JP2000505279A - ルート制御されたatmネットワーク上でのlaneを用いたipマルチキャスト - Google Patents
ルート制御されたatmネットワーク上でのlaneを用いたipマルチキャストInfo
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Abstract
(57)【要約】
ルータによって相互接続された複数個のテレコミュニケーションサブネットを介してマルチキャストデータパケットを転送する方法およびシステムであって、前記複数個のテレコミュニケーションサブネットのうちの1個のサブネット内でデータパケットが受け取られる。データパケットがマルチキャストデータパケットである場合、そのマルチキャストデータパケットに対するマルチキャストIPアドレスが求められる。前記マルチキャストIPアドレスに関連するLANエミュレーションクライアントを決定するために、マルチキャスト転送データベースがアクセスされ、前記マルチキャストデータパケットに対するマルチキャストIPアドレスに関連するブロードキャスト・アンノウン・サーバが決定される。ポイント・ツー・ポイント接続を用いて、マルチキャストデータパケットのマルチキャストIPアドレスに関連する前記ブロードキャスト・アンノウン・サーバに、LANエミュレーションクライアントを介してそのマルチキャストデータパケットが送られる。ブロードキャスト・アンノウン・サーバは、ポイント・ツー・マルチポイント接続を用いて、そのマルチキャストデータパケットのマルチキャストIPアドレスに関連する各ルータへ、そのマルチキャストデータパケットをインターサブネットで送る。マルチキャストデータパケットが受け取られたサブネットとは異なるサブネットに、少なくとも1個のマルチキャストホストが接続されている。
Description
【発明の詳細な説明】
ルート制御されたATMネットワーク上でのLANEを用いた
IPマルチキャスト
発明の背景
1.発明の分野
本発明は、テレコミュニケーションの分野に関する。特に、本発明は非同期転
送モード(ATM)ネットワーク上のインターネットプロトコル(IP)マルチ
キャストトラフィックをルーティングするための方法およびシステムに関する。
2.関連技術の説明
インターネット上で使用される多数のアプリケーションは、互いに関与または
影響し合う多数のソースすなわち送り手、およびホストすなわち受け手を有する
。以前は、特にソースとマルチキャストグループの各ホストとの間に設けられた
回線を介して、同一データパケットを各ホストに送るために、従来のユニキャス
ト技術が用いられた。しかし、マルチキャスティングトラフィックのために用い
られていた従来のユニキャスト手法は、帯域幅と回路資源との両方の見地から不
経済である。
マルチキャストトラフィックのためにユニキャスト技術を用いることによる欠
点を克服するために、技術およびプロトコルが開発されており、それによると、
マルチキャストデータパケットがルータまたはスイッチの所定のルートに沿って
送られ、宛先ホストに最も近い場所で複製されることにより、マルチキャストト
ラフィックの量を低減する。例えば、ソースとマルチキャストグループのホスト
群との間に分散ルートを作成するために、多数のルーティングプロトコルが開発
されている。距離ベクトルマルチキャストルーティングプロトコル(DVMRP
)、マルチキャスト開放最短経路ファースト(MOSPF)プロトコルおよびプ
ロトコル非依存マルチキャスト(PIM)等のマルチキャストプロトコルを用い
ることにより、ルータおよびエンドステーションが「マルチキャスト認識状態(
aware)」になっている。
DVMRPプロトコルは、マルチキャストバックボーン(MBONE)におい
て広く用いられており、各々のソースおよび宛先ホストグループのための別個の
分散ツリーを生成する。スパニングツリー(極大木)とも呼ばれる分散ツリーは
、ソースからマルチキャストグループ内の各ホストに至る最短経路を提供する。
スパニングツリーは、マルチキャストグループのために、ソースが最初にメッセ
ージを近接したルータにブロードキャスト、すなわち送信し、そのメッセージが
ネットワーク内の他の全てのルータに伝搬され、その結果関係する各々のホスト
に到達するように構成されている。このメッセージはマルチキャストグループを
有効に記録し、リーチルータはそのメッセージを受け取る。記録されたマルチキ
ャストグループのどのメンバも特定のルータに接続されていない場合、そのルー
タは、直前の近接ルータに枝刈りメッセージを送り、それによって枝刈りメッセ
ージを送ったルータがスパニングツリーから除去される。その結果、最終的に生
成されるスパニングツリーが、ソースとネットワーク内のあらゆるホストとの間
に最短経路を提供する。周期的に、ブロードキャストおよび枝刈り処理が行われ
、スパニングツリーが更新される。DVMRPプロトコルは、稠密に分散された
マルチキャストグループに対してよく機能するが、メッセージブロードキャスト
および状態情報の保守に関連する処理オーバヘッドが、広域ネットワーク上に疎
らに分散したホスト群に対して費用のかかるものとなる。
MOSPFプロトコルは、OSPFプロトコルのトップに構築されたマルチキ
ャストルーティングプロトコルであり、それによって、OSPFルーティングド
メインを有するマルチキャストツリーを作成する能力を提供する。各MOSPF
ルータは、インターネットグループマネジメントプロトコル(IGMP)登録処
理によって特定のマルチキャストグループに関係するホスト群の情報を受け取る
。したがって、OSPFドメイン内の全てのルータは、ネットワークの完全トポ
ロジに関連する情報を備え、ソースとそのドメイン内の他のいずれかのホストと
の間に最適経路を構成することが可能である。しかし、MOSPFプロトコルを
用いて生成されるマルチキャストツリーは、OSPFドメインの境界にまで及ぶ
ことは不可能である。さらに、MOSPFプロトコルは、ネットワーク内のルー
タ間でひっきりなしにに交換される、かなりの量のオーバヘッドルーティング情
報
を生成するため、大領域に広がるマルチキャストツリーがうまくスケーリングさ
れない。
インターネットエンジニアリングタスクフォース(IETF)によって開発さ
れたPIMプロトコルは、交差(crossing)ドメインの境界に関連する問題を扱
い、基礎となるユニキャストプロトコルから独立している。PIMプロトコルは
、デンスモードと、スパースモードとを備える。デンスモードPIM(PIM−
DM)は、多く異なるドメインすなわちサブネットがマルチキャストグループに
属する少なくとも1個のホストを備え、ネットワーク帯域幅がクリティカルでな
い環境に適する。PIM−DMプロトコルは、DVMRPプロトコルとは異なり
、ルータに到達するデータパケットを近接する全ての下流ルータに送るという簡
単な技術を用いる。それら近接する下流ルータは、今度は、各自の近接ルータに
パケットを送る。ルーティングツリーは、各ルータが、マルチキャストグループ
内において自分に接続されたホストが存在するかどうかを決定すると枝刈りされ
る。
ネットワーク内のホストが疎らに分散されていると、ネットワークを介して殺
到する情報のPIM−DMに関連するオーバヘッドが極めて顕著になり、PIM
−SMプロトコルが使用される。PIM−SMにおいては、特定のマルチキャス
トグループに加入することに関心のあるホストは、マルチキャストグループに関
連するマルチキャストルーティングツリーに加入するための加入(ジョイン)オ
ペレーションを起動する責任を負う。加入リクエストが、その関心のあるホスト
からマルチキャストツリーのソースに向けて送られる。加入リクエストは、所望
のマルチキャストグループに属するホストを既に有するルータに遭遇するまで、
ソースに向けて伝搬される。その後、加入オペレーションを開始したホストと、
加入リクエストの伝搬が終了したルータとの間に全てのルータを含むように、ル
ーティングツリーが更新される。
ルータ上のマルチキャストプロトコルの展開は、一定の速度で進められている
。しかし、マルチキャスト認識ルータのいわゆる「島」が末だに存在し、そのル
ータがマルチキャスト認識(アウェア)ルータの他の島とは分離された状態にあ
る。図1は、複数個のマルチキャスト認識ルータ11とユニキャストルータ12
とを有する従来のMBONEネットワーク10の例を示す概略的なブロック図で
ある。
1個以上のユニキャストルータ12によって他のマルチキャスト認識ルータ11
から分離されたマルチキャスト認識ルータ又はそのようなマルチキャスト認識ル
ータのグループを、島と呼ぶ。1個以上のユニキャストルータ12を横切ってマ
ルチキャスト認識ルータ11間でマルチキャストトラフィックを転送するために
、「マルチキャストトンネリング」として知られた技術を用いる。すなわち、マ
ルチキャスト認識ルータ11は、ユニキャストパケット内にマルチキャストトラ
フィックをカプセル化する。カプセル化されたマルチキャストトラフィックは、
その後、ユニキャストルータを有するネットワーク部分を横切って送られる、す
なわちトンネリングされる。
他の多数のプロトコルがIETFによって開発中であり、それらプロトコルは
、従来のルーティングプロトコルのトップで機能し、アプリケーションがネット
ワーク内の資源を予約する能力を提供し、それによって指定されたサービス品質
(QoS)が達成できる。これらの特定のプロトコルは、例として資源予約プロ
トコル(RSVP)およびリアルタイムプロトコル(RTP)が挙げられる。
ATMフォーラムは、LANエミュレーション仕様(LANE)として知られ
ている仕様を開発しており、この仕様によれば、一般の(Legacy)LAN
に接続されたホストおよびATMに接続されたホストが、現存するアプリケーシ
ョンまたはソフトウェアを変更することなくATMリンクを介して通信できる。
LANE仕様は、エミュレーテッドローカルエリアネットワーク(ELAN)環
境を定め、この環境においては、既存のアプリケーションからみれば、ATMネ
ットワークはLANセグメントに見える。LANE環境内には、LANエミュレ
ーションサーバ(LES)、ブロードキャスト・アンノウン・サーバ(BUS)
およびLANエミュレーション・コンフィギュレーション・サーバ(LECS)
と呼ばれる3個の特殊なエンティティが存在する。LESは、メディアアクセス
コントロール(MAC)レイヤおよびATMアドレスで各エンドステーションに
ラベル付けすることによって、ATMアドレスを登録し解決する。アドレスマッ
ピングが、入口LANエミュレーションクライアント(LEC)により使用され
、出口LECに至るカットスルー・パスがセットアップされる。LANE環境内
では、ブロードキャストおよびマルチキャストトラフィックを分散するために、
B
USが使用される。
LECがマルチキャストまたはブロードキャストパケットをELAN内の他の
マルチキャストグループメンバに送ると、そのパケットはBUSに送られる。B
USは、ポイント・ツー・マルチポイントの仮想チャネル接続(VCC)におけ
るELAN環境内の他の全てのLECにパケットを転送する。BUSの代わりに
なるエンティティは、スペシャル・マルチキャスト・サーバ(SMS)である。
マルチキャストアドレスのためのデータを受け取ることを望むLECは、SMS
により登録され、所望のマルチキャストグループに追加される。特定のマルチキ
ャストグループに対するSMS上で受け取られるトラフィックは、そのマルチキ
ャストグループに対するポイント・ツー・マルチポイント回線上においてのみ転
送され、それによってELAN環境内の他のLECが関係のないトラフィックを
受け取らないようになる。LANE仕様は既存のLANおよびATMに接続され
たホストで動作するが、LANE仕様は、1つのATMネットワークの単一のサ
ブネットと定義される単一ELAN環境にのみ適用される。ELANが異なるサ
ブネット境界群に及ぶようなマルチキャスト・ソリューションは、LANE仕様
では定められていない。
マルチプロトコル・オーバー・ATM(MPOA)は、LANEおよびNHR
Pプロトコルのトップに構築された規格である。MPOAプロトコルは、トラフ
ィックが単一サブネット内に制限されるときにはLANEを使用するが、トラフ
ィックがサブネット境界を横断するときにはNHRPプロトコルを使用する。図
2は、複数個のサブネット21を横切る従来のMPOAの実現を示す概略ブロン
ク図である。データがまずソース22から宛先ホスト23に流れ始めると、その
データはELAN技術を用いて各サブネット21を通るデフォルトデータ経路2
4をたどる。各境界ルータ25では、パケットがリアセンブリ(組立直し)され
、レベル3の処理が行われ、これによりパケットが次のサブネット21にうまく
転送できる。データパケットがデフォルトデータ経路24を横切る間、宛先ホス
ト23のATMアドレスを決定するためのNHRPリクエストが生成される。A
TM宛先アドレス情報が一旦利用可能になると、ソース22がNHRPプロトコ
ルコンセプトを用いて宛先ホスト23への直接ユニキャスト接続26を設定し、
そ
れによって、全てのルータホップおよび費用のかかるレベル3の処理をバイパス
することが可能となる。
従来のIPマルチキャストルーティングプロトコル、例えばDVMRP、MO
SPF、PIM、LANEおよびMPOAの各々に対して、マルチキャストに参
加するルータの間でかなりの量の状態情報を交換しなければならない。その結果
、「加入」および「枝刈り」メッセージを含むオーバヘッドトラフィックは、マ
ルチキャストグループの大きさが増大すると、マルチキャストトラフィックの大
きな部分となる。さらに、DVMRP、MOSPFおよびPIMプロトコルに対
して、マルチキャストデータパケットが、その宛先に到達するまで、あるマルチ
キャストルータから次のマルチキャストルータまでホップを次々と繰り返すこと
により流れる。各ホップでは、レベル3の処理が行われ、それによってかなりの
セグメンテーションおよびリアセンブリオーバヘッド処理が行われることになる
。LANEおよびMPOAプロトコルを使用すると、マルチキャストトラフィッ
クがELANに限定される。その結果、マルチキャストグループに加入すること
を望むが、特定のELANに属さないホストは、マルチキャストセッションに参
加するために、まずELANのメンバにならなければならない。これは、メンバ
シップをマルチキャストグループに動的に変更するという重要な問題を提起する
。なぜなら、LANエミュレーションクライアント(ホスト)は、一時にはただ
1つのELANに属することしかできないからである。
必要であるのは、ATMネットワークを介してマルチキャストトラフィックを
転送する方法であって、処理オーバヘッド処理の出費があまり多くなく、うまく
スケーリングでき、マルチキャストパケットがATMネットワークを介して転送
される時にルータホップされる回数を減じ、ネットワーク資源およびネットワー
ク帯域幅を効率的に利用することができる方法である。
発明の概要
本発明は、処理オーバヘッドによる出費があまり多くなく、うまくスケーリン
グでき、マルチキャストパケットがATMネットワークを介して転送される時に
ルータホップされる回数を減じ、ネットワーク資源およびネットワーク帯域幅を
効率的に利用することができるATMネットワークを介したマルチキャストトラ
フィック転送方式を提供する。本発明の利点は、ルータによって相互接続された
複数個のテレコミュニケーション・サブネットを介してマルチキャストデータパ
ケットを転送する方法およびシステムによって提供され、この方法およびシステ
ムにおいては、データパケットは、前記複数個のテレコミュニケーションサブネ
ットのうちの1個のサブネット内で受け取られる。データパケットがマルチキャ
ストデータパケットである場合、そのマルチキャストデータパケットに対するマ
ルチキャストIPアドレスが決定される。そのマルチキャストIPアドレスに関
連するLANエミュレーションクライアントを決定するために、マルチキャスト
転送データベースがアクセスされ、そのマルチキャストデータパケットに対する
マルチキャストIPアドレスに関連するブロードキャストアンノーンサーバが決
定される。そのマルチキャストデータパケットは、LANエミュレーションクラ
イアントを通って、ポイント・ツー・ポイント接続を用いて、そのマルチキャス
トデータパケットに対するマルチキャストIPアドレスに関連する前記ブロード
キャスト・アンノウン・サーバに送られる。ブロードキャスト・アンノウン・サ
ーバは、ポイント・ツー・マルチポイント接続を用いて、マルチキャストデータ
パケットに対するマルチキャストIPアドレスに関連する各ルータに、インター
サブネット(複数のサブネットにわたって)で、マルチキャストデータパケット
を送る。このとき、少なくとも一つのマルチキャストホストが、マルチキャスト
データパケットが受け取られたサブネットとは異なるサブネットに接続されてい
る。データパケットがマルチキャストデータパケットではない場合、イントラサ
ブネット(サブネット内)技術を用いて、そのデータパケットに対する宛先アド
レスにそのデータパケットが送られる。
図面の簡単な説明
本発明は、例として示されており、添付図面に限定されるものではなく、添付
図面においては、同一参照番号が同一要素を示している。
図1は、複数個のマルチキャスト認識ルータおよびユニキャストルータを有す
る従来のMBONEネットワークの例を示す概略ブロック図である。
図2は、複数個のサブネットを横切る従来のMPOAの実現を示す概略ブロッ
ク図である。
図3は、本発明による、サブネットを介して転送されるマルチキャストトラフ
ィックを示す概略ブロック図である。
図4は、本発明のマルチキャスト転送システムの概略ブロック図であり、この
マルチキャスト転送システムは静的マルチキャストELANを備える。
図5は、本発明のマルチキャスト転送システムを示す概略ブロック図であり、
このマルチキャスト転送システムは、LECおよびELANならびにそれらそれ
ぞれのLES/BUSエンティティの静的構成を有する。
図6は、本発明のマルチキャスト転送システムを示す概略ブロック図であり、
このマルチキャスト転送システムは、ISELAN内でLECおよびLES/B
USエンティティを生成するためのLECSを用いて動的に再構成可能である。
図7は、本発明のマルチキャスト転送システムを示す概略ブロック図であり、
このマルチキャスト転送システムは、ISELAN内でLECおよびLES/B
USエンティティを生成するためのセッションマネジャーを用いて動的に再構成
可能である。
詳細な説明
本発明は、インターネット・プロトコル・ルート制御(IP・ルート制御)A
TMネットワークのサブネットを介してマルチキャストデータパケットを送るマ
ルチキャスト転送方法およびシステムを提供する。本発明は、マルチキャスティ
ングの転送の局面を扱うのみである。マルチキャストグループのメンバシップに
関する情報をATMネットワークに接続されたルータに配信するために、MOS
PF、DVMRPおよびPIMプロトコル等のマルチキャストルーティングプロ
トコルおよびインターネットグループマネジメントプロトコル(IGMP)が必
要である。これらの特定のプロトコルは、ATMネットワークまたは他のネット
ワークを横切り、マルチキャストセッションに接続されたホストに至る。しかし
、本発明のマルチキャスト転送概念は、これらのプロトコルのマルチキャスト転
送局面の代わりとなる。
本発明は、ATMネットワークを横切って転送されるIPマルチキャストパケ
ットがルータホップされる回数を最大2回まで減じることにより、従来のマルチ
キャスト転送プロトコルおよびシステムと比べてマルチキャスト転送性能を劇的
に改善する。このように、本発明は、特定のマルチキャストグループのためのマ
ルチキャストトラフィックを、そのマルチキャストグループのメンバであるホス
トやソースに接続されたルータに送るだけの処理により、LANE型資源および
ネットワーク帯域幅をより効率的に利用する。1個のマルチキャストグループに
つき1個のポイント・ツー・マルチポイント接続を用いることにより、マルチキ
ャストトラフィックにより引き起こされる潜在的な仮想回線(VC)の爆発的な
増大が本発明によりなくなり、LANE仕様に関連して指定されたサービス品質
(QoS)を提供する能力が加わる。スケーラビリティが改善され、従来のマル
チキャスト転送技術が使用するフラッド・アンド・プルーン(flood-and-prune
)トラフィック技術を排除することにより、各ルータ内に含まれる大きな状態テ
ーブルが必要なくなる。
図3は、複数個のサブネット310(図ではそのうち3個のみが示される)を
有するIPルート制御ATMネットワークに接続された本発明のマルチキャスト
転送システム(MFS)300を概念的に示している。サブネット310は、複
数個の境界ルータ320によって相互接続される。本発明では、マルチキャスト
ソースまたはホストが接続された各境界ルータ320に、規格に従ったLANエ
ミュレーションクライアント(LEC)330が存在する。ルータ320は全て
、ATMネットワークを介して互いに接続されており、当然のことながら、非A
TMインタフェースを備えることが可能である。少なくとも1個のLES/BU
S(図3には示されていない)が、各LEC330に接続され、インターサブネ
ットELAN(ISELAN)340を形成している。このインターサブネット
ELAN(ISELAN)340は、同一のマルチキャストグループのメンバを
有するATMネットワーク内の各ルータに、マルチキャストトラフィックのみを
転送する。あるルータが、ソースまたは他のメンバホストがそのルータに接続さ
れていないマルチキャストグループに加入したいと望むホストを検知すると、L
EC330が動的に生成される。
各ルータ320はマルチキャスト転送テーブルを備えており、このマルチキャ
スト転送テーブルにより、入力IPマルチキャストトラフィックがどの特定のL
EC330に転送されるべきかをルータが決定できる。IPマルチキャストアド
レスはサブネットアドレスから完全に独立しているため、マルチキャストグルー
プのソースおよびホストは、それらがATMネットワーク内でどこに接続されて
いるかに関わらず、サブネット介して同一のIPマルチキャストアドレス、例え
ば224.0.0.0ないし239.255.255.255のアドレス範囲を
使用することが可能である。
ルータ320が受け取ったユニキャスト、ブロードキャストおよびマルチキャ
ストトラフィックは分離される。受け取られたデータパケットがマルチキャスト
データパケットである場合、そのパケットは、ルータに存在する規格準拠LEC
330によってISELAN340に転送される。ISELAN340は、その
後、マルチキャストデータパケットを受け取ることに関心のあるメンバを有する
各ELANサブネット310にマルチキャストデータパケットを転送する。対照
的に、従来のELANは、イントラサブネット通信がサブネット内でユニキャス
ト、ブロードキャストおよびマルチキャストトラフィックを転送するためにのみ
使用される。ルータ320が受け取るユニキャストおよびブロードキャストトラ
フィックは、特にユニキャストおよびブロードキャストトラフィックのために設
計された従来のデフォルト機構を用いて、ルータによりイントラサブネットおよ
びインターサブネットの両方に転送される。
図4は、本発明によるMFS400の一般的構成例を示す概略ブロック図であ
る。図4では、ATMネットワーク410がルータ421、422および423
を備え、これらは各々例えばCascade9000ルータであるのが好ましい
。ホスト451、452および453がルータ421、422および423にそ
れぞれ接続される。例えば、ルータ423は、ホスト453からIPパケットを
受け取ると、周知の技術を用いてパケットがユニキャストデータパケットかマル
チキャストデータパケットかを決定するために、まずパケットのIPアドレスフ
ィールドを検査する。パケットがユニキャストパケットである、すなわちパケッ
トが単一IP宛先に行くことになっている、とルータ423が判定すると、ルー
タ
423は、従来のユニキャストルーティング手順を用いてATMネットワーク4
10を介して、そのパケットを送る。
パケットがマルチキャストパケットであるとルータ423が判定すると、ルー
タ423は、クラスDのIPアドレスであるIPマルチキャストアドレスフィー
ルドを検査し、その特定のクラスDアドレスについてのLECエントリが既に生
成されているかどうかを判定するために、ルータ423に含まれるマルチキャス
ト転送テーブルにアクセスする。クラスDアドレスからルータ423に存在する
特定のLEC433へのマッピングを指定するエントリがマルチキャスト転送テ
ーブルに存在するならば、ルータ423は、ATMフォーラムに準拠したカプセ
ル化処理を用いてLANエミュレーションヘッダにパケットをカプセル化し、カ
プセル化したパケットを、例えば指定されたLEC433に送る。指定されたク
ラスDアドレスのためのLECエントリがマルチキャスト転送テーブルに存在し
ない場合、ルータ423が新たなLECを生成するとともに、これに対応する新
たなテーブルエントリをマルチキャスト転送テーブルに作成し、そのクラスDア
ドレスから新たに生成されたLECへのマッピングができるようにする。
LEC433は、まず、アドレスクエリーLE_ARP_REQUESTメッ
セージをISELAN440に存在するLES460に送ることにより、データ
パケットに含まれるIPマルチキャスト・クラスDアドレスに基づいてルータ4
23によって生成された宛先マルチキャストMACプロトコルアドレスを解決し
、ATMアドレスを求める。LES460は、LANE仕様に従ったブロードキ
ャスト・アンノウン・サーバ(BUS)470のアドレスを含むメッセージをL
EC433を送ることにより、アドレスクエリーメッセージに応答する。またL
ES460は、BUS470のアドレスの代わりにスペシャル・マルチキャスト
・サーバ(SMS)(図示せず)のアドレスを指定することも可能である。
次に、LEC433は、接続490を介してBUS470(またはSMS48
0)にカプセル化IPパケットを送る。するとBUS470(またはSMS48
0)は、周知の技術を用いてポイント・ツー・マルチポイント接続491を介し
て、そのパケットの各宛先に関連するLECに、そのパケットを送る。パケット
を受け取るLECは、ATMネットワーク410内の他のルータ、例えばルータ
421および422に存在する。各々の受信LECは、パケットのカプセル化状
態を解除し、そのLECが存在するルータは、いずれかの宛先ホスト、すなわち
そのパケットについてのマルチキャストグループのメンバ、がそのルータに接続
されているかどうかを決定するためのテーブルにアクセスする。そのパケットの
マルチキャストグループのための受け手がそのルータに接続されている場合、ル
ータは適切な出力ポートにIPパケットを送る。特定のIPマルチキャストグル
ープのためのホストに関連する情報は、MOSPFプロトコルやDVMRPプロ
トコルなどのIGMP登録処理すなわちマルチキャストルーティングプロトコル
によって、そのルータに獲得される。
図5は、本発明のマルチキャスト転送システム500の他の実施の形態を示し
ており、このマルチキャスト転送システム500は、ISELANに関連するL
ECおよびLES/BUSエンティティの静的構成を有する。図5において、A
TMネットワーク510は、複数個のルータ(ルータ521、522、523お
よび524のみが図示されている)と、ATMスイッチ525とを備えている。
複数個のホスト(ホスト551、552および553のみが図示されている)は
、例えばポイント・ツー・ポイントプロトコル(PPP)を用いたダイアルアッ
プラインにより、ルータを介してATMネットワーク510に接続可能であり、
専用回線により又は下流ルータ(例えばルータ524)を介してルータに接続さ
れたLAN(図示せず)に接続可能である。ホスト接続を上記以外のものに代え
ることも可能である。
ATMスイッチ525は、所定数の予め構成されたLES/BUSエンティテ
ィを有するISELAN540を備えており、各BUSは特定の範囲のマルチキ
ャストIPアドレスのために指定されており、さらにATMスイッチ525は、
指定されたアドレス範囲に対し、期待されるトラフィック以内にスケーリング可
能である。明瞭にするために、3個のLES/BUSエンティティのみが示され
ている。ISELAN541は、LES561およびBUS571によって形成
されたLES/BUSエンティティを備える。同様に、ISELAN542はL
ES562とBUS572とを備えており、ISELAN543はLES563
とBUS573とを備えている。LESおよびBUSは全て、同一物理装置上に
存在可能であり、また多数の装置にまたがって散在することも可能である。同様
に、各BUSに対応する所定数のLECが各ルータ上に予め構成される。マルチ
キャストIPアドレスの範囲および各アドレス範囲に対する対応QoSは、例え
ばインターネットウェブページなどの周知の手段で利用可能となり、その結果、
利用可能なマルチキャストIPアドレスからソースが選択可能となる。
ポイント・ツー・マルチポイント接続591は、BUS571をLEC531
、534および537に接続する。接続591は、BUS571がソースであり
且つ各LECが葉(リーフ)であるという点で一方向性である。LEC531、
534および537の各々も、ポイント・ツー・ポイント接続590によりBU
S571に接続し、その結果、パケットがBUS571に転送可能となる。同様
に、LES561、562および563の各々は、図5に示されていないが、A
TMフォーラムLANエミュレーション仕様に明定されたポイント・ツー・マル
チポイントおよびポイント・ツー・ポイント接続を用いて特定のLEC群に接続
される。
例えば、ルータ521は、225.0.1.0等のIPマルチキャストアドレ
スに宛てられたホスト551からのIPパケットを受け取る。ルータ521は、
パケットを周知の方法で検査し、宛先アドレスがIPマルチキャストアドレスで
あることを判定する。ルータ521は、そのルータ521に存在するどのLEC
がマルチキャストパケットのクラスDアドレスをサポートするために指定されて
いるかを判定するために、ルータ521内に含まれるマルチキャスト転送テーブ
ルにアクセスする。ルータ521に含まれるマルチキャスト転送テーブルの例が
、表1に示される。
表1における例示のエントリに基づいて、IPパケットがLEC531に送ら
れる。LEC531は、パケットを受け取ると、ブロードキャストグループアド
レスに対するLES561にアドレス解決クエリー(LE_ARP_REQUE
ST)メッセージを送ることにより、BUSのATMアドレスを解決する。この
応答において、LES561が宛先LECのATMアドレスを戻す。LEC53
1は、接続590上のBUS571にマルチキャストパケットを転送する。する
とBUS571は、接続591を用いてLEC531、534および537にパ
ケットを転送する。LEC531はそのパケットを廃棄し、ルーピング(loopin
g)を防止する。ルータ522に存在するLEC534は、そのパケットを受け
取り、ルータ522に存在するレイヤー3プロセッサに、そのパケットを転送す
る。ルータ522は、そのルータ522に接続された非ATMポートのいずれか
に、そのパケットを受け取るべきホストが接続されているかどうかを判定する。
接続されている場合には、ルータ522が例えばポート593にパケットを転送
し、それによってホスト552がパケットを受け取ることが可能となる。パケッ
トを受け取るべきホストがルータ522に接続されていない場合には、そのパケ
ットは廃棄される。
本発明によるマルチキャスト転送システムの他の実装においては、マルチキャ
ストグループに明示的に加入する新たなホスト、またはマルチキャストパケット
をマルチキャストグループに送る新たなソースのいずれかが存在する時、各ルー
タがLECを動的に生成することが可能である。明示的に加入するメンバは、ル
ータの知れるところとなる。なぜなら、マルチキャストグループに加入すること
に関心のあるホストは、そのホストが直接接続されたルータにIGMPパケット
を送って、特定のアドレスが指定されたマルチキャストパケットを受け取ること
に関心があることをルータに通知するからである。応答において、ルータは、周
知のプロトコルを用いてマルチキャストルーティング更新メッセージを送ること
によって、新たなメンバホストを近接するルータに通知し、特定のマルチキャス
トアドレスでマルチキャストパケットを受け取ることに関心があることを示す。
上記のように、各ルータは、IGMP登録処理を用いて、どのマルチキャストア
ドレスが注目のものかを知る。
図6は、本発明によるマルチキャスト転送システム600を示す概略ブロック
図であり、このマルチキャスト転送システム600は、ISELAN内でLEC
およびLES/BUSエンティティを生成するためのLECSを用いて動的に再
構成可能である。図6は、図5に示すMFS500と基本的に同じシステムトポ
ロジを有する。明瞭にするために、3個のLES/BUSエンティティのみが示
されている。図6においては、ATMネットワーク610が、複数個のルータ(
ルータ621、622、623および624のみが図示されている)と、ATM
スイッチ625とを備えている。複数個のホスト(ホスト651、652および
653のみが図示されている)が、様々な異なる技術を利用して、ポイント・ツ
ー・ポイントプロトコルを用いて、例えばダイアルアップラインによってルータ
を介してATMネットワーク610に接続可能である。ATMスイッチ625は
、ISELAN640を備える。明瞭にするために、3個のLES/BUSエン
ティティのみが示されている。ISELAN641は、LES661およびBU
S671によって形成されたLES/BUSエンティティを備える。同様に、I
SELAN642はLES662とBUS672とを備え、ISELAN643
はLES663とBUS673とを備える。
ポイント・ツー・マルチポイント接続691は、BUS671をLEC631
、634および637に接続する。LEC631、634および637の各々も
、ポイント・ツー・ポイント接続690によりBUS671に接続し、それによ
ってパケットがBUS671に転送可能となる。同様に、LES661、662
および663の各々が、図6には示されていないが、ATMフォーラムLANエ
ミュレーション仕様に明定されたポイント・ツー・マルチポイントおよびポイン
ト・ツー・ポイント接続を用いてLECに接続される。
図6においては、例えばルータ621は、そのルータ621に直接接続されて
いるか又はそのルータ621に接続された下流ルータ(図示せず)に接続されて
いる例えばホスト651からIPパケットを受け取る。ルータ621は、周知の
技術を用いて、パケットの宛先アドレスがIPマルチキャストアドレスであるか
どうかを決定する。ルータ621は、パケットを転送するためのLECが既に生
成されルータ621上に存在するかどうかを判定するために、ルータ621に含
まれるマルチキャスト転送テーブルにアクセスする。このようなエントリがマル
チキャスト転送テーブルに存在しない時、ルータ621は、パケットに含まれる
225.0.1.0などのマルチキャストアドレスに対する新たなLEC割り当
てを提供する新たなエントリ、例えば表2の1行目等を、マルチキャスト転送テ
ーブル内に生成する。ルータ621は、その後、ルータ621内に新たなLEC
を生成する。
多くの場合、LECS601によって、すなわち以前に受け取られた同一宛先
アドレスを持つIPパケットの結果として、エントリが既に生成されている。I
Pアドレスに対するエントリが存在すると、ルータ621がテーブルから宛先ア
ドレスを読み出す。ルータ621に含まれる、例示の動的に生成されたマルチキ
ャスト転送テーブルが、表2に示される。
LEC631が新たに生成されたLECである場合、LEC631は、どのL
ES/BUSを接続するかを決定するために、接続692によりLECS601
に接続する。LECS601は、データパケットに含まれるマルチキャストアド
レスに対するLES/BUSエンティティが既に生成されているかどうかを判定
するために、テーブル検索を行う。テーブルエントリが既に生成されている場合
、LECS601は既に生成されているLES、例えばLES661、のATM
アドレスを返す。その他の場合には、LECS601が、新たなマルチキャスト
グループに対して、ISELAN640内に存在する利用可能であるが末使用の
LESのうちの1個を選択することにより、新たなテーブルエントリを生成し、
その選択されたLESを作動させ、その選択されたLES、例えばLES661
、に対するATMアドレスをLEC631に戻す。LECS601に含まれる例
示
のLECSテーブルは、表3に示されている。
その後、LEC631は、LES661およびBUS671に接続する。LE
C631は、アドレス解決クエリー(LE_ARP_REQUEST)メッセー
ジをLES661に送ることにより、マルチキャストATMアドレスに対する宛
先マルチキャストアドレスのMACアドレスを解決する。この応答として、LE
S661は、BUS671に対するATMアドレスを戻す。LEC631は、接
続690上のBUS671にマルチキャストパケットを転送する。すると、BU
S671は、接続691を用いてLEC631、634および637にパケット
を転送する。LEC631はそのパケットを廃棄し、ルーピングを防止する。
ルータ622上のLEC634は、そのパケットを受け取り、ルータ622に
存在するレイヤー3プロセッサに、そのパケットを転送する。ルータ622は、
パケットを受け取ることに関心のあるホストが自身の非ATMポートのいずれか
に接続されているかどうかを判定する。関心のあるホストが存在しない場合、ル
ータ622はそのパケットを廃棄する。その他の場合、ルータ622は、関心の
あるホストが接続されるポートにそのパケットを転送する。
本発明の動的アプローチにより、セッションマネジャーがISELANを構築
したとき、すなわちデータが流れ始めたときに、LECおよびLES/BUSエ
ンティティの資源が、各マルチキャストグループに割り当てられる。従って、図
5に示したような本発明のLECおよびLES/BUSエンティティの静的構成
でのように、割り当てられているが末使用である専用ISELAN資源は存在し
ない。
「動的」マルチキャスト転送システム600は、図5に示す「静的」マルチキ
ャスト転送システムの欠点をいくつか克服するが、システム600は、密にコン
トロールされたマルチキャストグループ、すなわち資格のあるホストのみがマル
チキャストグループに参加できるようなアプリケーショントリガされたマルチキ
ャストグループのためには、何らの技術も提供しない。図7は、本発明によるマ
ルチキャスト転送システム700を示す概略ブロック図であり、このマルチキャ
スト転送システム700は、ISELAN内でLECおよびLES/BUSエン
ティティを生成するためのセッションマネジャーを用いて動的に再構成可能であ
る。図7は、図6に示すMFS600と基本的に同じシステムトポロジを有する
。
図7においては、例えば、ホスト651は、特定のマルチキャストグループに
加入するために、ウェブベースのマルチキャスト・セッションマネジャー701
に最初にアクセスする。セッションマネジャー701は、ホスト651でユーザ
を認証し、その後、現存する登録されたマルチキャストセッションが見えるスク
リーン、ならびに新たなマルチキャストセッションを生成する能力を提供する。
開始時間、必要な帯域幅、クローズド・ユーザグループ等の様々な追加フィルタ
又はパラメータも、ウェブベースのマルチキャストセッションマネジャーによっ
て提供されるインタフェースを介して指定できる。パラメータのために入力され
た値、例えば帯域幅およびセル遅延変動は、指定されたサービス品質を有する回
線を設定する際に使用される。エントリは、一旦完了すると、セッションマネジ
ャー701上のデータベースに入力される。
セッションマネジャー701は、参加者の登録とマルチキャストセッション開
始をモニタする。マルチキャストセッションの間にISELANを生成するため
に、既に説明したISELANを動的に生成するステップを行わなければならな
い。セッションが実際に開始し、トラフィックがルータを介して流れ始めると、
ISELAN全体がセットアップされ、使用される。
マルチキャストELANを生成することに加えて、セッションマネジャー70
1は、マルチキャストセッションに関心のあったホストがグループから抜けるこ
とを決定すると、ルータからLECを除去する責任を負い、関心のあるホストが
ルータに、またはルータの下流に接続されたままの状態を残さない。最後に、マ
ルチキャストセッション全体が終わると、LES/BUSエンティティおよびセ
ッションの一部であった全てのLECが除去され、他のマルチキャストセッショ
ンがそれら資源を利用可能になる。
本発明は、例示した実施の形態に関連して述べたが、発明の真の精神および範
囲を逸脱することなく、変更を行ってもよいことが認識され且つ理解されるであ
ろう。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 コフィールド ドン リチャード
アメリカ合衆国 ニュージャージー州 ロ
ーカスト ローカスト ポイント ロード
563
(72)発明者 レイトン ウィリアム ジェイ ザ サー
ド
アメリカ合衆国 ニュージャージー州 ス
コッチ プレーンズ グレンヴィレ ロー
ド 1971
(72)発明者 マサラワラ ラスタム ケイ
アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ニュー
ヨーク ワシントン スクエア ビレッジ
2 アパートメント 10エル
(72)発明者 サクセナ ヴィクラム アール
アメリカ合衆国 ニュージャージー州 フ
リーホールド ベニントン ロード 281
【要約の続き】
続を用いて、そのマルチキャストデータパケットのマル
チキャストIPアドレスに関連する各ルータへ、そのマ
ルチキャストデータパケットをインターサブネットで送
る。マルチキャストデータパケットが受け取られたサブ
ネットとは異なるサブネットに、少なくとも1個のマル
チキャストホストが接続されている。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. ルータによって相互接続された複数個のテレコミュニケーションサブネ ットを介してマルチキャストデータパケットを転送する方法において、 前記複数個のテレコミュニケーションサブネットのうちの1個のサブネット内 でマルチキャストデータパケットを受け取るステップと、 前記マルチキャストデータパケットに対するマルチキャストIPアドレスを求 めるステップと、 前記マルチキャストデータパケットに対する前記マルチキャストIPアドレス に関連するブロードキャスト・アンノウン・サーバを決定するステップと、 ポイント・ツー・ポイント接続を用いて、前記マルチキャストデータパケット に対する前記マルチキャストIPアドレスに関連する前記ブロードキャスト・ア ンノウン・サーバに前記マルチキャストデータパケットを送るステップと、 ポイント・ツー・マルチポイント接続を用いて、前記ブロードキャスト・アン ノウン・サーバから、前記マルチキャストデータパケットについての前記マルチ キャストIPアドレスに関連する各ルータへ、前記マルチキャストデータパケッ トをインターサブネットで送信するステップであって、少なくとも1個のマルチ キャストホストが、前記マルチキャストデータパケットを受け取ったサブネット とは異なるサブネットに接続されているステップと、 を含む方法。 2. 請求の範囲1に記載の方法において、前記マルチキャストデータパケッ トを受け取るステップが、 データパケットを受け取るステップと、 前記データパケットがマルチキャストデータパケットであるかどうかを判定す るステップと、 前記データパケットがマルチキャストデータパケットではないと判定されると 、イントラサブネット技術を用いて、前記データパケットに対する宛先アドレス に前記データパケットを送るステップと、 を備える、方法。 3. 請求の範囲1に記載の方法において、前記マルチキャストデータパケッ トをブロードキャスト・アンノウン・サーバに送るステップが、 前記マルチキャストIPアドレスに関連するLANエミュレーションクライア ントを決定するために、マルチキャスト転送データベースにアクセスするステッ プと、 前記マルチキャスト転送データベースが前記マルチキャストIPアドレスを前 記LANエミュレーションクライアントに関連づける情報を含む場合、前記LA Nエミュレーションクライアントを介して前記マルチキャストデータパケットを 前記ブロードキャスト・アンノウン・サーバに送るステップと、 を備える、方法。 4. 請求の範囲3に記載の方法において、前記マルチキャスト転送データベ ースが、マルチキャストIPアドレスの範囲を前記LANエミュレーションクラ イアントに関連づける、方法。 5. 請求の範囲3に記載の方法において、前記マルチキャスト転送データベ ースが、前記マルチキャストIPアドレスを関連づける情報を含まない場合に、 前記方法が、 前記マルチキャストIPアドレスに対するLANエミュレーションクライアン トを生成するステップと、 前記マルチキャスト転送データベースにおける前記マルチキャストIPアドレ スにそのLANエミュレーションクライアントを関連づけるステップと、 をさらに備える、方法。 6. 請求の範囲5に記載の方法において、前記マルチキャストデータパケッ トの前記マルチキャストIPアドレスに関連するブロードキャスト・アンノウン ・サーバが存在しない場合、前記方法が、前記マルチキャストIPアドレスに対 するブロードキャスト・アンノウン・サーバを生成するステップをさらに備える 、方法。 7. 請求の範囲5に記載の方法であって、 前記マルチキャストIPアドレスを有するマルチキャストグループを生成する ステップと、前記マルチキャストIPアドレスに対するLANエミュレーション サーバを生成するステップとをさらに備える、方法。 8. 複数個のテレコミュニケーションサブネットを介してマルチキャストデ ータパケットを転送するためのマルチキャスト転送システムにおいて、 マルチキャストIPアドレスに関連づけられたブロードキャスト・アンノウン ・サーバと、 前記複数個のテレコミュニケーションサブネットのうちの1個のサブネットに 接続されたルータであって、マルチキャストIPアドレスを有するマルチキャス トデータパケットを受け取って前記ブロードキャスト・アンノウン・サーバにそ のマルチキャストデータパケットを送るルータと、 を有し、前記ブロードキャスト・アンノウン・サーバが、ポイント・ツー・マ ルチポイント接続を用いて、前記マルチキャストデータパケットについての前記 マルチキャストIPアドレスに関連する各ルータへ、マルチキャストデータパケ ットをインターサブネットで送り、前記マルチキャストデータパケットが受け取 られたサブネットとは異なるサブネットに、少なくとも1個のマルチキャストホ ストが接続されている、マルチキャスト転送システム。 9. 請求の範囲8に記載のシステムにおいて、前記ルータは、データパケッ トを受け取り、前記データパケットがマルチキャストデータパケットであるかど うかを判定し、前記ルータは、前記データパケットがマルチキャストデータパケ ットではないと判定されると、イントラサブネット技術を用いて、前記データパ ケットの宛先アドレスに前記データパケットを送る、システム。 10. 請求の範囲8に記載のシステムにおいて、前記ルータが、前記マルチ キャストデータパケットの前記マルチキャストIPアドレスに関連するLANエ ミュレーションクライアントに関連する情報を含むマルチキャスト転送データベ ースを備え、前記ルータが、前記マルチキャストデータパケットの受信に応じて 、前記マルチキャストデータパケットの前記マルチキャストIPアドレスに関連 する前記LANエミュレーションクライアントを決定するために、前記マルチキ ャスト転送データベースにアクセスし、 前記マルチキャスト転送データベースが前記マルチキャストIPアドレスを前 記LANエミュレーションクライアントに関連づける情報を含む場合、前記マル チキャストデータパケットが前記LANエミュレーションクライアントを介して 前記ブロードキャスト・アンノウン・サーバに送られる、システム。 11. 請求の範囲10に記載のシステムにおいて、前記マルチキャスト転送 データベースが、マルチキャストIPアドレスの範囲を前記LANエミュレーシ ョンクライアントに関連づける、システム。 12. 請求の範囲10に記載のシステムにおいて、前記ルータにおける前記 マルチキャスト転送データベースが、前記マルチキャストIPアドレスを関連づ ける情報を含まない場合、前記ルータが前記マルチキャストIPアドレスに対す るLANエミュレーションクライアントを生成し、前記マルチキャスト転送デー タベースにおける前記マルチキャストIPアドレスにそのLANエミュレーショ ンクライアントを関連づける、システム。
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