのポートに転送する手段を有する。
のメッセージの種類を解析する手段を持ち、解析したレ
イヤ3のメッセージの内容が、レイヤ3のマルチキャス
トグループへの加入要求や加入状況問い合わせ等の管理
メッセージである場合、管理メッセージの種別がマルチ
キャストの加入要求である場合には、加入を要求するレ
イヤ3グループアドレスが加入要求メッセージを受信し
たポートに対応するテーブルに登録されているかを調
べ、登録済みであれば他のポートへ加入要求メッセージ
を転送せず、未登録であれば加入要求メッセージを受信
したポートを除く全ポートに転送し、加入を要求するレ
イヤ3グループアドレスを加入要求メッセージを受信し
たポートに対応するテーブルに登録し、かつ登録したレ
イヤ3のグループアドレスに対応するレイヤ2のグルー
プアドレスがテーブルに未登録であればあわせて登録す
る手段を有する。
ストの加入状況問い合わせである場合には、受信したポ
ートを除く全ポートへこの加入状況問い合わせメッセー
ジを転送すると共に、受信したポートを除く全ポートの
テーブルに登録されているレイヤ3のグループアドレス
を収集し、収集したそれぞれのレイヤ3のグループアド
レスを宛先とするレイヤ3のマルチキャストの加入要求
メッセージを作成して、加入状況問い合わせメッセージ
を受信したポートへ出力する手段を有する。
のレイヤ3グループアドレスを宛先とするマルチキャス
トの加入要求を受信しなかった場合は、該当するレイヤ
3グループアドレスをテーブルから削除し、この削除の
結果レイヤ2グループアドレスに対応するレイヤ3グル
ープアドレスが無くなった場合には、レイヤ2グループ
アドレスをテーブルから削除する手段を有する。
第1の発明のマルチキャスト通信装置において、任意の
ポートから周期的にマルチキャストの加入状況問い合わ
せメッセージを送信する手段を有する。
加入状況問い合わせのメッセージを受信した場合は、こ
のメッセージを他のポートへと転送せず、このメッセー
ジを受信したポートを除く全ポートに対応するテーブル
に登録されたレイヤ3グループアドレスを収集し、収集
したそれぞれのレイヤ3グループアドレスを宛先とする
マルチキャストの加入要求メッセージを作成し、この加
入要求メッセージを、受信した前記ポートから出力する
手段を有する。
双方向CATVネットワークのセンター局または加入者
局において、下りパケットの入力及び上りパケットの出
力をおこなう第1のポートと、下りパケットの出力及び
上りパケットの入力をおこなう第2のポートと、第1の
ポートと第2のポート間でOSIの7層モデルにおける
レイヤ2のブリッジングをおこなう手段を有する。
のポートから第2のポートへと転送すべき下りマルチキ
ャストパケットの宛先のレイヤ2グループアドレスとレ
イヤ3グループアドレスを保持するテーブルと、レイヤ
3のグループアドレスをレイヤ2のグループアドレスに
変換する手段とを有する。
トから下りマルチキャストパケットを受信した場合、そ
の宛先のレイヤ2グループアドレスが前記テーブルに登
録されている場合のみ前記第2のポートへと転送し、登
録されていなければ下りマルチキャストパケットを破棄
する手段を有する。センター局または加入者局は第1の
ポート及び第2のポートから受信したレイヤ3のメッセ
ージの種類を解析する手段を有する。
からマルチキャストの加入要求メッセージを受信した場
合には、加入を要求するレイヤ3グループアドレスがテ
ーブルに登録済みであるかを検査し、登録済みであれば
第1のポートへこの加入要求メッセージを転送せず、未
登録であれば第1のポートへと転送し、テーブルに加入
を要求するレイヤ3グループアドレスを登録し、かつ登
録したレイヤ3のグループアドレスに対応するレイヤ2
のグループアドレスがテーブルに未登録であればあわせ
て登録する手段を有する。
トから周期的にマルチキャストの加入状況問い合わせメ
ッセージを送信する手段を有する。センター局または加
入者局が第1のポートからマルチキャストの加入状況問
い合わせメッセージを受信した場合には、このメッセー
ジを第2のポートへと転送せず、テーブルに登録済みの
レイヤ3のグループアドレスを収集し、収集したそれぞ
れのレイヤ3のグループアドレスを宛先とするレイヤ3
のマルチキャストの加入要求メッセージを作成し、第1
のポートから出力する手段を有する。
定期間第2のポートからテーブルに登録済みのレイヤ3
グループアドレスを宛先とするマルチキャストの加入要
求メッセージを受信しなかった場合は、該当するレイヤ
3グループアドレスをテーブルから削除し、この削除の
結果レイヤ2グループアドレスに対応するレイヤ3グル
ープアドレスが無くなった場合にはレイヤ2グループア
ドレスをテーブルから削除する手段を有する。
センター局または加入者局の入出力ポート毎に転送すべ
きレイヤ2及びレイヤ3のグループアドレスをのテーブ
ルを備えているので、センター局または加入者局は、以
下の方法により、マルチキャストパケットフィルタリン
グ処理を行う。
トパケットを受信すると、受信したパケットのレイヤ2
における宛先グループアドレスがパケットを受信したポ
ート以外のポートのテーブルに登録されていれば、その
ポートにパケットを転送し、登録されていなければ受信
したパケットを破棄することにより、配下の端末が配信
を要望するグループアドレス宛のマルチキャストパケッ
トのみをフィルタリングすることができる。このテーブ
ルに対するグループアドレスの登録及び削除は、以下の
ように、レイヤ3のマルチキャスト管理メッセージを送
受信することによりおこなう。
レイヤ3におけるヘッダ部分から、受信パケットがマル
チキャストの管理メッセージであるかどうかを判断す
る。受信パケットがマルチキャストの管理メッセージ以
外であればレイヤ2におけるブリッジングをおこない、
マルチキャストの管理メッセージであれば以下のような
処理をおこなう。
マルチキャストの加入要求である場合には、加入を要求
するレイヤ3のグループアドレスが、受信したポートに
対応するテーブルに登録済みであるかを調べる。登録済
みであれば受信した加入要求メッセージを他のポートに
転送せず、該当するレイヤ3グループアドレスのテーブ
ルにおける有効期間を更新する。未登録であれば、受信
した加入要求メッセージを受信ポートを除く全ポートに
転送し、加入を要求するレイヤ3グループアドレスをテ
ーブルに登録する。
レイヤ2のグループアドレスに変換し、レイヤ2グルー
プアドレスがメッセージを受信したポートに対応するテ
ーブルに未登録であれば登録する。レイヤ2のグループ
アドレスとレイヤ3のグループアドレスとは必ずしも1
対1に対応せず、例えばIEEE802.3ネットワー
ク上でTCP/IPプロトコルを用いた通信を用いる場
合、1つのレイヤ2グループアドレスに対して最大32
のレイヤ3グループアドレスが対応する。このため、マ
ルチキャストパケットの転送制御は、テーブルのレイヤ
2グループアドレスのみを参照しておこなうが、テーブ
ルには、レイヤ2のグループアドレスだけではなく、レ
イヤ3のグループアドレスもあわせて登録するようにす
る。
種別がマルチキャストの加入状況問い合わせであった場
合には、メッセージを受信したポートを除く全ポートへ
この加入状況問い合わせメッセージを転送し、受信ポー
トを除く全ポートに対応するテーブルに登録されている
レイヤ3のグループアドレスを収集し、収集したそれぞ
れのレイヤ3のグループアドレスを宛先とするレイヤ3
のマルチキャストの加入要求メッセージを作成して、加
入状況問い合わせメッセージを受信した前記ポートへ出
力する。
イヤ2のグループアドレスには、予め定めた有効期間を
与え、マルチキャストの加入要求メッセージを受信する
毎に有効期間を更新する。テーブルに登録済みのレイヤ
3グループアドレスを宛先とするマルチキャストの加入
要求メッセージを一定期間受信しない場合には、該当す
るレイヤ3グループアドレスをテーブルから削除する。
この削除の結果、レイヤ2グループアドレスに対応する
レイヤ3グループアドレスが無くなった場合には、レイ
ヤ2グループアドレスをテーブルから削除する。
では、レイヤ3のマルチキャスト管理メッセージの送受
信を通じたマルチキャストの転送テーブルの管理によ
り、レイヤ3のパケットルーティング機能やルーティン
グ情報の交換機能を実装することなく、受信したマルチ
キャストパケットを全ポートではなく必要とされるポー
トにのみ転送し、帯域を効率的に利用することができ
る。
置は、受信したレイヤ3のマルチキャスト管理メッセー
ジの内マルチキャストの加入要求については、配下の端
末から初めて加入要求メッセージを受信した場合を除き
他のポートに転送しないようにしているので、上記米国
特許5,608,726号記載の発明とは異なり、ブリ
ッジ装置配下の端末が、他のブリッジ装置配下の端末が
送信したマルチキャストの加入要求メッセージの受信に
よりマルチキャストの加入要求メッセージの送信を停止
することはない。
装置では、マルチキャストの加入状況問い合わせメッセ
ージを任意のポートに転送した後、一定期間内に同ポー
ト配下の端末からマルチキャストの加入要求メッセージ
を受信しない場合には、登録済みのグループアドレスを
テーブルから削除する手段を有しているので、配下の端
末がマルチキャストパケットの受信を停止した場合に
は、すみやかにマルチキャストパケットの転送を止める
ことができるという利点を持つ。
いては、センター局または加入者局の任意のポートから
周期的にマルチキャストの加入状況の問い合わせメッセ
ージを作成して送信し、また、マルチキャストの加入状
況の問い合わせメッセージを受信した場合には他のポー
トに転送しないようにする。通常、マルチキャストの加
入状況の問い合わせメッセージは、ルータ装置が作成し
て送信するものであるが、マルチキャスト通信装置にこ
のマルチキャストの加入状況の問い合わせ送信機能を追
加することにより、ネットワーク構成にルータ装置が含
まれない場合においても、受信したマルチキャストパケ
ットを全ポートではなく必要とされるポートにのみ転送
し、帯域を効率的に利用することができる。
は、双方向CATVネットワークのセンター局または加
入者局において、下りパケットの入力及び上りパケット
の出力をおこなう第1のポートと、下りパケットの出力
及び上りパケットの入力をおこなう第2のポートを備
え、第1のポートと第2のポートの間では、OSIの7
層モデルにおけるレイヤ2のブリッジングをおこなう。
転送すべき下りマルチキャストパケットの宛先のレイヤ
2グループアドレスとレイヤ3グループアドレスを保持
するテーブルを備え、またレイヤ3のグループアドレス
をレイヤ2のグループアドレスに変換する手段を備えて
いるので、センター局または加入者局が第1のポートか
ら下りマルチキャストパケットを受信した場合、その宛
先のレイヤ2グループアドレスがテーブルに登録されて
いる場合には第2のポートへと転送し、登録されていな
ければ受信した下りマルチキャストパケットを破棄す
る。テーブルへのアドレス追加及び削除方法は、以下に
示すようにマルチキャストの管理メッセージの送受信に
より動的におこなう。
からマルチキャストの加入要求メッセージを受信した場
合には、加入を要求するレイヤ3グループアドレスがテ
ーブルに登録済みであるかを検査し、登録済みであれば
第1のポートへこの加入要求メッセージを転送せず、未
登録であれば第1のポートへと転送し、テーブルに加入
を要求するレイヤ3グループアドレスを登録し、かつ登
録したレイヤ3のグループアドレスに対応するレイヤ2
のグループアドレスがテーブルに未登録であればあわせ
て登録する。
の転送は、第2のポートに接続された配下の端末から初
めてマルチキャストの加入要求メッセージを受信したと
きにおこなう。また、センター局または加入者局は、第
2のポートから周期的にマルチキャストの加入状況問い
合わせメッセージを送信し、第2のポートに接続された
端末に対し、下りマルチキャストの転送の継続の要望を
問い合わせる。
トからマルチキャストの加入状況問い合わせメッセージ
を受信した場合には、このメッセージを第2のポートへ
と転送せず、テーブルに登録済みのレイヤ3のグループ
アドレスを収集し、収集したそれぞれのレイヤ3のグル
ープアドレスを宛先とするレイヤ3のマルチキャストの
加入要求メッセージを作成し、第1のポートから出力す
る。加入要求メッセージを出力する前に、他の加入者局
またはセンター局から同一のレイヤ3グループアドレス
を宛先とするマルチキャストの加入要求メッセージを受
信した場合には、このメッセージを出力せずに廃棄す
る。
定期間第2のポートからテーブルに登録済みのレイヤ3
グループアドレスを宛先とするマルチキャストの加入要
求メッセージを受信しない場合には、該当するレイヤ3
グループアドレスをテーブルから削除し、この削除の結
果レイヤ2グループアドレスに対応するレイヤ3グルー
プアドレスが無くなった場合にはレイヤ2グループアド
レスをテーブルから削除する。
ヤ3のマルチキャスト管理メッセージの送受信を通じた
マルチキャストの転送テーブルの管理により、レイヤ3
のパケットルーティング機能やルーティング情報の交換
機能を実装することなく、必要な場合にのみ受信した下
りマルチキャストパケットを配下の端末に転送するた
め、帯域を効率的に利用することができる。
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実
施の形態のマルチキャスト通信装置における、サーバ端
末10、センター局20、加入者局群30〜32、クラ
イアント端末群40〜45の接続図である。
1の回線60を介して接続され、センター局20と加入
者局群30、31、32とは、第2の回線70を介して
接続され、加入者局30とクライアント端末40とは、
第3の回線80を介して接続され、加入者局31とクラ
イアント端末群41、42とは、第3の回線81を介し
て接続され、加入者局32とクライアント端末群43、
44、45とは、それぞれ第3の回線82を介して接続
される。
加入者局30、31、32から受信したパケットに対し
てレイヤ3における転送処理をおこない、ルータ装置と
して動作する。また、加入者局30、31、32は、セ
ンター局20またはクライアント端末群40、41、4
2、43、44、45から受信したパケットに対してレ
イヤ2における転送処理をおこない、ブリッジ装置とし
て動作する。
b/sのイーサネットである。第2の回線70は、CA
TVの同軸ケーブル網であり、下り放送回線と上りマル
チアクセス回線の物理回線速度の典型的な数値は、それ
ぞれ30Mb/sと2Mb/sである。また、第3の回
線80、81、82は、物理回線速度10Mb/sのイ
ーサネットである。
示す。本実施の形態では、データ通信網において一般的
に普及しているTCP/IPプロトコルを使用する。図
2の左側は第1の回線60側のプロトコル階層、右側は
第2の回線70側のプロトコル階層である。第1の回線
60側のIEEE802.3/DIX PHY層101
はイーサネットに対し電気的な送受信処理をおこなう。
02及びIEEE802.2/DIX LLC層103
は、第1の回線60側のレイヤ2の処理、すなわち入出
力データのフレームへの分割と結合、誤りフレームの破
棄、マルチアクセス制御などをおこなう。また、第2の
回線70側のCable PHY層105は、CATV
の同軸網を介して送受信する高周波信号の電気的な処理
をおこない、Cable MAC層106及びIEEE
802.2/DIX LLC層107は、レイヤ2の処
理をおこなう。
第2の回線70からマルチキャストパケット200を受
信すると、これらの下位層の処理をおこなった後、レイ
ヤ3であるIP層100においてルーティング処理をお
こなう。また、IGMPメッセージ201に関しては、
IP層100の内部に位置するIGMP副層104にお
いて送受信の処理をおこない、第1の回線60と第2の
回線70との間で転送すべきマルチキャストパケットの
グループアドレスを管理する。
コル階層を示す。図3の左側は第2の回線70側のプロ
トコル階層、右側は第3の回線80、81、82側のプ
ロトコル階層である。
または第3の回線よりマルチキャストパケット250を
受信すると、レイヤ2であるIEEE802.2/DI
XLLC層153及び157との間でトランスペアレン
トにブリッジング処理をおこなう。一方、IGMPメッ
セージ251に関しては、センター局20と同様にIP
層150の内部に位置するIGMP副層154において
送受信の処理をおこない、クライアント端末群へと転送
すべきマルチキャストパケットのグループアドレスを管
理する。
MPメッセージに対する処理をおこなうため、パケット
受信時にIPヘッダに含まれるプロトコル番号フィール
ドを検査し、その結果IGMPメッセージであった場合
はブリッジング処理をおこなわず、上位のIGMP副層
154に引き渡すようにする。また、IGMP副層15
4は、下位層のブリッジング処理に対し、クライアント
端末群へと転送すべき下りパケットのレイヤ2における
グループアドレスを通知する。
る下りマルチキャストパケットの転送制御テーブル40
0の構成例である。
のグループアドレス、項目420は項目410のレイヤ
2グループアドレスに対応するレイヤ3のグループアド
レス、項目430は項目420の有効期限を示す。ま
た、項目411はレイヤ2のグループアドレス、項目4
21は項目411のレイヤ2グループアドレスに対応す
るレイヤ3のグループアドレス、項目431は項目42
1の有効期限を示す。さらに、項目412はレイヤ2の
グループアドレス、項目422及び423は項目412
のレイヤ2グループアドレスに対応するレイヤ3のグル
ープアドレス、項目432及び433はそれぞれ項目4
22及び423の有効期限を示す。
70から下りマルチキャストパケット250を受信する
と、その宛先レイヤ2グループアドレスが転送制御テー
ブル400の項目410、411、412、...に登
録されていればそれぞれ第3の回線80、81、82を
介して、受信したパケットを転送し、未登録であれば受
信したパケットを破棄する。
3の回線80、81、82よりIGMPのメンバーシッ
プレポートメッセージを受信すると、このメッセージで
指定されたレイヤ3グループアドレスが転送制御テーブ
ル400の項目420、421、422、42
3、...に登録されていれば、対応する有効期限の項
目を更新し、受信したメンバーシップレポートメッセー
ジを破棄する。
御テーブル400に登録されていない場合には、受信し
たメンバーシップレポートメッセージを第2の回線70
に転送し、レイヤ3グループアドレスの項目を転送制御
テーブル400に新たに追加する。また、追加したレイ
ヤ3グループアドレスに対応するレイヤ2グループアド
レスの項目が転送制御テーブル400に未登録であれ
ば、新たにレイヤ2グループアドレスの項目を追加す
る。
の回線80、81、82からIGMPのメンバーシップ
レポートメッセージを受信せず、転送制御テーブル40
0の該当するグループアドレスの有効期限が過ぎた場合
には、対応するレイヤ3グループアドレスの項目を削除
する。この削除の結果、レイヤ2グループアドレスに対
応するレイヤ3グループアドレスの数が0になった場合
には、転送制御テーブル400からレイヤ2グループア
ドレスの項目も削除する。
チキャスト通信装置における、サーバ端末10、センタ
ー局20、加入者局30、31、32、及びクライアン
ト端末40間のメッセージシーケンスの一例を示してい
る。以下、本発明の第1の実施の形態の動作について、
図5に示す各端末間のメッセージシーケンスを参照して
説明する。
0からIGPMのメンバーシップレポートを受信してい
ない初期状態において、加入者局30が、センター局2
0から下りマルチキャストパケット300を受信した場
合、クライアント端末40へは転送せずに受信パケット
を廃棄する。
チキャストパケットの受信を開始するため、転送を要望
するグループアドレス宛にIGMPのメンバーシップレ
ポートメッセージ320を送信し、加入者局30が、こ
のメンバーシップレポートメッセージ320を受信する
と、加入者局30は、まずセンター局20に受信したメ
ッセージを転送し、以後このメッセージで指定されたグ
ループアドレス宛の下りマルチキャストパケット301
をセンター局20から受信した場合には、クライアント
端末40へ転送する。
に送信するIGMPのメンバーシップクイアリーメッセ
ージ341、342を受信すると、該メッセージをクラ
イアント端末40に転送してマルチキャストパケットの
転送の継続を要望するか否かを問い合わせる。クライア
ント端末40は、この問い合わせに対し、メンバーシッ
プレポートメッセージ321、322を送信して応答す
ることにより、加入者局30に対してマルチキャストパ
ケットの転送継続を要求する。
対して一定期間以上クライアント端末からメンバーシッ
プレポートメッセージによる応答を受信しない場合に
は、下りマルチキャストパケットの転送を停止する。
から受信したメンバーシップクイアリーメッセージ34
1、342に対し、下りマルチキャストパケットの転送
制御テーブル400に登録された各々のレイヤ3グルー
プアドレスを宛先とするIGMPのメンバーシップレポ
ートメッセージを作成し、センター局20に対して送信
する。このとき、加入者局30がメンバーシップレポー
トメッセージを送信する前に、他の加入者局31または
32からメンバーシップレポートメッセージ323によ
る応答を受信した場合には、該当するグループアドレス
宛のメンバーシップレポートメッセージを送信しないよ
うにする。
トに対してはブリッジ装置として動作する加入者局30
群が、IGMPによるマルチキャストの管理メッセージ
の送受信によりマルチキャストパケットの転送テーブル
を制御することにより、レイヤ3のパケットルーティン
グ機能やルーティング情報の交換機能を実装することな
く、配下の端末が配信を要望するグループアドレス宛の
マルチキャストパケットのみをフィルタリングして転送
するので、帯域を効率的に利用することができる。
第2の実施の形態におけるセンター局20のプロトコル
階層を示している。なお、ネットワークの構成について
は第1の実施の形態と同様である。図6の左側は第1の
回線60側のプロトコル階層、右側は第2の回線70側
のプロトコル階層である。
態における加入者局30、31、32と同様であり、通
常のマルチキャストパケット210に対してはレイヤ2
におけるブリッジング処理をおこなう。また、IGMP
メッセージ211に関してはIP層110の内部に位置
するIGMP副層114において送受信処理をおこな
い、第1の回線60から第2の回線70へと転送すべき
マルチキャストパケットの宛先グループアドレスを管理
する。また、センター局20におけるマルチキャストの
配層管理テーブルの構成は、第1の実施の形態における
転送管理テーブル400と同様である。
おけるサーバ端末10、センター局20、加入者局3
0、31、32、及びクライアント端末40間のメッセ
ージシーケンスの第2の実施の形態を示している。
に、配下のクライアント端末40からIGMPのメンバ
ーシップレポートメッセージ325を初めて受信する
と、受信したメッセージをセンター局20に転送する。
また、加入者局30は、このメンバーシップレポートメ
ッセージ325で指定されたグループアドレスをマルチ
キャストパケットの転送制御テーブルに登録し、以後同
グループアドレス宛のマルチキャストパケット303を
センター局から受信した場合は、クライアント端末40
に転送する。
30から初めてメンバーシップレポートメッセージ32
5を受信すると、メッセージで指定されたグループアド
レスを内部のマルチキャストパケットの転送制御テーブ
ルに登録し、以後同グループアドレス宛のマルチキャス
トパケット303をサーバ端末から受信した場合には、
加入者局30、31、32に転送する。
Pのメンバーシップクイアリーメッセージ346、34
7、348、...を作成して配下の加入者局30、3
1、32に送信し、加入者局30、31、32は、これ
に対してマルチキャストパケットの配信を要望する場合
にはメンバーシップレポートメッセージを作成して応答
する。一方、加入者局30は、センター局20から受信
したメンバーシップクイアリーメッセージを配下のクラ
イアント端末40に転送せず、周期的にメンバーシップ
クイアリーメッセージを作成して配下のクライアント端
末40に向けて送信する。
ター局及び加入者局がIGMPのメンバーシップクイア
リーメッセージを作成して送信することにより、網内に
マルチキャストに対応したルータ装置が存在しない場合
においても、配下の端末が配信を要望するグループアド
レス宛のマルチキャストパケットのみをフィルタリング
して転送し、帯域を効率的に利用することができる。
向CATVネットワークにおいてセンター局または加入
者局がブリッジ装置として動作する場合、レイヤ3のパ
ケットルーティング機能やルーティング情報の交換機能
を実装することなく、配下の端末が配信を要望するグル
ープアドレス宛のマルチキャストパケットのみをフィル
タリングして転送することにより、帯域を効率的に利用
することができる。
信装置におけるサーバ端末、センター局、加入者局、及
びクライアント端末の接続図である。
信装置におけるセンター局のプロトコル階層を示す図で
ある。
信装置における加入者局のプロトコル階層を示す図であ
る。
信装置における、転送制御テーブルの構成を示す図であ
る。
実施の形態を示す図である。
ター局のプロトコル階層の第2の実施の形態を示す図で
ある。
実施の形態を示す図である。
PHY層 102、112、156 IEEE802.3/DIX
MAC層 103、113、107、117、153、157 I
EEE802.2/DIX LLC層 104、114、154 IGMP副層 105、115、151 Cable PHY層 106、116、152 Cable MAC層 118、158 トランスペアレントブリッジング層 200、210、250 マルチキャストパケット 201、211、251 IGMPメッセージ 300〜303 マルチキャストパケット 320〜329 メンバーシップレポートメッセージ 341〜348 メンバーシップクイアリーメッセージ 400 転送制御テーブル 410〜412 レイヤ2グループアドレス 420〜423 レイヤ3グループアドレス 430〜433 有効期限
Claims (7)
- 【請求項1】 双方向CATVネットワークにおける
センター局または加入者局であって、該センター局また
は加入者局は、 パケットの入出力をおこなう複数のポートと、 該ポート間でOSIの7層モデルにおけるレイヤ2のブ
リッジングをおこなう手段と、 各々の該ポート毎に前記OSIの7層モデルにおけるレ
イヤ2とレイヤ3のグループアドレスを保持する転送制
御テーブルと、 前記レイヤ3のグループアドレスを前記レイヤ2のグル
ープアドレスに変換する手段と、 任意の前記ポートからマルチキャストパケットを受信し
た場合、受信したポート以外の各々のポートに対する前
記テーブルに、前記マルチキャストパケットの宛先のレ
イヤ2グループアドレスが登録されている場合のみ前記
マルチキャストパケットを当該ポートに転送する手段
と、 前記ポートの各々から受信した前記レイヤ3のメッセー
ジを解析して、その内容がレイヤ3のマルチキャストの
グループへの加入要求や加入状況問い合わせを示す管理
メッセージであれば抽出する手段と、 前記抽出した管理メッセージがマルチキャストの加入要
求である場合には、加入を要求する前記レイヤ3グルー
プアドレスが加入要求メッセージを受信した前記ポート
に対応する前記テーブルに登録済みであるか否かを検査
し、登録済みであれば他の前記ポートへ該加入要求メッ
セージを転送せず、未登録であれば該加入要求メッセー
ジを受信した前記ポートを除く全ポートに転送し、加入
要求メッセージを受信した前記ポートに対応する前記テ
ーブルに加入を要求するレイヤ3グループアドレスを登
録し、かつ登録したレイヤ3のグループアドレスに対応
するレイヤ2のグループアドレスが前記テーブルに未登
録であればあわせて登録する手段と、 前記抽出した管理メッセージがマルチキャストの加入状
況問い合わせである場合には、受信した前記ポートを除
く全ポートへ該加入状況問い合わせメッセージを転送す
ると共に、受信したポートを除く全ポートに対応する前
記転送制御テーブルに登録されているレイヤ3のグルー
プアドレスを収集し、該収集したそれぞれのレイヤ3の
グループアドレスを宛先とするレイヤ3のマルチキャス
トの加入要求メッセージを作成して、前記加入状況問い
合わせメッセージを前記受信したポートから出力する手
段と、 一定期間前記ポートを介して前記テーブルに登録済みの
レイヤ3グループアドレスを宛先とするマルチキャスト
の加入要求メッセージを受信しなかった場合は、該当す
る前記レイヤ3グループアドレスを前記テーブルから削
除し、該削除の結果、前記テーブルに登録されているレ
イヤ2グループアドレスに対応するレイヤ3グループア
ドレスが無くなった場合には該当する前記レイヤ2グル
ープアドレスを前記テーブルから削除する手段と、を有
することを特徴とするマルチキャスト通信装置。 - 【請求項2】 双方向CATVネットワークにおけるセ
ンター局または加入者局であって、該センター局または
加入者局は、 パケットの入出力をおこなう複数のポートと、 該ポート間でOSIの7層モデルにおけるレイヤ2のブ
リッジングをおこなう手段と、 各々の該ポート毎に前記OSIの7層モデルにおけるレ
イヤ2とレイヤ3のグループアドレスを保持する転送制
御テーブルと、 前記レイヤ3のグループアドレスを前記レイヤ2のグル
ープアドレスに変換する手段と、 任意の前記ポートからマルチキャストパケットを受信し
た場合、受信したポート以外の各々のポートに対する前
記テーブルに、前記マルチキャストパケットの宛先のレ
イヤ2グループアドレスが登録されている場合のみ前記
マルチキャストパケットを当該ポートに転送する手段
と、 前記ポートの各々から受信した前記レイヤ3のメッセー
ジを解析して、その内容がレイヤ3のマルチキャストの
グループへの加入要求や加入状況問い合わせを示す管理
メッセージであれば抽出する手段と、 前記抽出した管理メッセージがマルチキャストの加入要
求である場合には、加入を要求する前記レイヤ3グルー
プアドレスが加入要求メッセージを受信した前記ポート
に対応する前記テーブルに登録済みであるか否かを検査
し、登録済みであれば他の前記ポートへ該加入要求メッ
セージを転送せず、未登録であれば該加入要求メッセー
ジを受信した前記ポートを除く全ポートに転送し、加入
要求メッセージを受信した前記ポートに対応する前記テ
ーブルに加入を要求するレイヤ3グループアドレスを登
録し、かつ登録したレイヤ3のグループアドレスに対応
するレイヤ2のグループアドレスが前記テーブルに未登
録であればあわせて登録する手段と、 前記ポートからマルチキャストの加入状況問い合わせメ
ッセージを受信した場合には、該メッセージを他のポー
トへと転送せず、前記転送制御テーブルを参照して前記
メッセージを受信した前記ポートを除く全ポートに対応
する前記転送制御テーブルに登録されているレイヤ3グ
ループアドレスを収集し、該収集したそれぞれのレイヤ
3グループアドレスを宛先とするマルチキャストの加入
要求メッセージを作成して、マルチキャストの加入状況
問い合わせメッセージを前記受信したポートから出力す
る手段と、 任意の前記ポートから周期的にマルチキャストの加入状
況問い合わせメッセージを送信する手段と、 一定期間前記ポートを介して前記テーブルに登録済みの
レイヤ3グループアドレスを宛先とするマルチキャスト
の加入要求メッセージを受信しなかった場合は、該当す
る前記レイヤ3グループアドレスを前記テーブルから削
除し、該削除の結果、前記テーブルに登録されているレ
イヤ2グループアドレスに対応するレイヤ3グループア
ドレスが無くなった場合には該当する前記レイヤ2グル
ープアドレスを前記テーブルから削除する手段と、を有
することを特徴とするマルチキャスト通信装置。 - 【請求項3】 双方向CATVネットワークのセンター
局または加入者局であって、該センター局または加入者
局は、 下りパケットの入力及び上りパケットの出力をおこなう
第1のポートと、 下りパケットの出力及び上りパケットの入力をおこなう
第2のポートと、 前記第1のポートと前記第2のポート間でOSIの7層
モデルにおけるレイヤ2のブリッジングをおこなう手段
と、 前記第1のポートから前記第2のポートへと転送すべき
下りマルチキャストパケットの宛先のレイヤ2グループ
アドレスとレイヤ3グループアドレスを保持する転送制
御テーブルと、 前記レイヤ3のグループアドレスを前記レイヤ2のグル
ープアドレスに変換する手段と、 前記第1のポートから下りマルチキャストパケットを受
信したとき、該下りマルチキャストパケットの宛先のレ
イヤ2グループアドレスが前記テーブルに登録されてい
る場合のみ前記第2のポートへと転送し、登録されてい
なければ該下りマルチキャストパケットを破棄する手段
と、 前記第1のポート及び前記第2のポートから受信したレ
イヤ3のメッセージの種類を解析する手段と、 前記第2のポートからマルチキャストの加入要求メッセ
ージを受信したとき、加入を要求するレイヤ3グループ
アドレスが前記テーブルに登録済みであるかを検査し、
登録済みであれば前記第1のポートへこの加入要求メッ
セージを転送せず、未登録であれば前記第1のポートへ
と転送し、前記テーブルに加入を要求するレイヤ3グル
ープアドレスを登録し、かつ登録したレイヤ3のグルー
プアドレスに対応するレイヤ2のグループアドレスが前
記テーブルに未登録であればあわせて登録する手段と、 前記第2のポートから周期的にマルチキャストの加入状
況問い合わせメッセージを送信する手段と、 前記第1のポートからマルチキャストの加入状況問い合
わせメッセージを受信した場合には、このメッセージを
前記第2のポートへと転送せず、前記テーブルに登録済
みのレイヤ3のグループアドレスを収集し、収集したそ
れぞれのレイヤ3のグループアドレスを宛先とするレイ
ヤ3のマルチキャストの加入要求メッセージを作成し、
第1のポートから出力する手段と、 一定期間前記第2のポートから前記テーブルに登録済み
のレイヤ3グループアドレスを宛先とするマルチキャス
トの加入要求メッセージを受信しなかった場合は、該当
するレイヤ3グループアドレスを前記テーブルから削除
し、該削除の結果、前記テーブルに登録されているレイ
ヤ2グループアドレスに対応するレイヤ3グループアド
レスが無くなった場合には該当するレイヤ2グループア
ドレスを前記テーブルから削除する手段と、を有するこ
とを特徴とするマルチキャスト通信装置。 - 【請求項4】 双方向CATVネットワークにおけるセ
ンター局または加入者局の入出力ポート毎に転送すべき
レイヤ2及びレイヤ3のグループアドレスを保持する転
送制御テーブルを備え、任意のポートからマルチキャス
トパケットを受信すると、受信したパケットのレイヤ2
における宛先グループアドレスがパケットを受信したポ
ート以外のポートに対応する前記テーブルに登録されて
いれば、そのポートにパケットを転送し、登録されてい
なければ受信したパケットを破棄することにより、配下
の端末が配信を要望するグループアドレス宛のマルチキ
ャストパケットのみをフィルタリングするマルチキャス
ト通信方法において、 前記ポートで受信したマルチキャストパケットが、マル
チキャストの管理メッセージである場合、該管理メッセ
ージの種別がマルチキャストの加入要求である場合に
は、加入を要求するレイヤ3のグループアドレスが、前
記受信したポートに対応する前記テーブルに登録済みで
あるかを調べ、登録済みであれば受信した加入要求メッ
セージを他のポートに転送せず、該当するレイヤ3グル
ープアドレスのテーブルにおける有効期間を更新し、未
登録であれば、受信した加入要求メッセージを、前記受
信ポートを除く全ポートに転送し、加入を要求するレイ
ヤ3グループアドレスを前記テーブルに登録するととも
に、前記レイヤ3のグループアドレスを前記レイヤ2の
グループアドレスに変換し、前記レイヤ2グループアド
レスが前記メッセージを受信したポートに対応する前記
テーブルに未登録であれば登録し、 前記受信したマルチキャストの管理メッセージの種別が
マルチキャストの加入状況問い合わせメッセージの場合
には、該メッセージを受信したポートを除く全ポートへ
該加入状況問い合わせメッセージを転送し、前記メッセ
ージを受信したポートを除く全ポートに対応する前記テ
ーブルに登録されているレイヤ3のグループアドレスを
収集し、該収集したそれぞれのレイヤ3のグループアド
レスを宛先とするレイヤ3のマルチキャストの加入要求
メッセージを作成して、前記加入状況問い合わせメッセ
ージを受信した前記ポートへ出力することを特徴とする
マルチキャスト通信方法。 - 【請求項5】 前記テーブルに登録した各々のレイヤ3
及びレイヤ2のグループアドレスに対して、予め定めた
有効期間を設定し、前記マルチキャストの加入要求メッ
セージを受信する毎に前記有効期間を更新するととも
に、前記テーブルに登録済みのレイヤ3グループアドレ
スを宛先とするマルチキャストの加入要求メッセージを
一定期間受信しない場合には、該当する前記レイヤ3グ
ループアドレスをテーブルから削除し、該削除の結果、
前記レイヤ2グループアドレスに対応するレイヤ3グル
ープアドレスが無くなった場合には、該当するレイヤ2
グループアドレスを前記テーブルから削除することを特
徴とする請求項4記載のマルチキャスト通信方法。 - 【請求項6】 下りパケットの入力及び上りパケットの
出力をおこなう第1のポートと、下りパケットの出力及
び上りパケットの入力をおこなう第2のポートと、前記
第1のポートから前記第2のポートへと転送すべき下り
マルチキャストパケットの宛先のレイヤ2グループアド
レスとレイヤ3グループアドレスを保持する転送制御テ
ーブルを備え、前記第1のポートから下りマルチキャス
トパケットを受信した場合、該下りマルチキャッストパ
ケットの宛先のレイヤ2グループアドレスが前記テーブ
ルに登録されている場合のみ前記第2のポートに転送
し、登録されていなければ受信したパケットを破棄する
ことにより、配下の端末が配信を要望するグループアド
レス宛のマルチキャストパケットのみをフィルタリング
するセンター局または加入者局を有する双方向CATV
ネットワークにおけるマルチキャスト通信方法におい
て、 前記第2のポートから周期的にマルチキャストの加入状
況問い合わせメッセージを送信するとともに、前記第2
のポートからマルチキャストの加入要求メッセージを受
信した場合には、加入を要求するレイヤ3グループアド
レスが前記テーブルに登録済であれば前記第1のポート
へ該加入要求メッセージを転送せず、未登録であれば前
記第1のポートへと転送するとともに、前記テーブルに
加入を要求するレイヤ3グループアドレスを登録し、か
つ登録したレイヤ3のグループアドレスに対応するレイ
ヤ2のグループアドレスが前記テーブルに未登録であれ
ば併せて登録し、 前記第1のポートからマルチキャストの加入状況問い合
わせメッセージを受信した場合には、該メッセージを前
記第2のポートへと転送せず、前記テーブルに登録済の
レイヤ3のグループアドレスを収集し、該収集したそれ
ぞれのレイヤ3のグループアドレスを宛先とするレイヤ
3のマルチキャストの加入要求メッセージを作成して前
記第1のポートから出力することを特徴とするマルチキ
ャスト通信方法。 - 【請求項7】 前記第2のポートから一定期間前記テー
ブルに登録済みのレイヤ3グループアドレスを宛先とす
るマルチキャストの加入要求メッセージを受信しなかっ
た場合には、該当するレイヤ3グループアドレスを前記
テーブルから削除し、該削除の結果、前記レイヤ2グル
ープアドレスに対応するレイヤ3グループアドレスがな
くなった場合には、該当するレイヤ2グループアドレス
も前記テーブルから削除することを特徴とする請求項6
記載のマルチキャスト通信方法。
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