JP2001308900A

JP2001308900A - グループマルチキャスティングのためのネットワークおよびプロトコル

Info

Publication number: JP2001308900A
Application number: JP2001097918A
Authority: JP
Inventors: Shiwen Chen; チェンシーウェン; Bulent Yener; イーナーブレント
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2001-11-02
Also published as: CA2337600A1; EP1139602A1

Abstract

(57)【要約】【課題】輻輳及び遅延を低減したネットワークを提供
する。【解決手段】グループマルチキャスティングネットワ
ークは、トリーネットワークによって相互接続される複
数の環状ネットワークを備える。マルチキャストグルー
プメンバを含むリングは、ブリッジノードを介してトリ
ーのリーフノードで接続される。リングノードはリング
ベースのマルチキャストプロトコルを行い、トリーノー
ドはトリーベースのマルチキャストプロトコルを行う。
ブリッジノードは環状ネットワークとトリーネットワー
クとの間の媒介となり、そのために、リングベースのマ
ルチキャストプロトコルおよびトリーベースのマルチキ
ャストプロトコルの両方を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、概して、データネ
ットワークに関する。より詳細には、本発明は、グルー
プマルチキャスティングのためのネットワークアーキテ
クチャおよびプロトコルに関する。

【０００２】

【従来の技術】データネットワークにおけるグループマ
ルチキャスティングによって、グループのいずれかのメ
ンバがグループの他の全てのメンバにデータを送信する
ことが可能になる。このため、グループの各メンバは非
同期的にセンダとなり得る。グループマルチキャスティ
ングは、多対多マルチキャスティングと呼ばれることも
ある。信頼性のあるグループマルチキャスティングに
は、全てのパケットがセンダからグループの他の全ての
メンバに信頼性をもって送達されることが必要となる。
このため、信頼性のあるグループマルチキャスティング
には、パケットの紛失を検出し、かつ処理するため、な
らびにフローおよび輻輳制御のためのトランスポートプ
ロトコルが必要となる。

【０００３】グループマルチキャスティングのための一
つの公知のアーキテクチャは、ツリーベースのマルチキ
ャストプロトコルを実行するグループメンバを有するツ
リーネットワーク（本明細書では単に「ツリー」とも称
される）である。公知のように、ツリーネットワークは
無サイクルネットワークトポロジーを有する。ツリーベ
ースのマルチキャストプロトコルは低いネットワーク負
荷で良好に実行されるが、ネットワーク負荷が増大する
と、これらのプロトコルの性能が急速に低下する。この
性能低下の一つの理由は待ち行列遅延であり、これはネ
ットワークノードから着信パケットを送る前に、同じパ
ケットをそのノードで待ち行列に入れる必要があること
から生じる遅延である。高いネットワーク負荷でのツリ
ーベースのマルチキャストプロトコルの性能低下の別の
理由は、フィードバックメカニズムが必要であることに
よる。上述のように、パケット紛失の検出および回復
は、パケットセンダにフィードバックを与えるためのメ
カニズムを必要とする。このフィードバックは、紛失し
たデータの再送を開始し、かつ、センダがその送信速度
を調節してフロー制御および輻輳制御を与えることを可
能にするために用いられる。しかし、ツリーネットワー
クの性質のために、必要とされるフィードバックの実施
は困難である。データの受信の際にレシーバから送られ
る肯定応答メッセージ（ＡＣＫ）を実施することによっ
て、高いデータ負荷でのＡＣＫ破裂（implosion）の問
題（すなわち、センダが多数のＡＣＫメッセージによっ
て圧倒される）が生じ得る。損失検出の際にレシーバか
ら送られる否定応答メッセージ（ＮＡＣＫ）を実施する
ことによってＡＣＫ破裂の問題が回避されるが、ＮＡＣ
Ｋベースのマルチキャストプロトコルは、ＮＡＣＫが紛
失する可能性があるために、フローおよび輻輳制御を支
持するために必要とされるフィードバックを提供し得な
い。

【０００４】ツリーネットワークの代わりには、リング
ベースのマルチキャストプロトコルを実行するグループ
メンバを有する環状ネットワーク（本明細書において単
に「リング」とも称される）がある。公知のように、環
状ネットワークは単純サイクル（すなわち、自己ループ
がない）ネットワークトポロジーを有する。リングベー
スのマルチキャストプロトコルはセンダへ暗黙フィード
バックを提供するので、リングベースのマルチキャスト
プロトコルには上述のフィードバック問題がない。環状
ネットワークの性質により、特定のメンバによって送ら
れる全てのメッセージはリングを介して結局はセンダへ
戻るべきであるために、この暗黙フィードバックが生じ
る。この暗黙フィードバックは、ツリーベースのマルチ
キャストプロトコルにおいて生じるＡＣＫ破裂問題のな
い効率的な適応フロー制御方式の実施を可能にする。し
かし、環状ネットワークは、リングアーキテクチャに固
有である、より長いルーティング経路のために、より長
い伝播遅延を導入する。マルチキャストグループメンバ
が広く分散されると、この伝播遅延はより深刻なものと
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ツリーネッ
トワークアーキテクチャと環状ネットワークアーキテク
チャとを組み合わせた新規なネットワークアーキテクチ
ャを提供し、輻輳の問題を回避しつつ、伝搬遅延が低く
信頼性のあるグループマルチキャスティングを実現す
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
ると、複数の環状ネットワークがツリーネットワークに
よって相互接続される。各リングが全体として考えられ
る場合には、リングがツリーのリーフノードであるよう
に、環状ネットワークはツリーのリーフノードとしてツ
リーネットワークに接続される。より詳細には、グルー
プマルチキャストメンバノードは互いに素のサブセット
にクラスター化され、各サブセットのメンバは環状ネッ
トワークと接続される。各リングはリングベースのマル
チキャストプロトコルを行う。環状ネットワークは、ツ
リーベースのマルチキャストプロトコルを行うバックボ
ーンツリーネットワークによって互いに接続される。

【０００７】このアーキテクチャは以下の観察を鑑みて
有利であることを本発明者は発見した。純粋なツリーア
ーキテクチャにおける損失はツリーの外側部分で生じる
ことが最も多い、すなわち、損失は主にソースリンクお
よびレシーバリンク上で生じるが、バックボーンリンク
は相対的に損失がないままであることが公知である。そ
の結果、輻輳の問題がツリーのリーフノードを接続する
リンクから始まり、伝播する。環状ネットワーク（およ
びそれらの暗黙フィードバックメカニズム）を用いてツ
リーのエッジ（すなわち、リーフノード）での通信を提
供することによって、本発明者はツリーの輻輳され易い
リーフノードが輻輳されるのを防止し得る。従って、本
発明者は、リーフノード（輻輳がより問題になりやすい
場所）でリングの優れた輻輳制御特性を利用すると同時
に、バックボーンネットワークにおいてツリーの低伝搬
遅延特性を用いる。

【０００８】本発明の一つの実施の形態において、環状
ネットワークはブリッジノードを介してツリーネットワ
ークに接続され、ブリッジノードは環状ネットワークの
リングベースのプロトコルとツリーネットワークのツリ
ーベースのプロトコルとの間の媒介となる。ブリッジノ
ードはツリーからデータパケットを受け取り、これらの
データパケットをそれらの局所リングに与える。同様
に、ブリッジノードはそれらの局所リング上のメンバノ
ードから発生するデータパケットを受け取り、他のリン
グへ送信するためにこれらのデータパケットをツリーに
与える。このため、ブリッジノードはリングベースのマ
ルチキャストプロトコルおよびツリーベースのマルチキ
ャストプロトコルの両方を行わなければならない。

【０００９】ブリッジノードは、受け取られたデータパ
ケットを調べることによって、ツリー上のデータパケッ
トの紛失を検出する。ブリッジノードがツリー上のデー
タパケットの紛失を検出する場合、ブリッジは、紛失し
たデータの再送信を開始するために否定応答をツリーに
送信する。ブリッジノードは、暗黙フィードバックによ
って局所リング上のデータパケットの紛失を検出する。
ブリッジノードが（ツリーからその局所リングに与えた
データパケットの）局所リング上のデータパケットの紛
失を検出する場合、ブリッジノードはデータパケットを
局所リングに再送信する。

【００１０】ブリッジノードおよびメンバノードの両方
が、いわゆるキープアライブメッセージを周期的に送信
し得る。ノードがキープアライブメッセージを送信し、
所定期間内に（このキープアライブメッセージがリング
を通過した後）同じキープアライブメッセージを再び受
け取らない場合、ノードはキープアライブメッセージが
紛失したと推定する。所定数のキープアライブメッセー
ジが紛失した場合、リング障害が推定され得る。ブリッ
ジノードおよびメンバノードは、戻りキープアライブメ
ッセージを用いてリング上のデータパケットの紛失を検
出もし得る。

【００１１】本発明のこれらのおよび他の利点は、以下
の詳細な記載および添付の図面を参照することによって
当業者に明らかになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の一つの態様の原理を具現
化するネットワークを図１に示し、この図はバックボー
ンツリーによって接続される３つのリング１０２、１０
４および１０６を示す。図１に示されるネットワークノ
ードには四つのタイプがある。図１において「Ｍ」で示
されるメンバノードは、マルチキャストグループメンバ
ノード（以下でメンバノードと称する）である。メンバ
ノードはデータ源であり得り、他のメンバノードから送
信されたデータを受け取らなければならない。従って、
メンバノードは、グループマルチキャスティングアプリ
ケーション（例えば、距離学習、会議）に関与するノー
ドである。図１において「Ｂ」で示されるブリッジノー
ドは、リングをバックボーンツリーと接続する。図１に
おいて「ＴＴ」で示されるツリー非常駐ノードは、バッ
クボーンツリーを形成する。図１において「ＲＴ」で示
されるリング非常駐ノードは、バックボーンリングを形
成する。

【００１３】各リング１０２、１０４および１０６は、
ブリッジノードを介してバックボーンツリーネットワー
クに接続される。各リングが全体として、いわゆるスー
パーノードとして考えられる場合、少なくともツリーか
ら見ると、各リングがツリーのリーフノードであること
がわかり得る。ツリーの役割は、各リング、すなわちス
ーパーノードにデータパケットを信頼性をもって送達す
ることである。一旦データパケットが送達されると、リ
ング内のノードにデータパケットを信頼性をもって送達
するための責任をリングが引き継ぐ。各リング内のノー
ドはリングプロトコルに従って動作し、ツリーのノード
はツリープロトコルに従って動作する。ブリッジノード
の役割は、リングとツリーとの間の媒介となることであ
る。このため、以下でさらに詳細に記載されるように、
ブリッジノードは、リングおよびツリープロトコルの両
方に従って動作しなければならない。

【００１４】信頼性のあるグループマルチキャスティン
グを提供するためにノードによって行われるプロトコル
を記載する。本発明のグループマルチキャスティングア
ーキテクチャに関しての信頼性とは、以下のデータ移送
活動が保証されていることを意味する。１．各メンバノードは、そのリング上のメンバノードか
ら発生する全てのデータパケットを受け取る。２．各メンバノードは、その局所リング外のメンバノー
ドから発生する全てのデータパケットを受け取り、これ
らのデータパケットは、ツリーを介してメンバノードの
局所ブリッジによって受け取られる。３．各ブリッジノードは、そのリング上のメンバノード
から発生する全てのデータパケットを受け取る。４．各ブリッジノードは、その局所リング外のメンバノ
ードから発生する全てのデータパケットをツリーを介し
て受け取る。上記で規定された信頼性のあるグループマルチキャステ
ィングを提供するためにネットワークノードによって行
われるプロトコルを次に記載する。

【００１５】ネットワークノードによって行われるプロ
トコルを記載する前に、図１に示されるネットワークノ
ードが、適切に構成され、かつプログラムされたディジ
タルコンピュータを用いて実施され得ることが特記され
る。従って、本明細書において記載されるノードの機能
は、格納されたコンピュータプログラムコードを実行す
る単数（または複数）のプロセッサの制御下で行われ
る。プログラムされたディジタルコンピュータは当該分
野において公知であり、そのため、単数（または複数）
のプロセッサ、メモリ、およびプログラムされたディジ
タルコンピュータを用いるネットワークノードを実施す
るために必要とされる他の公知の構成要素は図１に図示
されない。当業者は、本明細書において記載されるネッ
トワークノードを容易に実施し得る。

【００１６】まず、図２〜図５に関連して、メンバノー
ドによって実行されるプロトコルを記載する。まず図２
を参照すると、ステップ２０２においてメンバノードの
初期化が行われる。まず、フロー制御ウィンドウが初期
化される。輻輳制御を提供するために、各メンバノード
は、その局所リング上で同時に未決着（outstanding）
にし得るパケットの数を制限するためのスライディング
フロー制御ウィンドウを実施する。パケットがメンバノ
ードによって送られたが、リングを通過した後に未だに
メンバノードに戻っていない場合、パケットは未決着で
ある。フロー制御ウィンドウは、メンバノードが局所リ
ング上で同時に未決着にし得るパケットの最大数を表
す。フロー制御ウィンドウは、全てのリングの全てのメ
ンバノードについて同じ値に初期化される。動作の間、
全てのメンバノードのフロー制御ウィンドウはネットワ
ークを通じて、全てのメンバノードが同一のフロー制御
ウィンドウを有するように調整される。フロー制御ウィ
ンドウの初期値は特定の実施に依存する。フロー制御ウ
ィンドウについての初期値の決定において考慮すべき要
素は、パケットの往復遅延時間およびパケット紛失特性
を含む。フロー制御ウィンドウは、以下でさらに詳細に
記載されるように、ネットワーク性能に基づいて動的に
調整される。再びステップ２０２に戻ると、ＫＡＭタイ
マおよびＫＡＭカウンタが初期化され、これらの使用に
ついては以下で記載する。

【００１７】ステップ２０４で表されるように、メンバ
ノード内で生じる様々なイベントが異なるプロトコルス
テップを開始する。まず、データパケットの受取りの際
に行われるステップを図４に関連して記載する。ステッ
プの記載の前に、リングデータパケット、すなわち、リ
ング内で送信されたデータパケットのフォーマットを図
６に関連して記載する。リングデータパケットは、ＲＩ
ＮＧ＿ＨＥＡＤＥＲ６０２およびＲＩＮＧ＿ＰＡＹＬＯ
ＡＤ６０６を含む。ＲＩＮＧ＿ＨＥＡＤＥＲ６０２の内
容は、ブロック６０８においてさらに示される。ＴＹＰ
Ｅフィールド６１０は、二つのエントリの一つ、すなわ
ち、ＲＩＮＧ＿ＤＡＴＡまたはＲＩＮＧ＿ＫＡＭを含み
得る。ＴＹＰＥフィールド６１０がＲＩＮＧ＿ＤＡＴＡ
を含む場合、ＲＩＮＧ＿ＰＡＹＬＯＡＤフィールド６０
６はアプリケーション特定データを含む。ＴＹＰＥフィ
ールド６１０がＲＩＮＧ＿ＫＡＭを含む場合、ＲＩＮＧ
＿ＰＡＹＬＯＡＤフィールド６０６は、ブロック６３０
中に示されるフォーマットのキープアライブメッセージ
（ＫＡＭ）を含み、これについは以下で記載する。ＲＩ
ＮＧ＿ＨＥＡＤＥＲ６０２のＲＥＳＥＲＶＥＤフィール
ド６１２はこの特定の実施の形態においては用いられな
い。ＭＥＭＢＥＲ＿ＩＤフィールド６１４は、データパ
ケット源であるメンバノードの識別を含む。ＳＥＱＵＥ
ＮＣＥ＿ＮＵＭＢＥＲフィールド６１６は、特定のメン
バノードについてのこのデータパケットのシーケンス番
号を含む。従って、各メンバノードは、その送信された
各パケットに連続するシーケンス番号を割り当てる。Ｓ
ＯＵＲＣＥ＿ＰＯＲＴフィールド６１８は、パケットが
送信されてきたメンバノードの特定のポートの識別を含
む。ＤＥＳＴＩＮＡＴＩＯＮ＿ＰＯＲＴフィールド６２
０は、パケットがアドレスされるメンバノードの特定の
宛先ポートの識別を含む。ＴＩＭＥＳＴＡＭＰフィール
ド６２２は、データパケットの送信時間の指示を含む。
ＣＨＥＣＫＳＵＭフィールド６２４は、データパケット
についてのチェックサムを含む。ＰＡＤＤＩＮＧフィー
ルド６２６は、必要に応じてパディングビットを含む。

【００１８】次に図４を参照すると、データパケットを
受け取ると、メンバノードはステップ４０２において、
受け取られたデータパケットのＴＹＰＥフィールド６１
０を調べることによってデータパケットのタイプを決定
する。データパケットがデータを含む場合、すなわち、
ＴＹＰＥフィールド６１０がＲＩＮＧ＿ＤＡＴＡを含む
場合、ステップ４０４において、受け取られたデータパ
ケットのＭＥＭＢＥＲ＿ＩＤフィールド６１４を調べる
ことによって、メンバノードはそのデータがデータパケ
ット源であったか否かを決定する。ＭＥＭＢＥＲ＿ＩＤ
フィールド６１４が、受取りメンバノードの識別以外の
メンバノードの識別を含む場合、受取りメンバノードは
受け取られたデータパケットが別のメンバノードからの
ものであったことを決定し、メンバノードは、ステップ
４０６において、実施されるグループマルチキャスティ
ングアプリケーションに従って受け取られたデータを処
理し、受け取られたデータパケットの処理が終了する。

【００１９】メンバノードがステップ４０４においてデ
ータパケットがデータ源であったことを決定する場合、
すなわち、ＭＥＭＢＥＲ＿ＩＤフィールド６１４が受取
りメンバノードの識別を含む場合、処理は、データパケ
ットの紛失が生じたか否かをメンバノードが決定するス
テップ４０８に続く。データパケットの紛失が生じたか
否かを決定するために、メンバノードはデータパケット
のシーケンス番号フィールド６１６を調べる。メンバノ
ードは現在のデータパケットのシーケンス番号を、この
データパケットが源である、最も最近受け取られたデー
タパケットのシーケンス番号と比較する。メンバノード
がシーケンス番号中のギャップを検出する場合、メンバ
ノードは欠けているシーケンス番号と関連付けられてい
るデータパケットが紛失しているか否かを決定する。従
って、ここでのリングプロトコルの利点は、送りメンバ
ノードが送信されたデータパケットに対して暗黙フィー
ドバックを受け取ることにあることがわかる。リングア
ーキテクチャのために、メンバノードがデータパケット
を送信すると、その同一のデータパケットはリングを通
過した後に、結局はそのメンバノードに戻るべきであ
る。従って、メンバノードは紛失したパケットの暗黙フ
ィードバック（余分な制御メッセージが何も必要でない
ために暗黙である）を受け取る。

【００２０】プロトコルステップに戻り、損失が検出さ
れる場合、ステップ４１０で、メンバノードが紛失した
パケットを再送信する。ステップ４１０の後、または損
失がなかった場合、プロトコルはステップ４１２に続
き、この時フロー制御ウィンドウが調整される。損失が
ステップ４０８で検出された場合、フロー制御ウィンド
ウは縮小される。損失がステップ４０８で検出されない
場合、フロー制御ウィンドウは拡大される。

【００２１】フロー制御ウィンドウを初期化および調整
するために用いられ得る様々な技術が存在する。メンバ
ノードのフロー制御ウィンドウを調整するための一つの
実施の形態を記載する。初めに、フロー制御ウィンドウ
は相対的に小さいサイズとして初期化され得る。この実
施の形態において、メンバノードは二つの状態の一つ、
すなわち、プロービング状態または輻輳回避状態になり
得る。初めに、メンバノードがプロービング状態になる
と考えられ、従って、ネットワーク性能を決定しようと
試みる。メンバノードがデータパケットの紛失を検出し
ない限り、メンバノードはプロービング状態のままであ
る。メンバノードがパケットの紛失を検出すると、さら
なる輻輳を回避しようと試みてメンバノードは輻輳回避
状態に遷移する。メンバノードは三つの方法の一つ、す
なわち、１）ステップ４０８に関連して上記のようにシ
ーケンス番号のギャップを検出すること、２）ＮＡＣＫ
メッセージを受け取ること（ステップ４２８に関連して
上述のように）、および３）ＬＯＳＴメッセージを受け
取ること（これもまたステップ４２８に関連して上述の
ように）の一つによって、データパケットの紛失を検出
し得る。一旦メンバノードが輻輳回避状態になると、Ｎ
ＡＣＫメッセージの受取りの際にメンバノードはプロー
ビング状態に再び遷移する。

【００２２】ステップ４１２に戻り、ステップ４０８に
おいて損失が検出されなかった場合、フロー制御ウィン
ドウは値ｄｗ_up（この値は以下で記載する）だけ拡大さ
れる。ステップ４０８において損失が検出された場合、
フロー制御ウィンドウは値ｄｗ_downだけ縮小される。

【００２３】ｄｗ_upおよびｄｗ_downについての値は以下
のパラメータ、すなわち、現在のフロー制御ウィンドウ
サイズ（ｗｓｉｚｅ）、マルチキャストセンダ数
（ｍ）、および現在のプロトコル状態（ｓｔａｔｅ）の
関数として選ばれる。ｄｗ_upおよびｄｗ_downの値の一つ
の選択は以下の通りである。ｓｔａｔｅ＝プロービングの場合、ｄｗ_up＝１／ｗｓｉ
ｚｅｓｔａｔｅ＝輻輳回避の場合、ｄｗ_up＝１／（ｗｓｉｚ
ｅ^*ｍ）ｄｗ_down＝１このようにｄｗ_upおよびｄｗ_downを選択する根本的理由
は以下の通りである。本発明者はマルチキャスティング
プロトコルを扱っているので、多くの潜在的なデータ源
では、多くのセンダで小さな調整を行うと、ネットワー
ク性能全体に大きな影響を与え得る。従って、メンバノ
ードがプロービング状態で動作するとき、フロー制御ウ
ィンドウは小さい量（１／ｗｓｉｚｅ）だけ拡大され得
る。しかし、メンバノードが輻輳回避状態で動作する場
合、フロー制御ウィンドウはより小さい量（ｗｓｉｚｅ
^*ｍ）のみ拡大され得る。従って、輻輳回避状態で動作
するとき、本発明者は非常に慎重な方法をとり、フロー
制御ウィンドウが小さい量だけ拡大することのみを可能
にする。

【００２４】上述のフロー制御ウィンドウ技術は、ネッ
トワーク輻輳を検出するためにおよびフロー制御ウィン
ドウのサイズの縮小をトリガするためにパケット紛失を
用いる。代替的な実施の形態において、フロー制御ウィ
ンドウは、データパケット遅延時間に基づいて調整され
る。より詳細には、フロー制御ウィンドウ管理のこの実
施の形態は、輻輳状態を指示するものとして往復遅延を
用いる。フロー制御ウィンドウは、あるしきい値下でデ
ータパケット往復遅延時間を維持するように調節され
る。

【００２５】この実施の形態において、データパケット
がメンバノードに戻る度に、往復遅延時間ｔが測定さ
れ、ｔの最も大きい値（ｔ＿ｍａｘ）およびｔの最も小
さい値（ｔ＿ｍｉｎ）が維持される。さらに、実験パラ
メータａｌｐｈａが性能調整（tuning）のために用いら
れ得る。一つの実施の形態において、ａｌｐｈａについ
ての適切な値は０．５であるが、ネットワークの性能を
向上させるために変わり得ることは当然である。その
後、４ｔ期間毎に、フロー制御ウィンドウは以下のよう
に１／ｗｓｉｚｅの値だけ拡大または縮小される。（ｔ＜ａｌｐｈａ^*ｔ＿ｍｉｎ＋（１−ａｌｐｈａ）^*ｔ
＿ｍａｘ）である場合、ｗｓｉｚｅ：＝ｗｓｉｚｅ＋１／ｗｓｉｚｅ又は、ｗｓｉｚｅ：＝ｗｓｉｚｅ−１／ｗｓｉｚｅシミュレーション研究の間に、データパケット遅延時間
に基づいてフロー制御ウィンドウが調整されるこの第二
の実施の形態がネットワーク輻輳の防止に有効であり、
そのため、高いネットワーク負荷でより良好な遅延性能
を有することを、本発明者は見出した。この改善された
遅延性能についての価値として、パケット紛失の検出に
基づいてフロー制御ウィンドウが調整される第一の実施
の形態と比較すると、この第二の実施の形態はより低い
グッドプット（すなわち、再送信および制御トラフィッ
クを除外した後のスループット）を示す。

【００２６】図４に戻ると、フロー制御ウィンドウが調
整された後、フロー制御ウィンドウが許可する場合は、
ステップ４１４でメンバノードがその送りバッファから
付加的なデータを送信し、受け取られたデータパケット
の処理が終了する。

【００２７】上記のように、パケットの紛失を検出する
ために環状ネットワークの暗黙フィードバックを使用す
ることによって、いわゆるフロー制御ウィンドウデッド
ロックが生じ得ることに留意されたい。メンバノードの
フロー制御ウィンドウ中のパケット数と等しい数のメン
バノードパケットが紛失する場合に、このデッドロック
が生じる。このような状況において、メンバノード自体
のデータパケットはいずれも受け取られず、従って、ス
テップ４０４での試験の結果として「自己」ブランチと
関連付けられたステップを行うことには決してならな
い。このために、フロー制御ウィンドウが大きく調整さ
れる機会はなく、その結果、メンバノードのバッファは
満たされ続けるが、さらなるデータパケットは送られな
い。この状況を処理するために、キープアライブメッセ
ージ（ＫＡＭ）が以下のように用いられる。

【００２８】図６を参照すると、ＫＡＭパケットのフォ
ーマットがブロック６３０に示される。従って、ＲＩＮ
Ｇ−ＨＥＡＤＥＲ６０２のＴＹＰＥフィールド６１０が
ＲＩＮＧ＿ＫＡＭを含むとき、ＲＩＮＧ−ＰＡＹＬＯＡ
Ｄ６０６は、ブロック６３０中に示される情報を含む。
特に、パケットは、前のＫＡＭパケットに続いて送られ
る第一のデータパケット（すなわち、ＦＩＲＳＴ＿ＳＥ
ＱＵＥＣＥ＿ＩＮ＿ＷＩＮＤＯＷ６３１）のシーケンス
番号および現在のＫＡＭパケットの前に送られた最終パ
ケット（すなわち、ＬＡＳＴ＿ＳＥＱＵＥＮＣＥ＿ＳＥ
ＮＴ６３２）のシーケンス番号を含む。再び図２および
ステップ２０２を参照すると、ＫＡＭタイマおよびＫＡ
Ｍカウンタが初期化されたことが想起される。ＫＡＭタ
イマは、送信されたＫＡＭパケットが送りメンバノード
によって再び受け取られることが予期される時間量に設
定される。ＫＡＭカウンタは、紛失したＫＡＭパケット
の数を表し、ゼロに初期化される。フロー制御ウィンド
ウデッドロックを防止するためのＫＡＭパケットの使用
は、図２、３および４に関連した以下の記載から明らか
になる。図２を参照すると、ステップ２０４において検
出されたイベントがＫＡＭタイマの満了である場合、Ｋ
ＡＭパケットは紛失されていると推定され、図３に示さ
れるプロトコルステップが行われる。まず、ステップ３
０２において、ＫＡＭカウンタは増分され、別のＫＡＭ
パケットが紛失していることを示す。ステップ３０４に
おいて、ＫＡＭカウンタはしきい値と比較される。しき
い値は、リング障害があることを推定する前に紛失した
はずであるＫＡＭパケット数を表す。そのしきい値に達
している場合、リング障害がステップ３０６で推定さ
れ、適切な例外処理が行われる。しきい値に達していな
い場合、制御は図４のステップ４２４に移り、この時点
でフロー制御ウィンドウが調整される。ステップ３０４
の後にステップ４２４を実行すると、ＫＡＭの損失はネ
ットワーク輻輳を示唆しているので、メンバノードのフ
ロー制御ウィンドウが小さく調整される。その後、ステ
ップ４２６において、新しいＫＡＭパケットが送られ、
ＫＡＭタイマがリセットされる。

【００２９】ステップ４０２を参照すると、受け取られ
たパケットがＫＡＭパケットであると決定される場合、
メンバノードはプロトコルステップ４１６に処理を続け
る。ステップ４１６において、受取りメンバノードは、
ＫＡＭパケットのＭＥＭＢＥＲ＿ＩＤフィールド６１４
（図６）を調べることによって、そのパケットが受け取
られたＫＡＭパケット源であったか否かを決定する。そ
のパケットが別のメンバノードのＫＡＭパケットである
場合、パケットは無視される。そのパケットが受取りメ
ンバノードのＫＡＭパケットである場合、ＫＡＭカウン
タはステップ４１８においてクリアされる。ステップ４
２０において、メンバノードは、ＫＡＭパケットの内容
６３０を調べることによって、何らかのデータパケット
の紛失があったか否かを決定する。上述のように、ＫＡ
Ｍパケットは、前のＫＡＭパケットに続いて送られた第
１のデータパケット（すなわち、ＦＩＲＳＴ＿ＳＥＱＵ
ＥＮＣＥ＿ＩＮ＿ＷＩＮＤＯＷ６３１）のシーケンス番
号、および現在のＫＡＭパケットの前に送られた最終パ
ケット（すなわち、ＬＡＳＴ＿ＳＥＱＵＥＮＣＥ＿ＳＥ
ＮＴ６３２）のシーケンス番号を含む。メンバノード
が、ＫＡＭパケット中で（包括的に）識別されたシーケ
ンス範囲内の全てのデータパケットを再び受け取ったこ
とを決定する場合、メンバノードはデータパケットの紛
失がないことを決定する。メンバノードが、ＫＡＭパケ
ット中で（包括的に）識別されたシーケンス範囲内の全
てのデータパケットを再び受け取っていないことを決定
する場合、メンバノードはデータパケットの紛失があっ
たと決定し、メンバノードはステップ４２２で、紛失し
たデータパケットを再送信する。ステップ４２２の後、
または損失がなかった場合、プロトコルはステップ４２
４まで続き、この時、ステップ４０８、４１０および４
１２に関連して上記されたものと同様な方法でフロー制
御ウィンドウが調整される。ステップ４２６は上述のよ
うに行われる。

【００３０】再びステップ４０２を参照すると、受け取
られたパケットがＮＡＣＫまたはＬＯＳＴパケットであ
ることが決定される場合、ステップ４２８でメンバノー
ドがフロー制御ウィンドウを調整する。また、ＮＡＣＫ
またはＬＯＳＴパケットを受け取ることはネットワーク
輻輳を示し、メンバノードはフロー制御ウィンドウを小
さく調整する。ＮＡＣＫおよびＬＯＳＴパケットは以下
に記載する。

【００３１】図２に戻って参照すると、ステップ２０４
で検出されたイベントがメンバノードによって送信され
る新しいデータの生成である場合、図５に示されるプロ
トコルステップが行われる。ステップ５０２において、
新たに生成されたデータはメンバノードの送りバッファ
に添付され、ステップ４１４（図４）において、メンバ
ノードのフロー制御ウィンドウが許可すれば、メンバノ
ードはその送りバッファからデータを送ろうと試みる。

【００３２】ブリッジノードによって行われるプロトコ
ルステップを、図８〜図１２に関連して記載する。まず
図８を参照すると、ステップ８０２において、ブリッジ
ノードの初期化が行われる。まず、ＣＬＵＳＴＥＲ＿Ｉ
Ｄが、ブリッジノードが動作している局所リングの識別
に設定される。各リングは、固有のＣＬＵＳＴＥＲ＿Ｉ
Ｄを有する。ＳＥＱＵＥＮＣＥは、ブリッジノードによ
ってツリーに送信されるパケットのシーケンス番号を表
し、０に初期化される。ステップ８０２においても、Ｋ
ＡＭタイマは初期化され、ＫＡＭカウンタは０に設定さ
れる。

【００３３】種々のイベントは、ステップ８０４によっ
て表されるように、異なるプロトコルステップをトリガ
する。まず、ブリッジノードがツリーからパケットを受
け取る場合、図９に示されるプロトコルステップは以下
のように行われる。まず、ステップ９０２において、受
け取られたパケットのタイプが決定される。この時点
で、ＴＲＥＥパケットと呼ばれる、ツリーネットワーク
上で送信されるデータパケットのフォーマットが図７に
関連して記載される。ツリーパケットは、ＴＲＥＥ＿Ｈ
ＥＡＤＥＲ７０２およびＴＲＥＥ＿ＣＯＮＴＥＮＴ７０
４を含む。ＴＲＥＥ＿ＨＥＡＤＥＲ７０２の内容は、ブ
ロック７０６でさらに示される。ＴＹＰＥフィールド７
０８は、５つのエントリのうちの１つ、すなわち、ＴＲ
ＥＥ＿ＲＤＡＴＡ、ＴＲＥＥ＿ＬＯＳＴ、ＴＲＥＥ＿Ｒ
ＥＰＡＩＲ、ＴＲＥＥ＿ＮＡＣＫおよびＴＲＥＥ＿ＫＡ
Ｍの１つを含み得る。ＴＹＰＥフィールド７０８がＴＲ
ＥＥ＿ＲＤＡＴＡを含む場合、パケットはデータパケッ
トであり、ＴＲＥＥ＿ＣＯＮＴＥＮＴフィールド７０４
はアプリケーション特定データを含む。ＴＹＰＥフィー
ルド７０８がＴＲＥＥ＿ＬＯＳＴを含む場合、パケット
はＬＯＳＴパケットであり、ＴＲＥＥ＿ＣＯＮＴＥＮＴ
フィールド７０４中に内容はない。ＴＹＰＥフィールド
７０８がＴＲＥＥ＿ＲＥＰＡＩＲを含む場合、パケット
は修復パケットであり、ＴＲＥＥ＿ＣＯＮＴＥＮＴフィ
ールド７０４はアプリケーション特定データを含む。Ｔ
ＹＰＥフィールド７０８がＴＲＥＥ＿ＮＡＣＫである場
合、このパケットはＮＡＣＫパケットであり、ＴＲＥＥ
＿ＣＯＮＴＥＮＴフィールド７０４はＣＬＵＳＴＥＲ＿
ＩＤおよび紛失したデータパケットを識別するシーケン
ス番号（ＳＥＱＵＥＮＣＥ）を含む。ＴＹＰＥフィール
ド７０８がＴＲＥＥ＿ＫＡＭを含む場合、パケットはツ
リーＫＡＭパケットであり、ＴＲＥＥ＿ＣＯＮＴＥＮＴ
フィールド７０４は用いられない。ＴＲＥＥ＿ＫＡＭパ
ケットの処理は、以下でさらに詳細に記載される。ＴＲ
ＥＥ＿ＨＥＡＤＥＲ７０２のＲＥＳＥＲＶＥＤフィール
ド７１０は、この特定の実施の形態において用いられな
い。ＣＬＵＳＴＥＲ＿ＩＤフィールド７１２は、データ
パケット源であるメンバノードがメンバであるリングの
識別を含む。ＣＬＵＳＴＥＲ＿ＳＥＱＵＥＮＣＥフィー
ルド７１４は、特定のブリッジノードについてのこのデ
ータパケットのシーケンス番号（ＳＥＱＵＥＮＣＥ）を
含む。従って、ブリッジノードも、各メンバノードがそ
の送信された各パケットに連続するシーケンス番号を割
り当てる方法と同様な方法で、ツリーを介して送信され
るパケットに連続するシーケンス番号を割り当てる。

【００３４】次に図９に戻ると、ＴＲＥＥ＿ＨＥＡＤＥ
Ｒ７０２のＴＹＰＥフィールド７０８を調べることによ
って、ステップ９０２でパケットタイプが決定される。
ＴＹＰＥフィールドがＴＲＥＥ＿ＲＤＡＴＡを含む場
合、これはデータパケットであり、いずれのデータパケ
ットが紛失しているか否かを決定するステップ９０４に
処理が続く。各ブリッジノードは、他のリング（ＣＬＵ
ＳＴＥＲ＿ＩＤによって識別されるリング）の各々から
受け取られる最後のデータパケットシーケンス番号（Ｓ
ＥＱＵＥＮＣＥ）を維持する。従って、ブリッジノード
は、フィールド７１２中に特定のＣＬＵＳＴＥＲ＿ＩＤ
を含むデータパケットを受け取ると、フィールド７１４
中のＣＬＵＳＴＥＲ＿ＳＥＱＵＥＮＣＥ番号を、識別さ
れたリングから受け取られた最後のパケットシーケンス
番号と比較する。ブリッジノードがシーケンス番号中の
ギャップを検出する場合、ブリッジノードは、（単数ま
たは複数の）欠けたシーケンス番号と関連付けられたデ
ータパケットがツリー上で紛失したと決定する。このよ
うな場合、メンバノードはステップ９０６で（単数また
は複数の）ＮＡＣＫパケットを送信し、（単数または複
数の）送られたＮＡＣＫパケットと関連付けられた（単
数または複数の）ＮＡＣＫタイマをスケジューリングす
る。上述のように、ＮＡＣＫパケットは、紛失したデー
タ源であったリングの識別（ＣＬＵＳＴＥＲ＿ＩＤ）を
含み、ＮＡＣＫパケットは紛失したパケットのシーケン
ス番号を含む。ＮＡＣＫパケットは、ツリー上の全ての
ブリッジノードに送信される。ＮＡＣＫタイマは、ＮＡ
ＣＫまたはＮＡＣＫに対応する応答（すなわち、修復メ
ッセージ）が紛失している状況を処理するために用いら
れる。図１１に関連してさらに詳細に以下で記載される
ように、ＮＡＣＫタイマが満了する場合、新しいＮＡＣ
Ｋが送られる。この時点で、初期ＮＡＣＫを送ると、Ｎ
ＡＣＫタイマは、パケットの片道移動時間の三倍の時間
値（すなわち、１往復＋さらに１片道）に有利に設定さ
れる。ステップ９０６に続いて、またはステップ９０４
で損失が検出されなかった場合、ブリッジノードはステ
ップ９０８で、受け取られたデータパケットをその局所
リングに送信する。また、ツリーからその局所リング上
で受け取られるパケットを送信する際に、ブリッジノー
ドは、ブリッジノードに格納されたｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ
＿ｂｕｆｆｅｒの終端にパケットを添付する。以下でさ
らに詳細に記載されるように、このｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ
＿ｂｕｆｆｅｒは、ツリーから局所リングにブリッジに
よってフォワードされたパケットのデータパケットの紛
失を検出するために用いられる。次いで、受け取られた
データパケットの処理は終了する。

【００３５】ステップ９０２における試験が、受け取ら
れたパケットがＬＯＳＴパケットである（すなわち、パ
ケットのＴＹＰＥフィールド７０８がＴＲＥＥ＿ＬＯＳ
Ｔを含む）ことを決定する場合、ブリッジノードは、ス
テップ９１０でＬＯＳＴパケットを局所リングに送信す
る。ＬＯＳＴパケットは、ブリッジノードのｒｉｎｇ＿
ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒに付加される。ブリッジノード
によってＬＯＳＴパケットが受け取られることは、別の
リングに紛失したデータがあることを示し、そのリング
からのブリッジノードは、他の全てのリングにデータパ
ケットの紛失を知らせるために、ＬＯＳＴパケットを送
っている。図４のステップ４２８と関連して上述したよ
うに、メンバノードがＬＯＳＴパケットを受け取ると、
メンバノードはそのフロー制御ウィンドウを適切に調整
する。受け取られたデータパケットの処理は、ステップ
９１０に続いて終了する。

【００３６】ステップ９０２における試験が、受け取ら
れたパケットがＮＡＣＫパケットである（すなわち、パ
ケットのＴＹＰＥフィールド７０８がＴＲＥＥ＿ＮＡＣ
Ｋを含む）ことを決定する場合、ブリッジノードはステ
ップ９１２に進み、このパケットが紛失したパケット源
であったか否かを決定する。ブリッジノードは、受け取
られたＮＡＣＫパケットのＣＬＵＳＴＥＲ＿ＩＤフィー
ルド７１２を調べてそのリングが識別されるか否かを決
定することによって、そのパケットが紛失したパケット
源であったか否かを決定する。受取りブリッジノードが
紛失したパケット源である場合、ステップ９１４におい
てブリッジノードは、この特定の紛失したパケットにつ
いてのイグノアタイマが設定されていたか否かを決定す
る（イグノアタイマの目的は、ステップ９１８に関連し
て記載する）。イグノアタイマが設定されていなかった
場合、ブリッジノードはステップ９１６において、紛失
したデータを含む修復パケット（ＴＲＥＥ＿ＣＯＮＴＥ
ＮＴフィールド７０４中で紛失したシーケンス番号によ
って識別されるように）を送信する。ステップ９１８に
おいて、ブリッジノードはイグノアタイマを設定する。
イグノアタイマは、修復を送るブリッジノードから、Ｎ
ＡＣＫを送ったブリッジノードまでの往復時間に有利に
設定される。イグノア期間の間、複製ＮＡＣＫを送信す
るブリッジノードは既に送られた修復パケットを受け取
るとみなされるので、ブリッジノードはいずれものさら
なる受け取られた複製ＮＡＣＫを無視する。従って、ス
テップ９１４によりイグノアタイマが設定されていると
決定する場合、ステップ９１６および９１８は行われな
い。従って、ステップ９１８の後、またはイグノアタイ
マが設定されている場合、受け取られたＮＡＣＫパケッ
トが受取りブリッジノードの局所リングに送られ、ＮＡ
ＣＫパケットがブリッジノードのｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿
ｂｕｆｆｅｒに付加されるステップ９２０に処理が続
く。ステップ４２８（図４）と関連して上述したよう
に、メンバノードはＮＡＣＫパケットを受け取ると、そ
のフロー制御ウィンドウを適切に調整する。

【００３７】ステップ９１２に戻り、パケットが紛失し
たパケット源でなかったことをブリッジノードが決定す
る場合、ステップ９２２において、ＮＡＣＫタイマを特
定の紛失したデータパケットについてステップ９０６に
おいて前もってスケジューリングしている（すなわち、
受け取られたＮＡＣＫパケットと関連付けられるデータ
パケットの紛失をブリッジノードに既に検出させ、ステ
ップ９０６においてそれ自体のＮＡＣＫパケットを送ら
せている）か否かをブリッジノードが判定する。スケジ
ューリングしている場合、ステップ９２４で、紛失した
パケット源をＮＡＣＫで圧倒することを防止するため
に、特定の紛失したパケットについてのそれ自体のＮＡ
ＣＫタイマをブリッジノードが遅延させる（すなわち、
期間を長くし、従って、ＮＡＣＫタイマの満了を遅延さ
せる）。ステップ９２４に続き、またはステップ９２２
における試験が、ブリッジノードがステップ９０６にお
いて特定の紛失したデータパケットについてＮＡＣＫタ
イマを前もってスケジューリングしていないことを示す
場合、ステップ９２０で、受け取られたＮＡＣＫパケッ
トが受取りブリッジノードの局所リングに送られ、ＮＡ
ＣＫパケットはブリッジノードのｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿
ｂｕｆｆｅｒに付加される。受け取られたパケットの処
理は、ステップ９２０に続いて終了する。

【００３８】受け取られたパケットが修復パケットであ
る（すなわち、パケットのＴＹＰＥフィールド７０８が
ＴＲＥＥ＿ＲＥＰＡＩＲを含む）ことをステップ９０２
における試験が決定する場合、ブリッジノードはステッ
プ９２６に進み、ステップ９０６でＮＡＣＫパケットを
送信することによって修復を要求したかを決定する。要
求していた場合、修復パケットが受け取られているの
で、ステップ９２８でＮＡＣＫタイマは取り消され、ス
テップ９３０で修復パケットがブリッジノードの局所リ
ングに送られ、修復パケットがブリッジノードのｒｉｎ
ｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒに付加される。ステップ９
３０に続いて、またはステップ９２６における試験がＮ
Ｏである場合、受け取られたパケットの処理は終了す
る。

【００３９】図８に戻り、ステップ８０４で検出された
イベントがブリッジノードの局所リングからの着信パケ
ットである場合、処理は図１０に示されるステップに続
く。まず、ステップ１００２において、パケットのＴＲ
ＥＥ＿ＨＥＡＤＥＲ７０２中のＴＹＰＥフィールド７０
８を調べることによって、パケット源およびパケットの
タイプが決定される。ＴＹＰＥフィールド７０８がプレ
フィクスＴＲＥＥを含む場合、パケットはツリーパケッ
トであり、このようなパケットが局所リング上へ進み得
た唯一の方法は、ツリーからブリッジノードによってフ
ォワードされる場合であるために、これがパケット源で
あったことをブリッジノードは決定する。ＴＹＰＥフィ
ールド７０８がプレフィックスＲＩＮＧを含む場合、パ
ケットがリングパケットであるために、局所リングのメ
ンバノードの一つはパケット源であったことをブリッジ
ノードは決定する。特定のタイプのパケットは、ＴＹＰ
Ｅフィールド７０８のサフィックスを調べることによっ
て決定される。

【００４０】パケットのＴＹＰＥフィールド７０８がＴ
ＲＥＥ＿ＲＤＡＴＡを含む場合、これがデータパケット
源であり、ブリッジノードがツリーネットワークから受
け取り、かつ局所リング上でメンバノードにフォワード
したデータをパケットが含むことをブリッジノードは決
定し、処理はステップ１００６に続く。ステップ１００
６において、受け取られたパケットをブリッジノードの
ｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒと比較することによ
って、何らかのデータパケットの紛失があったか否かを
ブリッジノードが判定する。上述のように、ブリッジノ
ードがツリーから受け取られたパケットを局所リングに
フォワードする度に、ブリッジノードはｒｉｎｇ＿ｓｅ
ｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒの終端にパケットを添付する。パケ
ットが局所リングからブリッジノードによって受け取ら
れると、ブリッジノードはｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂｕｆ
ｆｅｒを調べる。受け取られたパケットは、ｒｉｎｇ＿
ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒの先頭のパケットと同一である
べきである。同一である場合、ｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂ
ｕｆｆｅｒの先頭のパケットはｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂ
ｕｆｆｅｒから取り除かれる。ｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂ
ｕｆｆｅｒの先頭のパケットが、受け取られたパケット
と同一でない場合、ｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒ
の先頭のパケットは局所リング上で紛失したことが決定
される。このような場合、紛失したパケット（すなわ
ち、ｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒの先頭のパケッ
ト）はステップ１００８で局所リングに再送され、紛失
したパケットはｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒの先
頭から取り除かれ、ｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒ
の終端に添付される。ステップ１０１０において、メン
バノードには紛失したパケットが知らされ、それに応答
して、図４のステップ４２８と関連して上述されるよう
にそれらのフロー制御ウィンドウを調整するように、Ｌ
ＯＳＴパケットはツリーおよび局所リングに送られる。
着信パケットの処理は、ステップ１０１０に続いて終了
する。

【００４１】ステップ１００２において、着信パケット
がそれ自体のＫＡＭパケットである（すなわち、パケッ
トヘッダのタイプフィールドがＴＲＥＥ＿ＫＡＭを含
む）ことをブリッジノードが決定する場合、ステップ１
００４において、ブリッジノードはそのＫＡＭカウンタ
をクリアし、ＫＡＭタイマをリセットし、新しいＫＡＭ
パケットを送信する。この時点で、新たに送られたＫＡ
Ｍパケットもｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒに付加
される。次いで、処理は、上述のようにデータパケット
の紛失があったか否かをブリッジノードが判定するステ
ップ１００６に続く。従って、ブリッジノードは、受け
取られたＫＡＭパケットをブリッジノードのｒｉｎｇ＿
ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒの先頭のパケットと比較する。
ブリッジノードのｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆｅｒの
先頭のパケットが、受け取られたＫＡＭパケットと一致
しない場合、データパケットの紛失が検出されており、
上述のように処理はステップ１００８および１０１０に
続く。ブリッジノードのｒｉｎｇ＿ｓｅｎｔ＿ｂｕｆｆ
ｅｒの先頭のパケットが受け取られたＫＡＭパケットと
一致する場合、着信パケットの処理は終了する。

【００４２】ステップ１００２に戻り、着信パケットの
ＴＹＰＥフィールド７０８がＲＩＮＧ＿ＤＡＴＡを含む
場合、局所リングのメンバノードの一つがデータパケッ
ト源であることをブリッジノードは決定し、処理はステ
ップ１０１２に続く。ステップ１０１２において、ブリ
ッジノードは、以下のようにメンバノードの局所リング
パケットをツリーパケットにパッケージする。ブリッジ
ノードは、図７に示されるようにＴＲＥＥ＿ＨＥＡＤＥ
Ｒ７０２およびＴＲＥＥ＿ＣＯＮＴＥＮＴ７０４を用い
てツリーパケットを生成する。ヘッダ７０２のＴＹＰＥ
フィールド７０８はＴＲＥＥ＿ＲＤＡＴＡを含み、ＣＬ
ＵＳＴＥＲ＿ＩＤフィールド７１２はブリッジノードの
局所リングの識別を含み、ＣＬＵＳＴＥＲ＿ＳＥＱＵＥ
ＮＣＥフィールド７１４はこのデータパケットのパケッ
トシーケンス番号（ＳＥＱＵＥＮＣＥ）を含む。ＴＲＥ
Ｅ＿ＣＯＮＴＥＮＴ７０４は、ブリッジノードによって
受け取られたＲＩＮＧパケット全体を含む。またステッ
プ１０１２において、ブリッジノードはシーケンスカウ
ンタＳＥＱＵＥＮＣＥを増分する。ブリッジノードは、
ステップ１０１４において、新たに生成されたＴＲＥＥ
パケットをツリーネットワークに送信する。ステップ１
０１４に続き、着信データパケットの処理は終了する。

【００４３】ステップ１００２に戻り、着信パケットの
ＴＹＰＥフィールド７０８がＲＩＮＧ＿ＫＡＭを含む場
合、パケットがリングのメンバノードの一つからのＫＡ
Ｍパケットであることをブリッジノードが決定する。こ
の場合、ブリッジノードはパケットを無視し、着信デー
タパケットの処理は終了する。

【００４４】次に図８に戻り、ステップ８０４で検出さ
れたイベントがＮＡＣＫタイマの満了である場合、処理
は図１１に示されるステップに続く。上述のように、送
信されたＮＡＣＫまたはＮＡＣＫへの対応する応答（す
なわち、修復メッセージ）が紛失している状況をブリッ
ジノードが検出することを可能にするために、ＮＡＣＫ
タイマが用いられる。ＮＡＣＫタイマが満了する場合、
ＮＡＣＫおよび／または対応する修復パケットがツリー
上で紛失したことをブリッジノードは推定する。この場
合、ステップ１１０２において、ブリッジノードは、満
了したＮＡＣＫタイマと関連付けられたＮＡＣＫパケッ
トの複製を送信する。ブリッジノードは、ステップ１１
０４においてＮＡＣＫタイマをリセットする。満了した
ＮＡＣＫタイマの処理は、ステップ１１０４後に終了す
る。

【００４５】図８に戻ると、ブリッジノードはイグノア
タイマの満了に働きかけない。ステップ９１８に関連し
て上述されるように、イグノア時間は複製ＮＡＣＫを無
視するために用いられ、ＮＡＣＫタイマの満了はブリッ
ジノードの一部への働きかけを必要としない。

【００４６】再び図８に戻ると、ステップ８０４におい
て検出されるイベントがブリッジノードのＫＡＭタイマ
の満了である場合、処理は図１２に示されるステップに
続く。ステップ１２０２において、ブリッジノードは、
連続して紛失したＫＡＭパケットの数を数えるそのＫＡ
Ｍカウンタを増加させる。ステップ１２０４において、
ＫＡＭカウンタは、リング障害があったことを推定する
前に紛失したはずであるＫＡＭパケットの数を表すしき
い値と比較される。そのしきい値に達した場合、リング
障害がステップ１２１０で推定され、適切な例外処理が
行われる。しきい値に達していない場合、ステップ１２
０６で新しいＫＡＭパケットが送られ、ステップ１２０
８でＫＡＭタイマがリセットされる。ブリッジノードに
おけるＫＡＭの目的は、ブリッジノードから送信される
全てのパケットが局所リング上で紛失するイベントから
保護することである。

【００４７】メンバノードは、以下のようにそのマルチ
キャストセッションを終了（すなわち、マルチキャスト
アプリケーションにおける関与を終了させ、マルチキャ
ストグループを離れる）させ得る。局所リング上の制御
メッセージＥＮＤを送ることによって、メンバノードは
セッションを離れる。セッションを離れた後、メンバノ
ードはリング非常駐ノードになる。特定の局所リング上
の全てのメンバノードがそれらのマルチキャストセッシ
ョンを終了させると、そのリングについてのブリッジノ
ードは制御メッセージＥＮＤ（ＣＬＵＳＴＥＲ＿ＩＤ、
ＣＬＵＳＴＥＲ＿ＳＥＱＵＥＮＣＥ）を送信し、図７に
関連して上述したように、ここでＣＬＵＳＴＥＲ＿ＩＤ
はリングを識別し、ＣＬＵＳＴＥＲ＿ＳＥＱＵＥＮＣＥ
はリングから送られた最後のデータパケットのシーケン
ス番号を含む。このブリッジノード制御メッセージは、
他のブリッジノードによって応答されなければならな
い。従って、受取りブリッジノードは、ＥＮＤ（ＣＬＵ
ＳＴＥＲ＿ＩＤ、ＣＬＵＳＴＥＲ＿ＳＥＱＵＥＮＣＥ）
を受け取ると、送りブリッジノードに適切な肯定応答を
送る。送りブリッジノードが他の全てのブリッジノード
からの肯定応答を受け取ると、送りブリッジノードはツ
リーとの通信を中止する。終端ブリッジノードもタイマ
をそのＥＮＤメッセージと関連付けて、そのＥＮＤメッ
セージまたは関連付けられた肯定応答がツリー上で紛失
した状態を処理する。そのようなタイマが満了すると、
終端ブリッジノードはそのＥＮＤメッセージを再送信す
る。

【００４８】上述のプロトコルは、本発明に従って信頼
性のあるグループマルチキャスティングを実施するため
に用いられる。従って、再び図１を参照すると、本発明
に従って信頼性のあるグループマルチキャスティングを
実施するために、ブリッジノード（Ｂで示される）は図
８〜図１２と関連して上述されたプロトコルを行い、メ
ンバノード（Ｍで示される）は図２〜図５と関連して上
述されたプロトコルを行う。

【００４９】当業者によって理解されるように、上述の
プロトコルは、図１に示されるネットワークノードの機
能の一つの態様を記載する。より低レベルのネットワー
ク動作のいくつかを実施するために、他のプロトコルも
必要とされる。例えば、有効なマルチキャストリングの
維持、リング隣接ノード間でのパケットのフォワーディ
ング、パケットがリングの移動を終えたときのパケット
送信の終了、および適切である場合に上述のより高レベ
ルの信頼性のあるグループマルチキャスティングプロト
コルへの到着パケットを与えることなどの基本的な環状
ネットワーク機能を行うために、リングを実施するノー
ドは、より低いレベルのリングルーティングプロトコル
も行わなければならない。例えば、リング非常駐ノード
（ＲＴ）、メンバノード（Ｍ）およびブリッジノード
（Ｂ）は全て、環状ネットワークの一部であるので、こ
れらのノードは全てこのより低いレベルのリングルーテ
ィングプロトコルを行わなければならない。メンバノー
ドの場合、より低いレベルのリングルーティングプロト
コルは、より高いレベルのメンバノードの信頼性のある
グループマルチキャスティングプロトコルに着信パケッ
トを与える。ブリッジノードの場合、より低いレベルの
リングルーティングプロトコルは、より高いレベルのブ
リッジノードの信頼性のあるグループマルチキャスティ
ングプロトコルに着信パケットを与える。このようなよ
り低いレベルのリングルーティングプロトコルは、当業
者によって実施され得る。

【００５０】さらに、ツリーネットワークを実施するノ
ードは、有効なマルチキャストツリーの維持、ツリー隣
接ノード間でのパケットのフォワーディング、およびよ
り高いレベルのプロトコルへ着信パケットを適切なよう
に与えることなどの基本的なツリーネットワーク機能を
行うために、低レベルツリールーティングプロトコルを
行わなければならない。例えば、ツリー非常駐ノード
（ＴＴ）およびブリッジノード（Ｂ）は両方ともツリー
ネットワークの一部であるので、これらのノードは両方
ともこのより低いレベルのツリールーティングプロトコ
ルを行わなければならない。ブリッジノードの場合、よ
り低いレベルのツリールーティングプロトコルは、より
高いレベルのブリッジノードの信頼性のあるグループマ
ルチキャスティングプロトコルに着信パケットを提供し
なければならない。このようなより低レベルのツリール
ーティングプロトコルは、例えば、Ｓ．Ｄｅｅｒｉｎｇ
ら、ＴｈｅＰＩＭＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｏ
ｒＷｉｄｅ−ＡｒｅａＭｕｌｔｉｃａｓｔＲｏｕ
ｔｉｎｇ、ＩＥＥＥ／ＡＣＭＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓｏｎＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇ、第４巻、Ｎｏ．２、
第１５３〜１６２頁、１９９６年およびＴ．Ｂａｌｌａ
ｒｄｉｅ，Ｐ．ＦｒａｎｃｉｓおよびＪ．Ｃｒｏｗｃｒ
ｏｆｔ、ＣｏｒｅＢａｓｅｄＴｒｅｅ（ＣＢＴ）：
ＡｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｏｒＳｃａｌａ
ｂｌｅＩｎｔｅｒ−ＤｏｍａｉｎＭｕｌｔｉｃａｓ
ｔＲｏｕｔｉｎｇ、Ｐｒｏｃ．ＡＣＭＳＩＧＣＯＭ
Ｍ１９３、１９９３年１０月、第８５〜９５頁に記載
されているように当該分野で公知であり、これら両文献
は本明細書において参照により援用される。

【００５１】図１のネットワーク図はネットワークの論
理的な構成を表し、必ずしも（可能ではあるが）ネット
ワークの物理的な構成を表すわけではないことが当業者
によって理解される。すなわち、ツリーネットワークを
構成するノードおよびそれら各々のより低いレベルのル
ーティングプロトコルは、ツリーネットワーク構成に従
ってパケットをルーティングするように構成され、環状
ネットワークを構成するノードおよびそれら各々のより
低レベルのルーティングプロトコルは、環状ネットワー
ク構成に従ってパケットをルーティングするように構成
される。この構成に基づき、パケットの論理的ルーティ
ングを行う結果、図１に示される論理的ネットワーク構
成となる。しかし、ノードの物理的構成およびそれらの
物理的相互接続は異なり得り、ネットワークの物理的構
成に従ってただ単にパケットをルーティングする介在ノ
ード（図示せず）を含み得る。

【００５２】マルチキャストネットワーク全体の性能
は、ネットワークがどのように分割されるかによって影
響を受ける。ｇ個のクラスタに分割され得るｍ個のメン
バを有するマルチキャストグループを仮定する。極値で
は、ｇが１に近づくと、単一リングアーキテクチャに近
づき、ｍがｇに近づくと、単一ツリーアーキテクチャに
近づく。有利な分割は、環状ネットワークの輻輳制御利
益を維持しつつ、ツリーネットワークの低い伝搬遅延か
ら利益を得るために十分大きいｇを有する。

【００５３】上述の詳細な記載は全ての点において説明
的かつ例示的であるが、制限的ではないと理解されるべ
きであり、本明細書で開示される本発明の範囲は詳細な
記載からではなく、特許法によって認められる全範囲に
従って解釈されるように特許請求の範囲から決定される
べきである。本明細書において示され、記載される実施
の形態は本発明の原理の例示の説明でしかなく、本発明
の範囲および精神から逸脱せずに、当業者によって様々
な改変が実施され得ることが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの態様の原理を具現化するネット
ワークを示す図である。

【図２】マルチキャストメンバノードによって行われる
プロトコルステップを示すフローチャートである。

【図３】マルチキャストメンバノードによって行われる
プロトコルステップを示すフローチャートである。

【図４】マルチキャストメンバノードによって行われる
プロトコルステップを示すフローチャートである。

【図５】マルチキャストメンバノードによって行われる
プロトコルステップを示すフローチャートである。

【図６】リングデータパケットのフォーマットを示す図
である。

【図７】ツリーデータパケットのフォーマットを示す図
である。

【図８】ブリッジノードによって行われるプロトコルス
テップを示すフローチャートである。

【図９】ブリッジノードによって行われるプロトコルス
テップを示すフローチャートである。

【図１０】ブリッジノードによって行われるプロトコル
ステップを示すフローチャートである。

【図１１】ブリッジノードによって行われるプロトコル
ステップを示すフローチャートである。

【図１２】ブリッジノードによって行われるプロトコル
ステップを示すフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ブレントイーナーアメリカ合衆国 10025 ニューヨーク, ニューヨークシティ，ウエストワンハンドレッドサードストリート 308

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ツリーネットワークによって相互接続さ
れた複数の環状ネットワークを備える、ネットワーク。
【請求項２】前記環状ネットワークは、前記ツリーネ
ットワークのリーフノードとして接続されている、請求
項１に記載のネットワーク。
【請求項３】前記環状ネットワークは、ブリッジノー
ドによって前記ツリーネットワークに接続されている、
請求項１に記載のネットワーク。
【請求項４】前記環状ネットワークは論理環状ネット
ワークである、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項５】前記ツリーネットワークは論理ツリーネ
ットワークである、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項６】各前記環状ネットワークは、少なくとも
一つのマルチキャストメンバノードを備える、請求項１
に記載のネットワーク。
【請求項７】第１の環状ネットワークを実施するよう
に構成された第１の複数のノードと、第２の環状ネットワークを実施するように構成された第
２の複数のノードと、ツリーネットワークを実施するように構成された第３の
複数のノードと、を備え、前記第１および前記第２の環状ネットワークは前記ツリ
ーネットワークによって接続されている、ネットワー
ク。
【請求項８】前記第１および前記第２の環状ネットワ
ークは、前記ツリーネットワークのリーフノードとして
接続されている、請求項７に記載のネットワーク。
【請求項９】前記第１および前記第２の環状ネットワ
ークは、ブリッジノードによって前記ツリーネットワー
クに接続されている、請求項７に記載のネットワーク。
【請求項１０】前記第１および前記第２の複数のノー
ドは、マルチキャストメンバノードをさらに備える、請
求項７に記載のネットワーク。
【請求項１１】ツリーネットワークによって相互接続
される複数の環状ネットワークを備えるネットワークに
おける、環状ネットワークを該ツリーネットワークに接
続するブリッジノードの動作方法であり、該方法は、前記環状ネットワークを介して受け取られたデータパケ
ットを前記ツリーネットワークに送信するステップと、前記ツリーネットワークを介して受け取られたデータパ
ケットを前記環状ネットワークに送信するステップと、
を包含する方法。
【請求項１２】前記ツリーネットワークからのデータ
パケットの紛失を検出すると、前記ツリーネットワーク
に否定応答メッセージを送信するステップをさらに包含
する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】前記環状ネットワーク上の前記データ
パケットの紛失を検出すると、前記ツリーネットワーク
を介して受け取られるデータパケットを前記環状ネット
ワークに再送信するステップをさらに包含する、請求項
１１に記載の方法。
【請求項１４】前記ツリーネットワークから否定応答
メッセージを受け取ると、前記環状ネットワークを介し
て受け取られるデータパケットを前記ツリーネットワー
クに再送信するステップをさらに包含する、請求項１１
に記載の方法。
【請求項１５】前記環状ネットワーク上のデータパケ
ットの紛失を検出すると、前記ツリーネットワークに紛
失したメッセージを送信するステップをさらに包含す
る、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】前記環状ネットワークを介して受け取
られたデータパケットを前記ツリーネットワークに送信
する前記ステップは、前記データパケットにリング識別およびシーケンス番号
を付加するステップを包含する、請求項１１に記載の方
法。
【請求項１７】キープアライブメッセージを周期的に
生成するステップと、前記環状ネットワークに該キープアライブメッセージを
送信するステップと、をさらに包含する、請求項１１に
記載の方法。
【請求項１８】受け取られたキープアライブメッセー
ジに少なくとも一部が基づいてデータパケットの紛失を
検出するステップをさらに包含する、請求項１７に記載
の方法。
【請求項１９】前に送信されたキープアライブメッセ
ージがその送信から所定時間内に受け取られない場合、
該キープアライブメッセージが紛失したと決定するステ
ップをさらに包含する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】所定数のキープアライブメッセージが
紛失したと決定される場合、リング障害が生じたと決定
するステップをさらに包含する、請求項１９に記載の方
法。
【請求項２１】ブリッジノードを介してツリーネット
ワークによって相互接続された、マルチキャストメンバ
ノードを備える複数の環状ネットワークを備えたネット
ワークにおける使用方法であって、該方法は、暗黙フィードバックによって環状ネットワーク上のデー
タパケットの紛失をブリッジノードが検出するステップ
と、受け取られたデータパケットを調べることによって、前
記ツリーネットワーク上のデータパケットの紛失をブリ
ッジノードが検出するステップと、を包含する、方法。
【請求項２２】前記暗黙フィードバックを介して前記
環状ネットワーク上のデータパケットの紛失をメンバノ
ードが検出するステップと、データパケットの紛失を検出すると、メンバノードがフ
ロー制御ウィンドウを調整するステップと、をさらに包
含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】ブリッジノードが前記環状ネットワー
ク上のデータパケットの紛失を検出すると、該ブリッジ
ノードが紛失したメッセージを前記ツリーネットワーク
に送信するステップをさらに包含する、請求項２１に記
載の方法。
【請求項２４】ブリッジノードが前記ツリーネットワ
ーク上のデータパケットの紛失を検出すると、該ブリッ
ジノードが否定応答を前記ツリーネットワークに送信す
るステップをさらに包含する、請求項２１に記載の方
法。
【請求項２５】メンバノードが前記リング上にキープ
アライブメッセージを周期的に送信するステップをさら
に包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】キープアライブメッセージがその送信
から所定時間内に受け取られない場合、該キープアライ
ブメッセージが紛失していることをメンバノードが決定
するステップをさらに包含する、請求項２５に記載の方
法。
【請求項２７】所定数のキープアライブメッセージが
紛失している場合、メンバノードがリング障害を決定す
るステップをさらに包含する、請求項２６に記載の方
法。
【請求項２８】前に送信されたキープアライブメッセ
ージの受取りに少なくとも一部が基づいて、メンバノー
ドがデータパケットの紛失を検出するステップをさらに
包含する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】終了制御メッセージを送信することに
よって、メンバノードがマルチキャストセッションを終
了させるステップをさらに包含する、請求項２１に記載
の方法。
【請求項３０】ブリッジノードの局所リング上で全て
のメンバノードからの終了制御メッセージを受け取る
と、該ブリッジノードが前記ツリーネットワークから切
断するステップをさらに包含する、請求項２９に記載の
方法。