JP2005204157A - Stream filtering system, content distribution system and stream filtering method as well as program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ネットワークを介して映像や音響等のストリームデータ（コンテンツ）を配信拠点から受信拠点に送信するストリームコンテンツ配信制御技術に係わり、特に、ネットワークを構成するデータ転送ノードの輻輳を軽減し、また受信拠点の映像音響品質を最適化することを実現するのに好適なストリーム配信制御技術に関するものである。 The present invention relates to a stream content distribution control technique for transmitting stream data (content) such as video and sound from a distribution base to a reception base via a network, and in particular, reduces congestion of data transfer nodes constituting the network, The present invention also relates to a stream distribution control technique suitable for optimizing the video / audio quality at the receiving base.
現在、インターネット等においては、ネットワークを構成するデータ転送ノードを介して映像や音響等のストリームデータを配信拠点から受信拠点に、ユニキャストあるいはマルチキャストで送信するストリーム配信が行われている。 Currently, in the Internet and the like, stream distribution is performed in which stream data such as video and audio is transmitted from a distribution base to a reception base by unicast or multicast via a data transfer node constituting a network.
図１２は、従来のストリーム配信を行うコンテンツ配信システムの構成例を示す図であり、図１３は、図１２におけるデータ転送ノードの機能構造を示す図である。この図１３におけるデータ転送ノードは、ストリームのデータパケットを転送する機能を持つ。 FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a content delivery system that performs conventional stream delivery, and FIG. 13 is a diagram showing a functional structure of the data transfer node in FIG. The data transfer node in FIG. 13 has a function of transferring a data packet of a stream.
図１２において、１２０１はストリームデータを配信する配信装置、１２０２はストリームデータを受信し、映像、音声等を再生する受信装置、１２０３は中継系のネットワーク、１２０４ａ〜１２０４ｃは中継系のネットワークを構成するデータ転送ノードである。このデータ転送ノード１２０４ａ〜１２０４ｃは図１３に示す構成からなる。 In FIG. 12, 1201 is a distribution device that distributes stream data, 1202 is a reception device that receives stream data and reproduces video, audio, and the like, 1203 is a relay network, and 1204a to 1204c constitute a relay network. It is a data transfer node. The data transfer nodes 1204a to 1204c have the configuration shown in FIG.
図１３において、１３００はデータ転送ノード、１３４１はデータパケットの受信処理を行う受信処理部、１３４２は受信したデータパケットをパケット転送処理するための順序を制御し、設定により決められたパケットをフィルタリングにより廃棄することが可能である受信キュー、１３４３はパケットに対しスイッチング処理、ルーチング処理を行うパケット転送処理部（図中「従来パケット転送処理部」と記載）、１３４４はパケットの出力先回線への送信順序を制御し、設定により決められたパケットをフィルタリングにより廃棄することが可能である送信キュー、１３４５はパケットの送信処理を行う送信処理部である。
In FIG. 13, 1300 is a data transfer node, 1341 is a reception processing unit for receiving data packets, 1342 is for controlling the order for packet transfer processing of received data packets, and filtering the packets determined by the settings by filtering A reception queue that can be discarded, 1343 is a packet transfer processing unit (described as “conventional packet transfer processing unit” in the figure) that performs switching processing and routing processing on the packet, and 1344 is a packet transmission to the output destination line
図１２では、ネットワーク１２０３とこのネットワーク１２０３の一部を構成するデータ転送ノード１２０４ａ〜１２０４ｃを介して、通信拠点に配信装置１２０１と受信装置１２０２が設置されているストリーム配信システムを考える。
In FIG. 12, a stream distribution system is considered in which a
配信装置１２０１は、ユニキャストの場合は、受信装置１２０２からの要求によりストリームデータパケットを送信する。またマルチキャストの場合は、定常的にネットワーク１２０３側にストリームデータパケットを送信する。このデータパケットはデータ転送ノード１２０４ａ〜１２０４ｃの機能により受信装置１２０２まで転送される。
In the case of unicast, the
データ転送ノード１２０４ａ〜１２０４ｃでは、図１３に示すデータ転送ノード１３００の構成からなり、受信したパケットを受信処理部１３４１で処理し、受信キュー１３４２でＤＳＣＰ（ＤｉｆｆＳｅｒｖ ＣｏｄｅＰｏｉｎｔ）値やＩＥＥＥ８０２．１Ｑタグの優先度、宛先アドレス、送信元アドレス、宛先ポート番号、送信元ポート番号を使って、あらかじめデータ転送ノードに設定された優先度に従い優先制御が行われ、パケット転送処理部１３４３で出力先の回線が決定する。
The data transfer nodes 1204a to 1204c have the configuration of the
さらに、パケットを出力先回線に送信する際、送信キュー１３４４において、ＤＳＣＰ値やＩＥＥＥ８０２．１Ｑタグの優先度、宛先アドレス、送信元アドレス、宛先ポート番号、送信元ポート番号を使って、あらかじめデータ転送ノード１３００に設定された優先度に従い優先制御が行われ、送信処理部１３４５により回線に送信される。
Further, when transmitting a packet to the output destination line, data transmission is performed in advance in the
図１２における受信装置１２０２は、受信したストリームデータパケットを映像や音響に再生する。
The
このように、ストリーム配信システムにおいて、従来のデータ転送ノード１３００では、優先度に従い受信キュー１３４２や送信キュー１３４４でパケットの優先制御が行われる。受信キュー１３４２、送信キュー１３４４では、一定数で複数のキューが用意され、それぞれのキューに優先度が割り当てられ、優先度の高いキューからパケットが取り出されることにより、パケットの優先制御が実施される。
In this way, in the stream distribution system, the conventional
キューからパケットを取り出す技術には、ＰＱ（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｑｕｅｕｉｎｇ）、ＷＲＲ（Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎ）、ＷＦＱ（Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｆａｉｒ Ｑｕｅｕｉｎｇ）といったものがある。 Techniques for extracting packets from the queue include PQ (Priority Queueing), WRR (Weighted Round Robin), and WFQ (Weighted Fair Queueing).
キュー（受信キュー１３４２、送信キュー１３４４）には一定の長さのキュー長があり、キュー長以上のパケットが到着するとパケット廃棄となる。パケットを廃棄するアルゴリズムとしては、テールドロップ、ＲＥＤ（Ｒａｎｄｏｍ Ｅａｒｌｙ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、ＷＲＥＤ（Ｗｅｉｇｈｔｅｄ ＲＥＤ）などがある。
The queues (
高優先キューに割り当てられたパケットは低優先キューに割り当てられたパケットより先に処理され、パケット転送処理部１３４３の処理能力以上のパケットは廃棄となるので、高優先キューのパケットは低優先キューのパケットより廃棄率を低くすることができる。
Packets assigned to the high priority queue are processed before packets assigned to the low priority queue, and packets exceeding the processing capability of the packet
また、ＷＲＥＤでは、同一キュー内においても廃棄レベルを異ならせることができるので、廃棄レベルの低いパケットは廃棄レベルの高いパケットより廃棄率を低くすることができる。 Also, in WRED, the discard level can be made different even within the same queue, so that a packet with a low discard level can have a lower discard rate than a packet with a high discard level.
しかし、従来のパケット廃棄技術では、送信側のＤＳＣＰ値やＩＥＥＥ８０２．１Ｑタグの優先度で決められた同一優先度で同一廃棄レベルのストリームパケットは任意のパケットが廃棄されるので、映像、音響の複数のストリームにおいてはまんべんなく品質の劣化が生じるという弊害があった。 However, in the conventional packet discard technology, stream packets of the same discard level with the same priority determined by the DSCP value on the transmission side and the priority of the IEEE 802.1Q tag are discarded, so video and audio There was a problem that the quality deteriorated evenly in a plurality of streams.
優先度や廃棄レベルはストリーム配信装置１２０１あるいはデータ転送ノード１２０４ａ〜１２０４ｃ，１３００での設定により固定的に決まり、例えば特許文献１に記述されるように、通信コネクションの通信品質を保証するために、品質クラスごとにパケットの廃棄処理をコネクションごとに行うことは可能である。しかし、配信サーバ側（配信装置１２０１）でコンテンツに対して優先度が一旦設定されると、ユーザごとに別々の優先度で送信することはできない。
The priority and the discard level are fixedly determined by the setting in the
パケット廃棄をしないような品質制御技術として、例えば特許文献２に記述されているような呼受付判定技術がある。しかし、この技術では、ユーザからの要求時にストリームが受信できるかどうかが決定し、刻々と変動するネットワーク状態をユーザは把握できないので、ユーザはネットワークリソースに空きができるまで試行を繰り返す必要があった。
As a quality control technique that does not discard a packet, for example, there is a call admission determination technique as described in
また、ユーザのネットワークリソース利用率に無関係に、任意のパケットの廃棄処理が行われるため、ネットワーク輻輳時にはネットワークリソースの使用量が小さいユーザのパケットも廃棄された。 In addition, since any packet is discarded regardless of the network resource utilization rate of the user, the user's packet with a small amount of network resource usage is also discarded when the network is congested.
このように、従来のストリーム配信技術においては、ネットワーク輻輳時、優先度や廃棄レベルによりパケットの優先制御を行うことが可能である。しかし、あらかじめ優先度の決められたパケットが優先される優先制御技術では、ユーザは優先したいパケットを変更することはできなかった。 As described above, in the conventional stream distribution technology, it is possible to perform packet priority control according to the priority and the discard level during network congestion. However, in the priority control technology in which a packet whose priority is determined in advance is prioritized, the user cannot change the packet to be prioritized.
また、同一優先度、同一廃棄レベルのパケットはランダムに廃棄されるので、ストリーム全体の品質が劣化した。 Further, since packets having the same priority and the same discard level are randomly discarded, the quality of the entire stream is deteriorated.
さらに、ユーザのネットワークリソース使用量が考慮されていないために、ネットワークリソースを大量に使用しているユーザも少量使用しているユーザも同じ割合でパケットが廃棄された。 Furthermore, since the amount of network resource usage of the user is not taken into consideration, packets are discarded at the same rate for both users who use a large amount of network resources and users who use a small amount of network resources.
そして、映像や音声といったストリームトラヒックはある一定以上パケットが廃棄されると通信相手側で再生されない状態となり、その結果、廃棄されずに転送された一部のパケットはネットワーク上では無駄なトラヒックとなる。 Stream traffic such as video and audio is in a state where it is not reproduced on the communication partner side when a certain number of packets are discarded, and as a result, some of the packets transferred without being discarded become useless traffic on the network. .
解決しようとする問題点は、従来の技術では、ユーザのアクセス回線帯域に対するネットワーク使用量を考慮したパケット廃棄を行うことができない点と、同一のコンテンツに対し、ユーザごとに優先度を変更することができない点、刻々と変動するネットワーク状態に応じてストリーム単位でパケットを選択的に停止と復旧を制御することができない点である。 The problem to be solved is that the prior art cannot discard packets considering the network usage for the user's access line bandwidth, and the priority is changed for each user for the same content. It is impossible to selectively stop and restore packets in units of streams according to the network conditions that change every moment.
本発明の目的は、従来の課題を解決し、映像／音響品質の最適化を可能とすると共に、ネットワーク上で無駄なトラヒックを減らし輻輳を緩和することで有効なストリームトラヒックを確実に転送することを可能とすることである。 An object of the present invention is to solve the conventional problems, enable optimization of video / audio quality, and reliably transfer effective stream traffic by reducing unnecessary traffic on the network and reducing congestion. Is to make it possible.
上記目的を達成するため、本発明では、ネットワークを介してストリームデータを配信拠点から受信拠点に送信するコンテンツ配信システムにおいて、ネットワーク状態が輻輳していると判断した時、データ転送ノードにおける映像、音響等のストリームのデータパケットを、ストリームのユーザ優先度（ユーザが随時に設定する優先度）とコンテンツ属性（有料・無料等により優先度が異なる）および受信拠点の通信回線による配分帯域（ユーザのアクセス回線帯域に対するネットワーク使用量）に応じて選択的に廃棄（ストリームフィルタリング）することで、輻輳を軽減し、また受信拠点の映像音響品質を最適化することを実現する。具体的な構成としては、ストリームコンテンツ配信におけるストリームフィルタリングを行うために、回線使用率、送信キュー長、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＲＴＣＰ（Ｒｅａ１ Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｔｒｏ１ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎ、ＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレーム、ＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｃｏｎｔｒｏ１ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）発信抑制メッセージ（ＩＣＭＰ Ｓｏｕｒｃｅ Ｑｕｅｎｃｈ Ｍｅｓｓａｇｅ）のうちの１つ以上からネットワーク状態を判定するネットワーク状態監視部と、ネットワーク状態に応じて優先度の低いストリームからフィルタリングによりストリーム送信の停止や優先度の高いストリームからストリーム送信の復旧を制御するストリーム制御部と、ストリーム制御部によるフィルタリング処理で利用するデータを管理するデータ管理部と、ストリーム制御のためのコンテンツ内容を記述したＳＤＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）情報として送信する番組表示装置を設けた構成とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in a content distribution system that transmits stream data from a distribution base to a reception base via a network, when it is determined that the network state is congested, video, Stream data packets such as stream user priority (priority set by the user at any time), content attributes (priority varies depending on charge / free of charge, etc.), and bandwidth allocated by the communication line of the receiving base (user access By selectively discarding (stream filtering) according to the network usage with respect to the line bandwidth, it is possible to reduce congestion and to optimize the video and audio quality at the receiving base. Specifically, in order to perform stream filtering in stream content delivery, a line usage rate, a transmission queue length, a packet discard rate obtained from a Real Time Protocol (RTP) / RTCP (Real Time Control Protocol) protocol, RTP / Network status monitoring unit that determines network status from one or more of fluctuations in packet arrival interval obtained from RTCP protocol, IEEE 802.3x PAUSE frame, ICMP (Internet Control 1 Management Protocol) outgoing message (ICMP Source Quench Message) And filtering from low priority streams according to network conditions Describes the stream control unit that controls the recovery of stream transmission from a stream transmission stop or high priority stream, the data management unit that manages the data used in the filtering process by the stream control unit, and the content content for stream control A program display device for transmitting as SDP (Session Description Protocol) information is provided.
本発明によれば、自律的にネットワーク状態を判断し、ネットワーク状態に応じてデータ転送ノードにおけるストリームをユーザ随時指定の優先順にフィルタリングすることで、映像／音響ストリームの品質をユーザの要望に従い最適化することが可能である。 According to the present invention, the quality of the video / audio stream is optimized according to the user's request by autonomously judging the network state and filtering the stream in the data transfer node according to the network state in the priority order designated by the user as needed. Is possible.
また、フィルタリングにおける優先度の決定に、配分帯域（ユーザのアクセス回線帯域に対するネットワーク使用量）を用いることにより、ネットワーク使用量の多いユーザと少ないユーザが均等にパケット損失せずに、契約アクセス回線帯域に比べ使用比率の多いユーザから使用量を減らすことができるので、廃棄されずに転送された一部のパケットがネットワーク上で無駄なトラヒックとなることを回避でき、輻輳を緩和することが可能である。 In addition, by using the allocated bandwidth (the network usage with respect to the user's access line bandwidth) to determine the priority in filtering, the contracted access line bandwidth can be maintained without even packet loss between users with high network usage and those with low network usage. The amount of usage can be reduced by users who have a higher usage ratio compared to the network, so it is possible to avoid that some packets transferred without being discarded are wasted traffic on the network, and to reduce congestion. is there.
以下、図を用いて本発明を実施するための最良の形態例を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、本発明に係わるストリームフィルタリングシステムを具備したコンテンツ配信システムの構成例を示すブロック図であり、図２は、図１におけるデータ転送ノードの構成例を示すブロック図、図３は、図１におけるデータ管理部で保持するコンテンツ情報テーブルの第１の構成例（マルチキャストコンテンツ）を示す説明図、図４は、図１におけるデータ管理部で保持するコンテンツ情報テーブルの第２の構成例（ユニキャストコンテンツ）を示す説明図、図５は、図１におけるデータ管理部で保持するユーザデータテーブルの構成例を示す説明図、図６は、図１におけるデータ管理部で保持するユーザ送信状態リストの構成例を示す説明図、図７は、図１におけるデータ管理部で保持するストリーム優先度情報テーブルの構成例を示す説明図、図８は、図１におけるコンテンツ配信システムの本発明に係わる処理動作例を示すシーケンス図、図９は、図１におけるコンテンツ配信システムによる優先度通知手順例を示す説明図、図１０は、図１におけるコンテンツ配信システムで監視するネットワーク輻輳状態例を示す説明図、図１１は、図１におけるコンテンツ配信システムのフィルタリング動作によるトラヒック量の変動例を示す説明図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a content distribution system provided with a stream filtering system according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a data transfer node in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a first configuration example (multicast content) of the content information table held in the data management unit in FIG. 1, and FIG. 4 is a second configuration example (unicast) of the content information table held in the data management unit in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration example of a user data table held by the data management unit in FIG. 1, and FIG. 6 is a diagram of a user transmission state list held by the data management unit in FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration example, and FIG. 7 is a configuration example of a stream priority information table held by the data management unit in FIG. FIG. 8 is a sequence diagram showing an example of a processing operation according to the present invention of the content distribution system in FIG. 1, and FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a priority notification procedure by the content distribution system in FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a network congestion state monitored by the content distribution system in FIG. 1, and FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a change in traffic volume due to a filtering operation of the content distribution system in FIG.
図１（ａ）において、１はストリームデータを配信する配信装置、２はストリームデータを受信し、映像、音声等を再生する受信装置、３は中継系のネットワーク、４ｒ〜４ｔは中継系のネットワークを構成するデータ転送ノード、５〜８はそれぞれ本発明に特徴的な機能を具備したネットワーク状態監視部（５）とストリーム制御部（６）およびデータ管理部（７）と番組表示装置（８）である。
In FIG. 1A, 1 is a distribution device that distributes stream data, 2 is a reception device that receives stream data and reproduces video, audio, and the like, 3 is a relay network, and 4r to 4t are relay networks. The
図１における配信装置１、受信装置２、データ転送ノード４ｒ〜４ｔ、ネットワーク状態監視部５、ストリーム制御部６、データ管理部７、番組表示装置８のそれぞれは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や主メモリ、表示装置、入力装置、外部記憶装置等を具備したコンピュータ構成からなり、光ディスク駆動装置等を介してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記録されたプログラムやデータを外部記憶装置内にインストールした後、この外部記憶装置から主メモリに読み込みＣＰＵで処理することにより、それぞれの機能の処理を実行する。
Each of the
図２（ａ）において、４ａはデータ転送ノード、４１ａはデータパケットの受信処理を行う受信処理部、４２ａは受信したデータパケットをパケット転送処理するための順序を制御し、設定により決められたパケットをフィルタリングにより廃棄することが可能である受信キュー、４３ａはパケットに対しスイッチング処理、ルーチング処理を行うパケット転送処理部（図中「新パケット転送処理部」と記載）、４４ａはパケットの出力先回線への送信順序を制御し、設定により決められたパケットをフィルタリングにより廃棄することが可能である送信キュー、４５ａはパケットの送信処理を行う送信処理部である。
In FIG. 2A, 4a is a data transfer node, 41a is a reception processing unit for receiving data packets, 42a is a packet determined by setting, controlling the order for packet transfer processing of received data packets. , 43a is a packet transfer processing unit (described as “new packet transfer processing unit” in the figure) that performs switching processing and routing processing on packets, and 44a is a packet output destination line. The
図１（ａ）においては、ネットワーク状態監視部５とストリーム制御部６およびデータ管理部７をそれぞれ個別に設けた構成を示しているが、これらのネットワーク状態監視部５とストリーム制御部６およびデータ管理部７のそれぞれを、図２（ｂ）に示すように、データ転送ノード４ｂ（４ｒ〜４ｔ）内に設けた構成としても良い。
FIG. 1A shows a configuration in which the network
このようにして本発明に係わるストリームフィルタリングシステムが構成され、このストリームフィルタリングシステムを具備した本例のコンテンツ配信システムは、ネットワーク３上の配信装置１から受信装置２にデータ転送ノード４ｒ〜４ｔを介してストリームデータを含むコンテンツをパケットで送信する際、ネットワーク状態監視部５において、データ転送ノード４ｒの輻輳状態およびデータ転送ノード４ｒと受信装置２間のネットワークの輻輳状態を監視し、そして、このネットワーク状態監視部５においてネットワークの輻輳を検知した時にデータ転送ノード４ｒで廃棄するストリームデータパケットの選択を、ストリーム制御部６により、データ管理部７でテーブル登録管理しているデータ（当該ストリームに対してユーザが随時に設定変更可能なユーザ優先度とコンテンツ属性（有料コンテンツ＝高優先度、無料コンテンツ＝低い優先度）および受信装置２の通信回線による配分帯域）に応じて行うことにより、映像／音響ストリームの品質をユーザの要望に従い最適化することが可能となると共に、廃棄されずに転送された一部のパケットがネットワーク上で無駄なトラヒックとなることを回避して、輻輳を緩和することが可能となる。
In this way, the stream filtering system according to the present invention is configured, and the content distribution system of this example equipped with this stream filtering system passes from the
より具体的には、ネットワーク状態監視部５は、受信装置２とデータ転送ノード４ｒの間のネットワークの輻輳状態およびデータ転送ノード４ｒの輻輳状態を監視し、データ管理部７において、データ転送ノード４ｒで転送される各ストリームに対応付けて、ユーザが随時に設定するユーザ優先度とコンテンツ属性（有料・無料）および受信装置２の通信回線による配分帯域を図３〜図６等のテーブル内容で登録し、ストリーム制御部６では、ネットワーク状態監視部５によるネットワーク状態の監視結果に応じて、データ管理部７のテーブル登録内容を参照し、送信中のストリームデータパケットのフィルタリングによる送信停止およびこのフィルタリングで停止中のストリームデータのフィルタリング解除による復旧を行う。
More specifically, the network
また、データ転送ノード４ｒは、図２におけるパケット転送処理部４３ａにより、従来の機能で、受信したパケットの宛先アドレスを判別してルーティングテーブルに従い適当な回線の出力キューに出力すると共に、制御パケットを受信すると、本発明に係わる機能で、ネットワーク状態監視部５に当該制御パケットのコピーパケットを転送する。
Further, the
また、番組表示装置８は、受信装置２からの要求により、この受信装置２のディスプレイに番組表を表示させ、この番組表からユーザが所望の番組（ストリームコンテンツ）を選択した際、このコンテンツの配信がマルチキャストの場合、ストリームコンテンツの識別名とマルチキャストアドレスと宛先ポート番号とストリームレートとコンテンツ属性のうちの１つ以上をＳＤＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）情報として受信装置２に送信し、また、ユニキャスト配信の場合は、当該ストリームを特定する送信元アドレス／送信元ポート番号／宛先アドレスとストリームレートとコンテンツ属性のうちの１つ以上をＳＤＰ情報として受信装置２に送信する。
The
そして、データ管理部７は、番組表示装置８から受信装置２に送信されるＳＤＰ情報を受信したデータ転送ノード４ｒの当該ＳＤＰ情報に対する解釈結果に基づき、マルチキャスト配信の場合は、ストリームコンテンツの識別名とマルチキャストアドレスとストリームレートとコンテンツ属性のうちの１つ以上を、当該ストリームに対応付けた管理データとして登録管理し（図３のコンテンツ情報テーブル３０１，３０２参照）、ユニキャスト配信の場合は、当該ストリームを特定する送信元アドレス／送信元ポート番号／宛先アドレスおよびストリームレートとコンテンツ属性のうちの１つ以上を、当該ストリームに対応付けた管理データとして登録管理する（図４のコンテンツ情報テーブル４０１，４０２参照）。
Then, based on the interpretation result for the SDP information of the
また、図２におけるデータ転送ノード４ａのパケット転送処理部４３ａは、ＲＴＣＰ（Ｒｅａ１ Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｔｒｏ１ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のＲＲパケットと、ＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレーム、ＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｃｏｎｔｒｏ１ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）発信抑制メッセージを受信すると、各々宛先アドレスの回線に出力すると共に、各々のコピーパケットを生成してネットワーク状態監視部５に転送する機能と、ＳＤＰ情報のパケットを受信すると、当該パケットを宛先アドレスの回線に出力すると共に、コピーパケットを生成してデータ管理部７に転送する機能と、マルチキャスト受信要求メッセージと、マルチキャスト受信停止メッセージ、ユニキャスト送信開始メッセージ、およびユニキャスト送信停止メッセージをデータ管理部７へ転送する機能とを有する。
When the packet
尚、データ転送ノードのパケット転送処理部４３ａからデータ管理部７に通知するユニキャスト送信開始メッセージは、当該ユニキャスト送信開始メッセージを示す送信開始フラグと送信元アドレスと送信元ポート番号と宛先アドレスおよび宛先ポート番号を含み、同じくデータ転送ノードのパケット転送処理部４３ａからデータ管理部７に通知するユニキャスト送信停止メッセージは、当該ユニキャスト送信停止メッセージを示す送信停止フラグと送信元アドレスと送信元ポート番号と宛先アドレスと宛先ポート番号を含む。
The unicast transmission start message notified from the packet
また、データ管理部７は、データ転送ノード４ｒに接続する回線の帯域を当該データ転送ノード４ｒから取得しシステムデータとして登録管理する機能と、データ転送ノード４ｒに接続する１本の通信回線帯域に対するＶＬＡＮごとの契約アクセス回線帯域（図５のユーザデータテーブル５０１参照）、ＶＬＡＮごとの配分帯域（図５のユーザデータテーブル５０２参照）、ＶＬＡＮごとのストリームに対するユーザ優先度（図５のユーザデータテーブル５０３参照）をユーザデータとして登録管理する機能と、データ転送ノード４ｒで転送するストリームコンテンツの宛先アドレス、ＶＬＡＮごとのストリームの送信状態と送信中ストリームレートの合計および帯域使用率をユーザ送信状態データ（図６のユーザ送信状態リスト６０１参照）として登録管理する機能と、ストリームコンテンツ配信がマルチキャストの場合、当該ストリームコンテンツの識別名、マルチキャストアドレス、転送レート、およびコンテンツ属性をコンテンツデータ（図３のユーザデータテーブル３０１，３０２参照）として登録管理する機能と、ストリームコンテンツ配信がユニキャストの場合、当該ストリームコンテンツを特定する送信元アドレスと送信元ポート番号、転送レート、およびコンテンツ属性をコンテンツデータ（図４のユーザデータテーブル４０１，４０２参照）として登録管理する機能とを有する。
Further, the
また、データ管理部７は、ストリームコンテンツ配信がマルチキャストの場合、データ転送ノード４ｒがマルチキャスト受信要求メッセージを受信して当該ストリームコンテンツがＶＬＡＮに送信開始されると、当該ストリームコンテンツを当該ＶＬＡＮに対応付けてユーザ送信状態リスト（図６のユーザ送信状態リスト６０１参照）に追加登録すると共に、データ転送ノードがマルチキャスト受信停止メッセージ受信して当該ストリームコンテンツの当該ＶＬＡＮへの送信が停止となると当該ストリームコンテンツを図６のユーザ送信状態リスト６０１から削除することにより、ＶＬＡＮに送信中のストリームコンテンツを登録管理する機能と、ストリームコンテンツ配信がユニキャストの場合、配信装置１および受信装置２のうちの１つ以上からデータ転送ノード４ｒにユニキャスト送信開始メッセージを通知することにより当該ＶＬＡＮに送信されるストリームコンテンツを当該ＶＬＡＮに対応付けて図６のユーザ送信状態リスト６０１に追加登録すると共に、配信装置１および受信装置２のうちの１つ以上からデータ転送ノード４ｒにユニキャスト送信停止メッセージを通知することにより当該ＶＬＡＮへの送信が停止されるストリームコンテンツを図６のユーザ送信状態リスト６０１から削除することによりＶＬＡＮに送信中のストリームコンテンツを登録管理する機能とを有し、フィルタリングで送信停止中のストリームコンテンツを図６のユーザ送信状態リスト６０１において送信状態停止中として登録し、フィルタリング解除で送信再開されたストリームコンテンツを図６のユーザ送信状態リスト６０１において送信状態送信中として登録する。
In addition, when the stream content distribution is multicast, the
また、データ管理部７は、例えば保守者からの指定に基づき、マルチキャスト配信の場合に登録したストリームコンテンツの識別名とマルチキャストアドレスとストリームレートおよびコンテンツ属性のうちの１つ以上、もしくは、ユニキャスト配信の場合に登録したストリームを特定する送信元アドレス／送信元ポート番号／宛先アドレスとストリームレートおよびコンテンツ属性のうちの１つ以上を、コンテンツデータとしてデータ転送ノード４ｒに設定する機能を有する。
In addition, the
また、データ管理部７は、一定時間間隔でデータ転送ノードに接続する回線帯域をストリームコンテンツ受信中の全ユーザの契約アクセス回線帯域により重量配分することにより、もしくは、データ転送ノード４ｒに接続する回線帯域を全ユーザの契約アクセス回線帯域により重量配分することにより、ユーザごとの配分帯域を求める配分帯域計算機能を有し、この配分帯域計算機能で求めたユーザごとの配分帯域をテーブル登録管理する（図５のユーザデータテーブル５０２参照）。
Further, the
また、データ管理部７は、ＶＬＡＮごとの送信中ストリームレートの合計を、ＶＬＡＮごとの配分帯域で除算することによりＶＬＡＮごとの帯域使用率を算出する帯域使用率算出機能を有し、この帯域使用率算出機能で算出した帯域使用率をＶＬＡＮごとに登録管理する（図６のユーザ送信状態リスト６０１参照）。
In addition, the
また、ストリーム制御部６は、データ管理部７の帯域使用率算出機能により得られた帯域使用率が大きい方から順にあらかじめ設定した個数のＶＬＡＮを決定し、決定したＶＬＡＮ内の１以上のストリームを、ユーザ優先度とコンテンツ属性で予め定めされた優先度の低いストリームから順にフィルタリング対象に決定する機能と、ユーザ優先度とコンテンツ属性で予め定めされた優先度が同じストリームがある場合、ストリームレートの最大もしくは最小のストリームをフィルタリング対象に決定する機能と、さらに、ユーザ優先度とコンテンツ属性で予め定めされた優先度およびストリームレートが同じストリームがある場合、マルチキャストにおいてはマルチキャストアドレスの最大もしくは最小のストリームをフィルタリング対象とし、ユニキャストにおいてはソースアドレスの最大もしくは最小のストリームをフィルタリング対象として決定する機能と、フィルタリング対象として決定したストリームに対するフィルタリング設定をデータ転送ノード４ｒ内の受信キュー４２ａもしくは送信キュー４４ａのいずれか一方あるいは両方に対して行い、ネットワーク状態監視部５にフィルタリング設定終了を通知する機能と、フィルタリングで停止中のストリームに対するフィルタリング解除を行う際に、フィルタリング対象のストリームの決定と逆の順でフィルタリング解除の対象を決定し、決定したストリームに対するフィルタリング解除を、データ転送ノード４ｒ内の受信キュー４２ａもしくは送信キュー４４ａのいずれか一方あるいは両方に対して行い、ネットワーク状態監視部５にフィルタリング解除終了を通知する機能とを有する。
In addition, the
また、ネットワーク状態監視部５は、データ転送ノード４ｒの回線使用率と送信キュー長および受信キュー長を取得し、取得した回線使用率と送信キュー長および受信キュー長、ならびにＲＴＰ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎのうちの１つ以上が、予め定められた重輻輳閾値以上になった場合、あるいはＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレームもしくはＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｃｏｎｔｒｏ１ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）発信抑制メッセージ（ＩＣＭＰ Ｓｏｕｒｃｅ Ｑｕｅｎｃｈ Ｍｅｓｓａｇｅ）のうちのいずれか１つ以上を受信した場合に重輻輳と判断する機能と、取得した回線使用率と送信キュー長および受信キュー長、ならびにＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎのうちの１つ以上が、予め定められた軽輻輳閾値以上になった場合に軽輻輳と判断する機能と、取得した回線使用率と送信キュー長および受信キュー長、ならびにＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット到着間隔のゆらぎのうちのすべてが軽輻輳閾値以下の場合を通常状態と判断する機能とを有する。
Further, the network
また、ネットワーク状態監視部５は、取得した回線使用率と送信キュー長および受信キュー長のうちの１つ以上が予め定められた重輻輳閾値以上になって重輻輳と判断した場合、当該回線の輻輳を緩和するために、ストリーム制御部６に、当該回線中のストリームコンテンツパケットをフィルタリング対象とするようにフィルタリング起動をかける機能と、ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット到着間隔のゆらぎのうちの１つ以上が重輻輳閾値以上となって、もしくは、ＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレーム、ＩＣＭＰ発信抑制メッセージを受信して重輻輳と判断した場合、当該ストリームコンテンツパケットを受信したＶＬＡＮの輻輳を緩和するために、ストリーム制御部６に、当該ＶＬＡＮ中のストリームをフィルタリング対象とするようにフィルタリング起動をかける機能とを有する。
In addition, when the network
さらに、ネットワーク状態監視部５は、取得した回線使用率と送信キュー長および受信キュー長のうちのすべてが軽輻輳の閾値未満となり通常状態と判断した場合、当該回線の停止中ストリームの復旧のために、ストリーム制御部６に、当該回線中の停止中ストリームに対しフィルタリング解除起動をかける機能、および、ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット廃棄率とパケット到着間隔のゆらぎのすべてが軽輻輳の閾値未満となり通常状態と判断した場合、当該ＶＬＡＮの停止中ストリームの復旧のために、ストリーム制御部６に、当該ＶＬＡＮ中の停止中ストリームに対しフィルタリング解除起動をかける機能を有する。
Furthermore, when all of the acquired line usage rate, transmission queue length, and reception queue length are less than the light congestion threshold and are determined to be in the normal state, the network
また、本例のコンテンツ配信システムは、図９に示すシステム管理サーバ９０２等により、ユーザ優先度を、サービス契約時にデータ転送ノード４ｒに固定的に設定すると共に、データ管理部７に随時変更可能に設定する。
In the content distribution system of this example, the user priority is fixedly set in the
このようなストリームフィルタリングシステムを具備した本例のコンテンツ配信システムの詳細について、以下、各図面を基に説明する。 Details of the content distribution system of this example provided with such a stream filtering system will be described below with reference to the drawings.
図１（ａ）において、ネットワーク状態監視部５は、受信装置２とデータ転送ノード４ｒ間のネットワーク状態を監視し、ストリーム制御部６は、ネットワーク状態あるいはユーザ要求の優先度に応じたフィルタリング処理によりストリームの停止、復旧を制御し、データ管理部７は、ユーザ要求の優先度等、ストリーム制御部６がフィルタリングを行うために参照するデータを管理する。
In FIG. 1A, the network
また、番組表示装置８は、番組表の表示とＳＤＰ情報の受信装置への送信を実施する。すなわち、番組表示装置８は、受信装置２からの要求により受信装置２のディスプレイに番組表を表示し、この番組表から受信装置２のユーザが番組を選択した際に、マルチキャストの場合、コンテンツ名とマルチキャストアドレス、宛先ポート番号、ストリームレート、およびコンテンツ属性のうちの１つ以上を、当該コンテンツの内容を記述したＳＤＰ情報として受信装置２に送信し、また、ユニキャストの場合、コンテンツ名を表す送信元アドレス／送信元ポート番号／宛先アドレスとストリームレートおよび当該コンテンツ属性のうちの１つ以上をＳＤＰ情報として受信装置２に送信する。
The
図１（ｂ）における集線装置９は、ユーザのアクセス回線を複数集線してデータ転送ノード４に接続する機能を有し、ユーザ宅内装置１０は、ユーザ宅内の複数の受信装置２を集線してアクセス回線と接続する機能を有する。
The line concentrator 9 in FIG. 1B has a function of concentrating a plurality of user access lines and connecting them to the
図１の例では、ネットワーク３とネットワーク３の一部を構成するデータ転送ノード４ｒ〜４ｔを介して、通信拠点に配信装置１と受信装置２を設置し、受信側のデータ転送ノード４ｒに接続されるネットワーク状態監視部５とストリーム制御部６およびデータ管理部７からなるコンテンツ配信システムを考える。
In the example of FIG. 1, the
図１（ｂ）においては、データ転送ノード４ｒのある拠点と受信装置２のある拠点の接続の仕方を示しており、受信装置２のある拠点にはユーザ宅内装置１０があり、このユーザ宅内装置１０により、複数の受信装置２を収容してアクセス回線に接続する。そして、集線装置９は、回線使用効率を上げるために複数のアクセス回線をまとめてデータ転送ノード４ｒに１回線で接続する。つまり、アクセス回線は、データ転送ノード４ｒに接続する回線中のＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａ１ Ｌｏｃａ１ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に相当する。
FIG. 1B shows how to connect the base where the
図１（ａ）の接続構成において、まず、受信装置２は、番組表示装置８に要求して取得した番組表を表示する。受信装置２のユーザが、表示された番組表から所望の番組を選択すると、選択結果が受信装置２から番組表示装置８に通知され、それに対応して番組表示装置８はＳＤＰ情報を受信装置２に送信する。途中の経路上にあるデータ転送ノード４ｒ〜４ｔは当該ＳＤＰ情報を解釈して、受信装置２に転送する。
In the connection configuration of FIG. 1A, first, the receiving
ＳＤＰ情報には、マルチキャストの場合、コンテンツ名、コンテンツのマルチキャストアドレス、宛先ポート番号、ストリームレート、コンテンツ属性（有料・無料等）が含まれ、ユニキャストの場合、コンテンツ名、送信元アドレス、送信元ポート番号、ストリームレート、コンテンツ属性が含まれている。 The SDP information includes a content name, a multicast address of the content, a destination port number, a stream rate, a content attribute (paid / free of charge, etc.) in the case of multicast, and a content name, a source address, a source in the case of unicast. Includes port number, stream rate, and content attributes.
受信装置２は、受信したＳＤＰ情報に従って、ＲＴＳＰ（Ｒｅａ１ Ｔｉｍｅ Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏ１）やＭＭＳ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｍｅｄｉａ Ｓｅｒｖｅｒ）プロトコル等によるユニキャスト受信要求メッセージ、あるいはＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏ１）、Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ＲｅｐｏｒｔやＭＬＤ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｌｉｓｔｎｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）のＬｉｓｔｎｅｒ Ｒｅｐｏｒｔ等のマルチキャスト受信要求メッセージをネットワーク側に送信し、当該のストリームが送信側のデータ転送ノード４ｓ、中継用のデータ転送ノード４ｔ、受信側のデータ転送ノード４ｒの順に通過する。
In accordance with the received SDP information, the receiving
受信側のデータ転送ノード４ｒは、マルチキャストの場合、マルチキャスト受信要求メッセージ受信を用いたマルチキャストグループ参加により、ユーザ（ＶＬＡＮ）へのストリーム送信を把握し、図６に示すユーザの受信中ストリームをテーブル管理するユーザ送信状態リスト６０１を作成する。尚、マルチキャスト受信停止メッセージ受信を用いたマルチキャストグループ離脱により、ストリーム停止を把握して、当該ユーザ（ＶＬＡＮ）をユーザ送信状態リスト６０１から削除する。
In the case of multicast, the
また、ユニキャストの場合、配信サーバあるいは受信装置２からネットワークエッジのデータ転送ノードにユニキャスト配信開始メッセージとユニキャスト配信停止メッセージが通知されるので、データ転送ノード４ｒは、ストリームの送信と停止を把握して、ユーザ送信状態リスト６０１ヘの追加、削除を行う。
In the case of unicast, since the unicast distribution start message and the unicast distribution stop message are notified from the distribution server or the receiving
そして、データ転送ノード４ｒは、ネットワーク状態が通常状態であればそのままパケット転送処理を行うが、ネットワーク状態が輻輳している場合は、本発明に係わるフィルタリング動作手順により、選択的にパケットを廃棄してストリームを停止する。そして、再びネットワーク状態が通常状態に戻ると、フィルタリング解除動作により、停止中のストリームを復旧する。
The
以下、フィルタリング動作について説明する。ここではデータ転送ノード４ｒの内部構成として、図２（ｂ）におけるデータ転送ノード４ｂの例を用いる。
Hereinafter, the filtering operation will be described. Here, the example of the
データ転送ノード４ｂ（４ｒ）の、パケット転送処理部４３ｂは、まず従来の機能により、受信キュー４２ｂからパケットを受信して、宛先アドレスを判別し、予め登録したルーティングテーブルに従い、適当な回線の出力キューに出力すると共に、本発明に係わる機能により、ＲＴＣＰのＲＲ(Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｒｅｐｏｒｔ)パケット、およびＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレーム、ＩＣＭＰ発信抑制メッセージを受信するとネットワーク状態監視部５にそのコピーパケットを転送し、また、ＳＤＰ情報のパケットを受信するとデータ管理部７にそのコピーパケットを転送する。尚、コピー元のパケットは宛先アドレスの回線に出力する。
The packet
図１（ａ）におけるネットワーク状態監視部５では、データ転送ノード４ｒの輻輳状態およびデータ転送ノード４ｒと受信装置２の間のネットワークの輻輳状態を監視する。例えば、ネットワーク状態監視部５は、データ転送ノード４ｒの回線に出力するパケットのパケット長を取得することができ、一定時間あたりに出力されたパケット長の合計を算出し、回線帯域で除算ことにより回線使用率を算出することができる（一定時間あたりに出力されたパケット長合計［ｂｉｔ］／出力回線の帯域［ｂｉｔ］）。また、データ転送ノード４ｒの送信キュー長および受信キュー長を定期的に取得することができる。さらに、受信装置２から送信されたＲＴＣＰプロトコルのＲＲから、パケット廃棄率およびパケット到着間隔のゆらぎを取得することができる。
The network
ネットワーク状態監視部５は、このような各ネットワーク状態の取得を定期的に行い、取得した回線使用率、送信キュー長、受信キュー長、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット廃棄率、およびＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎの各ネットワーク状態を、それぞれに対して設けた個別の輻輳閾値（重輻輳閾値と軽輻輳閾値）に基づき監視する。
The network
このような、回線使用率、送信キュー長、受信キュー長、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット廃棄率、およびＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎの輻輳閾値は、図１０に示すように、重輻輳と軽輻輳の２段階あり、重輻輳閾値以上を重輻輳、軽輻輳閾値以上を軽輻輳、軽輻輳閲値未満を通常状態とする。 As shown in FIG. 10, the line usage rate, the transmission queue length, the reception queue length, the packet discard rate obtained from the RTP / RTCP protocol, and the congestion threshold of fluctuation of the packet arrival interval obtained from the RTP / RTCP protocol are as shown in FIG. There are two stages, heavy congestion and light congestion. Heavy congestion is greater than the heavy congestion threshold, light congestion is greater than the light congestion threshold, and normal conditions are less than the light congestion check value.
また、ネットワーク状態監視部５は、データ転送ノード４ｒから転送されるＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレーム、およびＩＣＭＰ発信抑制メッセージを受信することができる。
In addition, the network
したがって、ネットワーク状態監視部５は、回線使用率（＝一定時間あたりに出力されたパケット長合計［ｂｉｔ］／出力回線の帯域［ｂｉｔ］）、および送信キュー長、受信キュー長、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎのうちの１つ以上が一定の重輻輳閾値以上になった場合、あるいは、ＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレーム、およびＩＣＭＰ発信抑制メッセージ（ＩＣＭＰ Ｓｏｕｒｃｅ Ｑｕｅｎｃｈ Ｍｅｓｓａｇｅ）のうちのいずれか１つ以上を受信した場合に、ネットワーク状態が重輻輳であると判断する。
Accordingly, the network
また、回線使用率、および送信キュー長、受信キュー長、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎのうちの１つ以上が軽輻輳閾値以上になった場合に、ネットワーク状態が軽輻輳であると判断する。 Also, at least one of the line usage rate, transmission queue length, reception queue length, packet discard rate obtained from the RTP / RTCP protocol, and packet arrival interval fluctuation obtained from the RTP / RTCP protocol is greater than or equal to the light congestion threshold. If it becomes, it is determined that the network state is light congestion.
また、回線使用率、および送信キュー長、受信キュー長、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎのすべてが軽輻輳閾値以下になった場合に、ネットワーク状態が通常状態であると判断する。 Also, when the line usage rate, transmission queue length, reception queue length, packet discard rate obtained from the RTP / RTCP protocol, and packet arrival interval fluctuation obtained from the RTP / RTCP protocol all fall below the light congestion threshold. The network state is determined to be a normal state.
そして、図８に示すように、ネットワーク状態監視部５は、回線使用率、もしくは送信キュー長、受信キュー長のうちの１つ以上が重輻輳の閾値以上となり重輻輳と判断した場合(ステップＳ８０１)、該回線の輻輳を緩和するために、ストリーム制御部６に、該回線中のストリームをフィルタリング対象とするようにフィルタリング起動をかける(ステップＳ８０２)。
Then, as shown in FIG. 8, when the network
あるいは、ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット到着間隔のゆらぎのうちの１つ以上が重輻輳の閾値以上となりネットワーク状態が重輻輳であると判断した場合、およびＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレーム、ＩＣＭＰ発信抑制メッセージを受信してネットワーク状態が重輻輳であると判断した場合も(ステップＳ８０１)、当該パケットを受信したＶＬＡＮの輻輳を緩和するために、ストリーム制御部６に当該ＶＬＡＮ中のストリームをフィルタリング対象とするようにフィルタリング起動をかける(ステップＳ８０２)。
Alternatively, when it is determined that one or more of the packet discard rate obtained from RTP / RTCP, the fluctuation of the packet arrival interval obtained from RTP / RTCP are equal to or greater than the heavy congestion threshold, and the network state is heavy congestion, and IEEE 802 .3x PAUSE frame and ICMP transmission suppression message are also received and it is determined that the network state is heavy congestion (step S801), the
また、ネットワーク状態監視部５は、回線使用率、送信キュー長、受信キュー長のうちのすべてが軽輻輳の閾値未満となりネットワーク状態が通常状態であると判断した場合(ステップＳ８０８)、当該回線の停止中ストリームの復旧のために、ストリーム制御部６に、当該回線中の停止中ストリームに対するフィルタリング解除起動をかける(ステップＳ８０９)。
If the network
あるいは、ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット到着間隔のゆらぎのすべてが軽輻輳の閾値未満となりネットワーク状態が通常状態であると判断した場合も(ステップＳ８０８)、当該ＶＬＡＮの停止中ストリームの復旧のために、ストリーム制御部６に、当該ＶＬＡＮ中の停止中ストリームに対するフィルタリング解除起動をかける(ステップＳ８０９)。
Alternatively, when it is determined that the packet discard rate obtained from RTP / RTCP and the fluctuation of the packet arrival interval obtained from RTP / RTCP are all less than the light congestion threshold and the network state is the normal state (step S808). In order to recover the stopped stream of the VLAN, the
次に、図１におけるデータ管理部７では、図３〜図７における各テーブル（３０１，３０２，４０１，４０２，５０１〜５０３，６０１，７０１）を用いて、本発明に係わるフィルタリング動作のためのデータとして、契約アクセス回線帯域、データ転送ノード４ｒに接続する１本の通信回線帯域に対するＶＬＡＮごとの配分帯域、ＶＬＡＮに送信中のストリームのコンテンツ名とそのストリームレート、コンテンツに対するユーザ優先度（ユーザ指定）、コンテンツ属性（有料・無料）、ＶＬＡＮごとのストリームの送信状態、ＶＬＡＮごとのストリームのユーザ優先度、ＶＬＡＮごとの送信中ストリームレートの合計、ＶＬＡＮの帯域使用率を登録して管理する。
Next, the
ストリームのストリームレートは、映像／音響コンテンツのストリームレートを示し（図３，４参照）、ＶＬＡＮごとの配分帯域は、ＶＬＡＮごとの、通信が許可される最低限の帯域を示す（図５（ｂ）参照）。この帯域は保証されなければならないので、データ転送ノード（４ｒ）の１回線中のＶＬＡＮごとの配分帯域の合計は当該回線帯域以下でなければならない。 The stream rate of the stream indicates the stream rate of the video / audio content (see FIGS. 3 and 4), and the allocated bandwidth for each VLAN indicates the minimum bandwidth permitted for communication for each VLAN (FIG. 5B). )reference). Since this bandwidth must be guaranteed, the total of the allocated bandwidth for each VLAN in one line of the data transfer node (4r) must be equal to or less than the line bandwidth.
また配分帯域は、通信中ＶＬＡＮの契約アクセス回線帯域を考慮して動的に求めることができる。この場合、データ転送ノード４ｒに接続する１回線の帯域を、コンテンツ受信中、全ユーザの契約アクセス回線帯域により重量配分する。そして、一定時間間隔で配分帯域を再計算することで、受信中ユーザ状況に応じた配分帯域に変更することができる。
Further, the allocated bandwidth can be obtained dynamically in consideration of the contract access line bandwidth of the communicating VLAN. In this case, the bandwidth of one line connected to the
また、配分帯域は固定的に設定することも可能である。この場合は、ユーザが受信中かどうかに拘わらず一定値となる。 In addition, the distribution band can be fixedly set. In this case, the value is constant regardless of whether the user is receiving.
動的に配分帯域を変更することは、受信ユーザができる限り多くの帯域を使えるというメリットがある。配分帯域を動的に求める計算式は、「Ｕｉ（ｔ）＝Ｌ＊Ｂｉ／（Ｂ１＊ｓ１＋Ｂ２＊ｓ２＋・・・＋Ｂｉ＊ｓｉ＋・・・＋Ｂｎ＊ｓｎ）となる。この式において、「Ｕｉ（ｔ）」はユーザｉの時刻ｔにおける配分帯域を示し、「Ｌ」はデータ転送ノード４ｒに接続する回線の帯域を示し、「Ｂｉ」はユーザｉの契約アクセス回線帯域を示す。また、「ｓｉ」はユーザｉのコンテンツ受信状態を示し、コンテンツ受信中は「１」、未受信中は「０」とする。配分帯域を固定的に設定する場合は全ユーザの「ｓｉ」を「１」とする。「ｉ」は１〜ｎをとる。
Dynamically changing the allocated bandwidth has an advantage that the receiving user can use as much bandwidth as possible. The calculation formula for dynamically determining the allocated bandwidth is “Ui (t) = L * Bi / (B1 * s1 + B2 * s2 +... + Bi * si +... + Bn * sn). In this formula,“ Ui ( “t)” indicates the allocated bandwidth of user i at time t, “L” indicates the bandwidth of the line connected to the
ＶＬＡＮごとのストリームの送信状態とは、ストリームがユーザヘ送信されているのか、本発明に係わるフィルタリング機構により停止中なのかを示す。図６に示すように、送信中は「１」、停止中は「０」とする。 The stream transmission status for each VLAN indicates whether the stream is being transmitted to the user or is stopped by the filtering mechanism according to the present invention. As shown in FIG. 6, “1” is set during transmission, and “0” is set when stopped.
ＶＬＡＮごとのストリームのユーザ優先度とは、ＶＬＡＮごとの映像／音響コンテンツの優先度を示す。ユーザ優先度の高いコンテンツほどフィルタリングにより停止されにくくなる。このユーザ優先度はサービス契約時に決定することが可能であり、またコンテンツ受信中も後述の優先度通知手順により随時ユーザ優先度を変更可能である。このユーザ優先度は数字が大きいほど優先度が高いとする。 The user priority of the stream for each VLAN indicates the priority of the video / audio content for each VLAN. Content with higher user priority is less likely to be stopped by filtering. This user priority can be determined at the time of service contract, and the user priority can be changed at any time during the content reception by the priority notification procedure described later. It is assumed that the user priority is higher as the number is higher.
ＶＬＡＮ中の帯域使用率とは、ＶＬＡＮごとの送信中ストリームレートの合計をＶＬＡＮごとの配分帯域（図５のユーザデータテーブル５０２参照）で除算した値を示す（図６参照）。また、ＶＬＡＮごとの送信中ストリームレートの合計とは、ＶＬＡＮ中にユーザ側に送信されている全ストリームのレートの合計値を示す（図６参照）。 The bandwidth usage rate in the VLAN indicates a value obtained by dividing the total stream rate during transmission for each VLAN by the allocated bandwidth for each VLAN (see the user data table 502 in FIG. 5) (see FIG. 6). The sum of the stream rates being transmitted for each VLAN indicates the sum of the rates of all streams transmitted to the user side during the VLAN (see FIG. 6).
コンテンツ属性とは、そのコンテンツが有料による提供か、無料による提供か等を示す（図３，４参照）。有料コンテンツの方が無料コンテンツよりも優先度が高く、フィルタリングされにくくする。 The content attribute indicates whether the content is provided for a fee or provided for free (see FIGS. 3 and 4). Paid content has higher priority than free content and makes it harder to filter.
図３においては、図１のデータ管理部７で管理するマルチキャストコンテンツのコンテンツデータを示し、データ管理部７は、図３（ａ）のコンテンツ情報テーブル３０１に示すように、ＳＤＰ情報中のコンテンツ名とコンテンツのマルチキャストアドレス（ＭＡＣＡ）とストリームレート（レート）とコンテンツ属性（有料・無料）を管理する。尚、１つのコンテンツが階層構造をとり、重ねる階層数により品質を変動させることができる階層符号化コンテンツの場合は、図３（ｂ）のコンテンツ情報テーブル３０２に示すように複数のマルチキャストアドレスでコンテンツが構成される。
3 shows the content data of the multicast content managed by the
図４においては、図１のデータ管理部７で管理するユニキャストコンテンツのコンテンツデータを示し、データ管理部７は、図４（ａ）のコンテンツ情報テーブル４０１に示すように、ＳＤＰ情報中の送信元アドレス、送信元ポート番号、ストリームレート（レート）、コンテンツ属性（有料・無料）を管理する。尚、階層符号化コンテンツの場合は、図４（ｂ）のコンテンツ情報テーブル４０２に示すように、複数の送信元ポート番号でコンテンツが構成される。
FIG. 4 shows the content data of the unicast content managed by the
また、ＶＬＡＮに送信されているユニキャストストリームを識別する場合、データ管理部７は、ＳＤＰ情報を受信するユーザアドレスを宛先アドレスとして管理する。例えば、図５（ａ）のユーザデータテーブル５０１に示すようにＶＬＡＮごとに契約アクセス回線帯域を管理し、図５（ｂ）のユーザデータテーブル５０２に示すようにＶＬＡＮごとに配分帯域を管理し、図５（ｃ）のユーザデータテーブル５０３に示のようにＶＬＡＮごとにコンテンツに対するユーザ優先度を管理する。
Further, when identifying a unicast stream transmitted to the VLAN, the
また、データ管理部７は、図６のユーザ送信状態リスト６０１に示すようにして、ＶＬＡＮごとのコンテンツ送信状態、すなわちＶＬＡＮ中に送信されているコンテンツとその送信状態を管理し、図３、図４におけるコンテンツデータを参照し、送信中コンテンツのストリームレートの合計と、図５の配分帯域を参照して帯域使用率を算出して管理する。
Further, the
次に、このようなデータ管理７でテーブル管理する各データに基づく図１のストリーム制御部６の処理機能について説明する。
Next, the processing function of the
ネットワーク状態監視部５によりネットワーク状態が重輻輳と判断されると、ストリーム制御部６は、フィルタリング起動を受けるので（図８のステップＳ８０２）、データ管理部７で管理されるデータを参照しながら（ステップＳ８０４）フィルタリングにより停止するストリームを決定する（ステップＳ８０３）。
When the network state is determined to be heavy congestion by the network
フィルタリングにより停止されるストリームは、図６のユーザ送信状態リスト６０１に示される帯域使用率が大きい方からあらかじめ設定した個数のＶＬＡＮ中のストリームが対象となり、さらに、対象のＶＬＡＮ中の各ストリームをフィルタリングする順序を、図７のストリーム優先度情報テーブル７０１に示す内容に従って、当該ＶＬＡＮ中のユーザ優先度（高・低）、コンテンツ属性（有料・無料）の順に決定する。
Streams to be stopped by filtering are targeted for streams in the number of VLANs set in advance from the one with the highest bandwidth usage shown in the user
すなわち、本例ではフィルタリングストリームの順序例は以下のようにする。ユーザ優先度が２段階の場合．優先順は、有料番組と無料番組を意識して、「ユーザ優先度高で有料番組＞ユーザ優先度高で無料番組＞ユーザ優先度低で有料番組＞ユーザ優先度低で無料番組」とし、優先度の低い方からフィルタリングによる停止の対象となる。 That is, in this example, the order example of the filtering stream is as follows. When the user priority is 2 levels. The priority order is “paid program with high user priority> free program with high user priority> pay program with low user priority> free program with low user priority” It becomes the target of the stop by filtering from the one with the lower degree.
また、対象となるストリームが複数ある場合、ストリームレートの大きい方から停止する。さらにストリームレートの大きさが同じ停止対象ストリームが複数ある場合は、マルチキャストアドレスまたはソースアドレスの大きい方あるいは小さい方からストリームを停止する。 Further, when there are a plurality of target streams, the stream is stopped from the one with the higher stream rate. Further, when there are a plurality of stop target streams having the same stream rate, the stream is stopped from the larger or smaller multicast address or source address.
図３（ａ），（ｂ）、図４（ａ），（ｂ）のそれぞれのコンテンツ情報テーブル３０１，３０２，４０１，４０２に示すようなコンテンツに対して、図５（ｃ）のユーザデータテーブル５０３に示すような各ユーザ（ＶＬＡＮ）に対する優先度が設定されている場合に、ある物理回線では図６のユーザ送信状態リスト６０１に示す送信状態であったとする。この場合、フィルタリングの対象となるＶＬＡＮは、帯域使用率の大きい（２００％）「ＶＬＡＮ２０００」である。 この「ＶＬＡＮ２０００」に対する送信中ストリームは、図６のユーザ送信状態リスト６０１においては１つ（「２３０．１．１．１」）であり、当該ストリーム「２３０．１．１．１」をフィルタリングにより停止する（ステップＳ８０５，Ｓ８０６）。
For the contents shown in the content information tables 301, 302, 401, and 402 of FIGS. 3A, 3B, 4A, and 4B, the user data table of FIG. In the case where priority is set for each user (VLAN) as shown in 503, it is assumed that a certain physical line is in the transmission state shown in the user
この処理後も、ネットワーク状態監視部５の管理するネットワーク状態が重輻輳の場合（ステップＳ８０７）、引き続きフィルタリング動作を行う。図６のユーザ送信状態リスト６０１からは、次のフィルタリング対象となるＶＬＡＮは、次に帯域使用率の高い（１００％）「ＶＬＡＮ３０００」であり、同様にして、ストリーム「１ ０．１．１．１／６０００／１９２．１６８．１．１」が停止となる（ステップＳ８０５）。
Even after this processing, if the network state managed by the network
その後、「ＶＬＡＮ１０００」がフィルタリング対象となった場合、図６のユーザ送信状態リスト６０１において示されているように、４つのストリームが送信されているので、この中からフィルタリングにより停止するストリームを決定することになる。図３，図４を参照すると、ユーザ優先度が低で無料のストリームとして「２４０．１．１．３」と「２３０．２．２．２」があり、ここでは、ストリームレートの大きい方から「２４０．１．１．３」、「２３０．２．２．２」の順となる。
Thereafter, when “VLAN1000” becomes a filtering target, four streams are transmitted as shown in the user
「ＶＬＡＮ１０００」において、次の選択順となる、ユーザ優先度が低で有料のストリームと、ユーザ優先度が高で無料のストリームはなく、「ＶＬＡＮ１０００」の残る送信中ストリームは、ユーザ優先度が高で有料のストリームである「２４０．１．１．１」と「２４０．１．１．２」であり、ここでも、ストリームレートの大きい方から「２４０．１．１．２」、「２４０．１．１．１」の順となる。 In “VLAN1000”, there is no charged stream with a low user priority and a high-priority stream with a high user priority, and a stream that is still being transmitted in “VLAN1000” has a high user priority. Are “240.1.1.1” and “240.1.1.2”, which are pay streams, and also in this case, “240.1.1.2” and “240.1.2” from the higher stream rate. 1.1.1 ".
このようにしてフィルタリング対象のストリームが順次に決定すると、ストリーム制御部６は、データ転送ノード４ｒにおける図２に示す受信キュー４２ａもしくは送信キュー４４ａのいずれか、あるいは、受信キュー４２ａと送信キュー４４ａの両方に対して当該ストリームのフィルタリング設定を行い（図８のステップＳ８０５）、ネットワーク状態監視部５にフィルタリング設定終了を通知する（ステップＳ８０６）。
When the stream to be filtered is sequentially determined in this way, the
このようなフィルタリング処理の結果、ネットワークの輻輳状態が改善され、ネットワーク状態監視部５により、ネットワーク状態が軽輻輳以下と判断されると（図８のステップＳ８０８）、ストリーム制御部６は、データ管理部７の各テーブルに登録されたデータを参照して（ステップＳ８１１）、フィルタリング解除となるストリームを決定し（ステップＳ８１０）、データ転送ノード４ｒにおける図２の受信キュー４２ａもしくは送信キュー４４ａのいずれか、あるいは、受信キュー４２ａと送信キュー４４ａの両方に対しフィルタリング中のストリームを解除する（ステップＳ８１２）。
As a result of such filtering processing, when the network congestion state is improved and the network
このフィルタリング解除となるストリームを決定するにあたっては、フィルタリング中のストリームを含む、あらかじめ設定した個数のＶＬＡＮがフィルタリング解除の対象となり、フィルタリング時と逆順で、高優先のストリームからフィルタリングを解除する。 In determining the stream to be subjected to the filtering cancellation, a predetermined number of VLANs including the stream being filtered are targeted for the filtering cancellation, and the filtering is canceled from the high priority stream in the reverse order of the filtering.
フィルタリング解除ストリームの順序例として、ユーザ優先度が２段階の場合、優先順は、有料番組と無料番組（コンテンツ属性）を意識し、「ユーザ優先度高で有料番組＞ユーザ優先度高で無料番組＞ユーザ優先度低で有料番組＞ユーザ優先度低で無料番組」とし、優先度の高い方から対象となる。 As an example of the order of the filtering-removed stream, when the user priority is two stages, the priority order is conscious of the pay program and the free program (content attribute), and “free program with high user priority> free program with high user priority. > Payable program with low user priority> Free program with low user priority ”.
図６に示すユーザ送信状態リスト６０１の例では、フィルタリング順と反対となるので、フィルタリング停止中のストリームの中から、ＶＬＡＮ１０００の「２４０．１．１．１」、「２４０．１．１．２」、「２３０．２．２．２」、「２４０．１．１．３」、ＶＬＡＮ３０００の「１０．１．１．１／６０００／１９２．１６８．１．１」、ＶＬＡＮ２０００の「２３０．１．１．１」の順に各ストリームに対するフィルタリングを解除する（図８のステップＳ８１２）。
In the example of the user
次に、輻輳時のフィルタリング動作手順の詳細を説明する。ストリーム制御部６は、ネットワーク状態監視部５が管理するネットワーク状態が重輻輳閾値以上の時、ストリームのフィルタリング動作を開始し、重輻輳閾値未満になればフィルタリング動作を停止する。また、ネットワーク状態監視部５で監視するネットワーク状態が軽輻輳閾値未満になれば、フィルタリング中のストリーム解除動作を開始し、軽輻輳閾値以上になった場合、あるいは送信状態が停止中のストリームがない場合にフィルタリング解除動作を停止する。
Next, the details of the filtering operation procedure at the time of congestion will be described. The
実際のフィルタリング動作は、図８に示す処理内容となる。ネットワーク状態監視部５がネットワーク状態の重輻輳を検出すると（ステップＳ８０１）ストリーム制御部６に通知し、フィルタリング起動をかける（ステップＳ８０２）。
The actual filtering operation has the processing contents shown in FIG. When the network
フィルタリング起動のかけ方には２通りあり、（１）ネットワーク状態監視部５が検出したネットワーク状態に関して、データ転送ノードの回線使用率、および送信キュー長、および受信キュー長が重輻輳の閾値以上となった場合は、当該回線のネットワークが重輻輳であると判断し（ステップＳ８０１）、当該回線の輻輳を緩和するために、当該回線中の全ＶＬＡＮにおける全ストリームがフィルタリングの対象となるように、ネットワーク状態監視部５からストリーム制御部６にフィルタリング起動をかけ（ステップＳ８０２）、ストリーム制御部６は、当該回線中の全ストリームからデータ管理部７で保持するデータを基に（ステップＳ８０４）フィルタリングにより停止すべきストリームを決定する（ステップＳ８０３）。
There are two ways of starting the filtering. (1) Regarding the network state detected by the network
また、（２）ネットワーク状態監視部５がデータ転送ノードの下流ネットワーク方向からのＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレームあるいはＩＣＭＰ送信抑制メッセージを受信した場合、および、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット廃棄率、およびＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎが重輻輳の閾値以上となった場合も、当該ＶＬＡＮが重輻輳であると判断し（ステップＳ８０１）、当該ＶＬＡＮの輻輳を緩和するために当該ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルの通信が行われているＶＬＡＮ中の全ストリームがフィルタリングの対象となるように、ネットワーク状態監視部５からストリーム制御部６にフィルタリング起動をかけ（ステップＳ８０２）、ストリーム制御部６は、該当するＶＬＡＮの中からデータ管理部７でテーブル管理するデータを基に（ステップＳ８０４）フィルタリングにより停止すべきストリームを決定する（ステップＳ８０３）。
(2) When the network
上記（１）と（２）の処理によりフィルタリング対象と決定したストリームに対して、ストリーム制御部６は、データ転送ノードにおける図２の受信キュー４２ａもしくは送信キュー４４ａのいずれか、あるいは受信キュー４２ａと送信キュー４４ａの両方に対し、マルチキャストの場合はＩＰヘッダの指定の宛先アドレス（マルチキャスト）のパケットを廃棄するという動作を指示し、ユニキャストの場合はＩＰヘッダの指定の送信元アドレス、送信元ポート番号、宛先アドレスのパケットを廃棄するという動作を指示することによりフィルタリング動作を実現する（ステップＳ８０５）。
For the stream determined as the filtering target by the processes (1) and (2), the
この動作は、ネットワーク状態監視部５が管理するネットワーク状態が重輻輳閾値未満になるまで繰り返し行われる（ステップＳ８０１〜Ｓ８０７）。尚、ＩＥＥＥ８０２．３ｘあるいはＰＡＵＳＥフレームとＩＣＭＰ送信抑制メッセージを受信した時は、その都度、あらかじめ設定した個数の帯域使用率の大きいＶＬＡＮのストリームをフィルタリングする。
This operation is repeated until the network state managed by the network
フィルタリングの解除は、ネットワーク状態監視部５において、ネットワーク状態が通常状態であることを検出した場合に、ストリーム制御部６に通知し、フィルタリング解除起動をかける。
The cancellation of filtering is notified to the
すなわち、ネットワーク状態監視部５は、検出したネットワーク状態に関して、データ転送ノードの回線使用率と送信キュー長および受信キュー長のうちのすべてが軽輻輳の閾値未満となった場合は、当該回線のネットワーク状態が通常状態であると判断し（ステップＳ８０８）、当該回線中の全ＶＬＡＮにおける全ストリームをフィルタリング解除の対象とし、その中からフィルタリング解除により復旧すべきストリームを決定する（ステップＳ８０９〜Ｓ８１１）。
That is, when all of the line usage rate, transmission queue length, and reception queue length of the data transfer node are less than the light congestion threshold for the detected network state, the network
また、データ転送ノード（４ｒ）の下流ネットワーク方向からＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット廃棄率、およびＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎが軽輻輳の閾値未満となった場合は、当該ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルの通信が行われているＶＬＡＮ中のフィルタリングにより停止しているストリームがフィルタリング解除の対象となり、フィルタリングによる停止の逆順で復旧すべきストリームが決定される（ステップＳ８１０，８１１）。 In addition, when the packet discard rate obtained from the RTP / RTCP protocol from the downstream network direction of the data transfer node (4r) and the fluctuation of the packet arrival interval obtained from the RTP / RTCP protocol are less than the light congestion threshold, A stream that has been stopped by filtering in the VLAN in which communication of the RTP / RTCP protocol is performed becomes a target of filtering cancellation, and a stream to be recovered in the reverse order of the stop by filtering is determined (steps S810 and 811).
このようにしてフィルタリング解除対象となったストリームに対して、ストリーム制御部６は、データ転送装置における受信キュー４２ａもしくは送信キュー４４ａのいずれか、あるいは、受信キュー４２ａと送信キュー４４ａの両方に対し、ＩＰヘッダの指定の宛先アドレスのパケットの廃棄設定を解除するという動作を指示することによりフィルタリング解除を実現する（ステップＳ８１２）。
For the stream that has been subject to the filtering cancellation in this way, the
このような動作（ステップＳ８０８〜Ｓ８１４）は、ネットワーク状態監視部５が管理するネットワーク状態が軽輻輳以上になるか、廃棄設定中ストリームがなくなる（図６の送信状態が「０」のストリームがなくなる）まで繰り返し行われる。
In such an operation (steps S808 to S814), the network state managed by the network
以上の動作により、図１１に示すようにしてネットワーク上のトラヒック量が変動する。すなわち、ユーザから要求されたストリームトラヒックがネットワーク容量を超えるとパケット廃棄が起き、通信相手は映像／音声が認識できなくなるので、ストリーム単位で廃棄して段階的にトラヒック量を減らし、確実に転送できるストリームを確保し、ネットワーク容量に応じたトラヒック量で安定する。 With the above operation, the traffic volume on the network varies as shown in FIG. In other words, if the stream traffic requested by the user exceeds the network capacity, the packet is discarded, and the communication partner cannot recognize the video / audio. Therefore, it is discarded in units of streams to reduce the traffic volume step by step and reliably transfer it. A stream is secured and traffic is stabilized according to the network capacity.
そして、ユーザからのネットワーク使用が減少し、トラヒック量が減るとフィルタリングにより停止されたストリームを転送できるネットワーク容量が確保されるので、ストリームを復旧することによりトラヒック量は段階的に増加し、確実に転送できる上限（軽輻輳状態）まで転送トラヒック量を増やす。 And if the network usage from the user decreases and the traffic volume decreases, the network capacity that can transfer the stream stopped by filtering is secured, so by restoring the stream, the traffic volume will increase gradually and surely Increase the amount of transfer traffic to the upper limit (light congestion state) that can be transferred.
次に、ユーザ優先度を、データ管理部７において設定する手順について説明する。設定される情報は、図５（ｃ）のテーブル５０３に示すような、ＶＬＡＮと、コンテンツを示すマルチキャストの場合のマルチキャストアドレスあるいはユニキャストの場合の送信元アドレス／送信元ポート番号、ユーザ優先度から構成されるリストである。ユーザ優先度は、ＶＬＡＮごとの映像／音響等のストリームコンテンツの優先度を示し、ユーザ優先度の高いコンテンツほどフィルタリングにより停止されにくくなる。このユーザ優先度はサービス契約時に決定することが可能であり、またコンテンツ受信中も優先度通知手順により随時ユーザ優先度を変更可能である。このユーザ優先度は数字が大きいほど優先度が高いとする。
Next, a procedure for setting the user priority in the
図９に示すように、ユーザデータテーブル９０１におけるコンテンツのユーザ優先度は、システム管理サーバ９０２などを経由するか、もしくは、直接、データ管理部９０３（データ管理部７）に、サービス契約時および随時に設定する。このように随時にユーザ優先度の設定を変更することで、いつでもユーザがコンテンツの優先度を変更して視聴品質を変更することが可能となる。
As shown in FIG. 9, the user priority of the content in the user data table 901 passes through the
次に、本例のシステムを階層符号化コンテンツに適用する場合について説明する。このような場合、コンテンツ中の階層の識別が必要になる。ユニキャストの場合、ストリームパケット中の宛先アドレスと送信元アドレスは一意に決まるので、送信元ポート番号を使って識別する。マルチキャストの場合、ポート番号で識別することによりマルチキャストのグループ参加要求ができないため、コンテンツの階層を、ストリームパケットの宛先アドレスに入るマルチキャストアドレスで識別する。 Next, a case where the system of this example is applied to hierarchically encoded content will be described. In such a case, it is necessary to identify the hierarchy in the content. In the case of unicast, since the destination address and the source address in the stream packet are uniquely determined, the source port number is used for identification. In the case of multicast, a group participation request for multicast cannot be made by identifying with a port number, so the content hierarchy is identified with a multicast address that falls within the destination address of the stream packet.
階層符号化コンテンツでは、ユーザ優先度は、コンテンツごとではなく、コンテンツの階層ごとに設定することができる。例えば、受信装置２で複数の階層符号化コンテンツを受信して視聴する場合、ネットワーク輻輳時には高優先度のコンテンツは全階層受信により高品質で受信・視聴することができ、低優先度のコンテンツは基本階層のみの受信により低品質で映像／音響を視聴する。さらに、ユーザ優先度の設定により、いつでもユーザがコンテンツの優先度を変更して視聴品質を変更することが可能となる。
In hierarchically encoded content, user priority can be set for each level of content, not for each content. For example, when the receiving
以上、図１〜図１１を用いて説明したように、本例では、ネットワークを介してストリームデータを配信拠点から受信拠点に送信するコンテンツ配信システムにおいて、ネットワーク状態が輻輳していると判断した時、映像、音響等のストリームのデータパケットを、ユーザが随時設定可能なユーザ優先度とコンテンツに固定的に設定された優先度（有料コンテンツ＝高優先後、無料コンテンツ＝低優先度）と配分帯域（ユーザのアクセス回線帯域に対するネットワーク使用量）に応じて選択的に廃棄するフィルタリング処理を行うことで、データ転送ノードの輻輳を軽減し、また受信拠点の映像音響品質を最適化することを実現する。 As described above with reference to FIGS. 1 to 11, in this example, when it is determined that the network state is congested in the content distribution system that transmits stream data from the distribution base to the reception base via the network. , Video and audio stream data packets, user priority that can be set by the user at any time, priority fixed to content (paid content = high priority, free content = low priority) and distribution bandwidth By performing filtering processing that selectively discards according to (user access line bandwidth), it is possible to reduce congestion at the data transfer node and optimize the audiovisual quality at the receiving site. .
そのフィルタリング処理の際、ストリームデータを配信するネットワークにおける網の混雑度に係わる複数の指標に対して、個々に重輻輳と軽輻輳の閾値を設け、１つの指標が重輻輳の閾値を超えると、軽輻輳の閾値を超えている全ての指標が関わるストリームに対して、各ストリームが軽輻輳の閾値以下にするまでフィルタリングをかけることで、輻輳制御を行う。 In the filtering process, for a plurality of indicators related to the degree of network congestion in a network that distributes stream data, thresholds for heavy congestion and light congestion are individually provided, and when one indicator exceeds the threshold for heavy congestion, Congestion control is performed by filtering the streams related to all indexes exceeding the light congestion threshold until each stream is equal to or less than the light congestion threshold.
具体的には、ネットワークが予め定められた重レベルの輻輳状態になれば、ネットワークの輻輳状態が予め定められた軽レベルの輻輳になるまで、配信を受けるユーザが当該ストリームに対して随時に設定するユーザ優先度とコンテンツ属性とで決定される優先度順の低い方からストリーム送信を停止するよう、データ転送ノードにおける受信キューあるいは送信キューに対してフィルタリング処理設定を行い、ネットワーク状態が軽レベルの輻輳以下の通常状態時に、フィルタリングにより停止中のストリームに対するフィルタリング解除による再送を、ネットワーク状態が軽レベルの輻輳状態になるまで、もしくは、フィルタリングにより停止中のストリーム数が無くなるまで、フィルタリングによる停止時とは逆の順で行うよう、データ転送ノードにおける受信キューあるいは送信キューに対してフィルタリング解除設定を行う。 Specifically, if the network enters a predetermined heavy level congestion state, the user who receives the distribution sets the stream at any time until the network congestion state becomes a predetermined light level congestion. Set the filtering process to the reception queue or transmission queue in the data transfer node so that the stream transmission is stopped from the one with the lowest priority order determined by the user priority and the content attribute. In normal state below congestion, resending by filtering cancellation for streams that are stopped by filtering, until the network state becomes a light level congestion state, or until there are no more stopped streams by filtering, Do the reverse, Performs filtering unset to the reception queue or transmission queue in the forwarding node.
このように、本例では、ネットワーク状態に応じてデータ転送ノードにおけるストリームをユーザ随時指定の優先順にフィルタリングすることにより、映像／音響ストリームの品質をユーザの要望に従い最適化することが可能となり、また、また、フィルタリングにおける優先度の決定に、配分帯域（ユーザのアクセス回線帯域に対するネットワーク使用量）を用いることにより、ネットワーク使用量の多いユーザと少ないユーザが均等にパケット損失されるのではなく、契約アクセス回線帯域に比べ使用比率の多いユーザから使用量を減らすことができるので、廃棄されずに転送された一部のパケットがネットワーク上で無駄なトラヒックとなることを回避でき、輻輳を緩和することが可能である。 As described above, in this example, the quality of the video / audio stream can be optimized according to the user's request by filtering the stream in the data transfer node according to the network state in the priority order designated by the user as needed. In addition, by using the allocated bandwidth (network usage with respect to the user's access line bandwidth) to determine the priority in filtering, users with high network usage and those with low network usage are not evenly lost packets. The amount of usage can be reduced by users who have a higher usage ratio than the access line bandwidth, so that some packets transferred without being discarded can be prevented from becoming useless traffic on the network, and congestion can be reduced. Is possible.
尚、本例では、例えば、図２（ａ）に示すように、ネットワーク状態監視部５とストリーム制御部６およびデータ管理部７を、データ転送ノード（４ｒ〜４ｔ）とは分離して動作することも、また、図２（ｂ）に示すように、データ転送ノード４ｂの菌体内で動作する構成とすることも可能であり、本発明は、そのシステムアーキテクチャの柔軟性を有しており、図１〜図１１を用いて説明した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
In this example, for example, as shown in FIG. 2A, the network
また、本例では、本発明に係わる処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶する記憶媒体として、光ディスクを例として用いているが、ＦＤ（Flexible Disk）等を記録媒体として用いることでも良い。また、プログラムのインストールに関しても、通信装置を介してネットワーク経由でプログラムをダウンロードしてインストールすることでも良い。 In this example, an optical disk is used as an example of a storage medium that stores a computer-readable program for causing a computer to execute the processing procedure according to the present invention. However, an FD (Flexible Disk) or the like is used as a recording medium. It may be used. As for the program installation, the program may be downloaded and installed via a network via a communication device.
１：配信装置、２：受信装置、３：ネットワーク、４ａ，４ｂ，４ｒ，４ｓ，４ｔ：データ転送ノード、５，５ｂ：ネットワーク状態監視部、６，６ｂ：ストリーム制御部、７，７ｂ：データ管理部、８：番組表示装置、９：集線装置、１０：ユーザ宅内装置、４１ａ，４１ｂ：受信処理部、４２ａ，４２ｂ：受信キュー、４３ａ，４３ｂ：パケット転送処理部、４４ａ，４４ｂ：送信キュー、４５ａ，４５ｂ：送信処理部、３０１，３０２，４０１，４０２：コンテンツ情報テーブル、５０１〜５０３：ユーザデータテーブル、６０１：ユーザ送信状態リスト、７０１：ストリーム優先度情報テーブル、９０１：ユーザデータテーブル、９０２：システム管理サーバ、９０３：データ管理部、１２０１：配信装置、１２０２：受信装置、１２０３：ネットワーク、１２０４ａ〜１２０４ｃ：データ転送ノード、１３００：データ転送ノード、１３４１：受信処理部、１３４２：受信キュー、１３４３：パケット転送処理部（従来）、１３４４：送信キュー、１３４５：送信処理部。
1: distribution device, 2: reception device, 3: network, 4a, 4b, 4r, 4s, 4t: data transfer node, 5, 5b: network state monitoring unit, 6, 6b: stream control unit, 7, 7b: data Management unit, 8: Program display device, 9: Concentrator, 10: User home device, 41a, 41b: Reception processing unit, 42a, 42b: Reception queue, 43a, 43b: Packet transfer processing unit, 44a, 44b:
Claims (19)
ネットワークの輻輳を監視するネットワーク状態監視手段と、
該ネットワーク状態監視手段による輻輳検知時に上記データ転送ノードで廃棄するストリームデータパケットの選択を、当該ストリームに対してユーザが設定するユーザ優先度とコンテンツ属性および上記受信装置の通信回線による配分帯域に応じて行うストリーム制御手段と
を有することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 A stream filtering system that performs transfer control of stream data packets in a content distribution system that transmits content from a distribution device on a network to a reception device via a data transfer node,
Network status monitoring means for monitoring network congestion;
The selection of the stream data packet to be discarded by the data transfer node when congestion is detected by the network state monitoring means depends on the user priority and content attribute set by the user for the stream and the allocated bandwidth by the communication line of the receiving device A stream filtering system.
上記受信装置と上記データ転送ノードの間のネットワークの輻輳状態および該データ転送ノードの輻輳状態を監視するネットワーク状態監視手段と、
上記データ転送ノードで転送される各ストリームに対応付けて、ユーザが随時に設定するユーザ優先度とコンテンツ属性および上記受信装置の通信回線による配分帯域を登録するデータ管理手段と、
上記ネットワーク状態監視手段によるネットワーク状態の監視結果に応じて、上記データ管理手段の登録内容を参照し、送信中のストリームデータパケットのフィルタリングによる送信停止および該フィルタリングで停止中のストリームデータのフィルタリング解除による復旧を行うストリーム制御手段と
を有することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 A stream filtering system that performs transfer control of stream data packets in a content distribution system that transmits content including stream data in packets from a distribution device on a network to a reception device via a data transfer node,
Network state monitoring means for monitoring a network congestion state between the receiving apparatus and the data transfer node and a congestion state of the data transfer node;
Data management means for registering user priority and content attributes set by the user as needed in association with each stream transferred by the data transfer node, and a bandwidth allocated by the communication line of the receiving device;
According to the result of monitoring the network status by the network status monitoring means, referring to the registered contents of the data management means, by stopping transmission by filtering the stream data packet being transmitted and by canceling filtering of the stream data being stopped by the filtering A stream filtering system comprising: stream control means for performing recovery.
上記データ転送ノードは、
受信したパケットの宛先アドレスを判別してルーティングテーブルに従い適当な回線の出力キューに出力すると共に、制御パケットを受信すると上記ネットワーク状態監視手段に当該制御パケットのコピーパケットを転送するパケット転送処理手段を有することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 A stream filtering system according to claim 1 or 2, wherein
The data transfer node
It has a packet transfer processing means for determining the destination address of the received packet and outputting it to an output queue of an appropriate line according to the routing table, and for transferring a copy packet of the control packet to the network state monitoring means when receiving the control packet. A stream filtering system characterized by that.
上記受信装置でユーザがストリームコンテンツを選択した際、マルチキャスト配信の場合、ストリームコンテンツの識別名とマルチキャストアドレスと宛先ポート番号とストリームレートと上記コンテンツ属性のうちの１つ以上をＳＤＰ情報として上記受信装置に送信し、ユニキャスト配信の場合、当該ストリームを特定する送信元アドレス／送信元ポート番号／宛先アドレスとストリームレートと上記コンテンツ属性のうちの１つ以上をＳＤＰ情報として上記受信装置に送信する番組表示装置を有し、
上記データ管理手段は、
上記番組表示装置から上記受信装置に送信される上記ＳＤＰ情報を受信した上記データ転送ノードの当該ＳＤＰ情報に対する解釈結果に基づき、
マルチキャスト配信の場合、上記ストリームコンテンツの識別名とマルチキャストアドレスとストリームレートとコンテンツ属性のうちの１つ以上を、当該ストリームに対応付けた管理データとして登録管理し、ユニキャスト配信の場合、当該ストリームを特定する送信元アドレス／送信元ポート番号／宛先アドレスおよびストリームレートとコンテンツ属性のうちの１つ以上を、当該ストリームに対応付けた管理データとして登録管理することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 The stream filtering system according to claim 2,
In the case of multicast distribution when the user selects stream content in the receiving apparatus, the receiving apparatus uses one or more of the stream content identification name, multicast address, destination port number, stream rate, and content attribute as SDP information. In the case of unicast delivery, a program that transmits one or more of the source address / source port number / destination address, stream rate, and content attribute to the receiving device as SDP information in the case of unicast distribution Having a display device;
The data management means is
Based on the interpretation result for the SDP information of the data transfer node that has received the SDP information transmitted from the program display device to the receiving device,
In the case of multicast distribution, one or more of the stream content identification name, multicast address, stream rate, and content attribute are registered and managed as management data associated with the stream. A stream filtering system characterized by registering and managing one or more of a specified source address / source port number / destination address, stream rate, and content attribute as management data associated with the stream.
上記データ転送ノードは、
受信したパケットの宛先アドレスを判別してルーティングテーブルに従い適当な回線の出力キューに出力するパケット転送処理手段を有し、
該パケット転送処理手段は、
上記ＳＤＰ情報のパケットを受信すると、当該パケットを宛先アドレスの回線に出力すると共に、コピーパケットを生成して上記データ管理手段に転送する手段と、
ＲＴＣＰのＲＲパケットと、ＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレーム、ＩＣＭＰ発信抑制メッセージを受信すると、各々宛先アドレスの回線に出力すると共に、各々のコピーパケットを生成して上記ネットワーク状態監視手段に転送する手段と、
マルチキャスト受信要求メッセージと、マルチキャスト受信停止メッセージ、ユニキャスト送信開始メッセージ、およびユニキャスト送信停止メッセージを上記データ管理手段へ転送する手段とを有することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 The stream filtering system according to claim 4,
The data transfer node
Packet transfer processing means for determining the destination address of the received packet and outputting it to an output queue of an appropriate line according to the routing table;
The packet transfer processing means includes:
Receiving the SDP information packet, outputting the packet to a destination address line, generating a copy packet and transferring it to the data management means;
Means for receiving an RTCP RR packet, an IEEE 802.3x PAUSE frame, and an ICMP outgoing call suppression message, outputting each to a destination address line, and generating each copy packet and transferring it to the network status monitoring means;
A stream filtering system comprising: a multicast reception request message; a multicast reception stop message; a unicast transmission start message; and a means for transferring the unicast transmission stop message to the data management means.
上記データ転送ノードから上記データ管理手段に通知する上記ユニキャスト送信開始メッセージは、当該ユニキャスト送信開始メッセージを示す送信開始フラグと送信元アドレスと送信元ポート番号と宛先アドレスおよび宛先ポート番号を含み、
上記データ転送ノードから上記データ管理手段に通知する上記ユニキャスト送信停止メッセージは、当該ユニキャスト送信停止メッセージを示す送信停止フラグと送信元アドレスと送信元ポート番号と宛先アドレスと宛先ポート番号を含むことを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 The stream filtering system according to claim 5,
The unicast transmission start message notified from the data transfer node to the data management means includes a transmission start flag indicating the unicast transmission start message, a source address, a source port number, a destination address, and a destination port number.
The unicast transmission stop message notified from the data transfer node to the data management means includes a transmission stop flag indicating the unicast transmission stop message, a source address, a source port number, a destination address, and a destination port number. Stream filtering system characterized by.
上記データ管理手段は、
上記データ転送ノードに接続する回線の帯域を当該データ転送ノードから取得しシステムデータとして登録管理する手段と、
上記データ転送ノードに接続する１本の通信回線帯域に対するＶＬＡＮごとの契約アクセス回線帯域、該ＶＬＡＮごとの配分帯域、該ＶＬＡＮごとのストリームに対するユーザ優先度をユーザデータとして登録管理する手段と、
上記データ転送ノードで転送するストリームコンテンツの宛先アドレス、上記ＶＬＡＮごとのストリームの送信状態と送信中ストリームレートの合計および帯域使用率をユーザ送信状態データとして登録管理する手段と、
ストリームコンテンツ配信がマルチキャストの場合、当該ストリームコンテンツの識別名、マルチキャストアドレス、転送レート、およびコンテンツ属性をコンテンツデータとして登録管理する手段と、
ストリームコンテンツ配信がユニキャストの場合、当該ストリームコンテンツを特定する送信元アドレスと送信元ポート番号、転送レート、およびコンテンツ属性をコンテンツデータとして登録管理する手段と
を有することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 The stream filtering system according to any one of claims 2 to 6,
The data management means is
Means for acquiring the bandwidth of the line connected to the data transfer node from the data transfer node and managing it as system data;
Means for registering and managing, as user data, a contract access line bandwidth for each VLAN for one communication line bandwidth connected to the data transfer node, a distribution bandwidth for each VLAN, and a user priority for a stream for each VLAN;
Means for registering and managing the destination address of the stream content transferred by the data transfer node, the total transmission state of the stream for each VLAN, the total stream rate during transmission, and the bandwidth usage rate as user transmission state data;
When the stream content delivery is multicast, means for registering and managing the stream content identification name, multicast address, transfer rate, and content attribute as content data;
A stream filtering system comprising: a transmission source address that identifies a stream content, a transmission source port number, a transfer rate, and a content attribute that is registered and managed as content data when the stream content distribution is unicast.
上記データ管理手段は、
ストリームコンテンツ配信がマルチキャストの場合、上記データ転送ノードがマルチキャスト受信要求メッセージを受信して当該ストリームコンテンツがＶＬＡＮに送信開始されると該ストリームコンテンツを当該ＶＬＡＮに対応付けてユーザ送信状態リストに追加登録すると共に、上記データ転送ノードがマルチキャスト受信停止メッセージ受信して当該ストリームコンテンツの当該ＶＬＡＮへの送信が停止となると当該ストリームコンテンツを上記ユーザ送信状態リストから削除することにより、上記ＶＬＡＮに送信中のストリームコンテンツを登録管理する手段と、
ストリームコンテンツ配信がユニキャストの場合、上記配信装置および上記受信装置のうちの１つ以上から上記データ転送ノードにユニキャスト送信開始メッセージを通知することにより当該ＶＬＡＮに送信されるストリームコンテンツを当該ＶＬＡＮに対応付けて上記ユーザ送信状態リストに追加登録すると共に、上記配信装置および上記受信装置のうちの１つ以上から上記データ転送ノードにユニキャスト送信停止メッセージを通知することにより当該ＶＬＡＮへの送信が停止されるストリームコンテンツを上記ユーザ送信状態リストから削除することにより上記ＶＬＡＮに送信中のストリームコンテンツを登録管理する手段と
を有し、フィルタリングで送信停止中のストリームコンテンツを上記ユーザ送信状態リストにおいて送信状態停止中として登録し、フィルタリング解除で送信再開されたストリームコンテンツを上記ユーザ送信状態リストにおいて送信状態送信中として登録することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 A stream filtering system according to any one of claims 2 to 7,
The data management means is
When the stream content delivery is multicast, when the data transfer node receives the multicast reception request message and starts transmitting the stream content to the VLAN, the stream content is additionally registered in the user transmission status list in association with the VLAN. In addition, when the data transfer node receives the multicast reception stop message and the transmission of the stream content to the VLAN is stopped, the stream content is being transmitted to the VLAN by deleting the stream content from the user transmission state list. Means for registering and managing
When the stream content distribution is unicast, the stream content transmitted to the VLAN is notified to the VLAN by notifying the data transfer node of a unicast transmission start message from one or more of the distribution device and the reception device. In association with the user transmission status list, the transmission to the VLAN is stopped by notifying one or more of the distribution device and the receiving device of the unicast transmission stop message to the data transfer node. Means for registering and managing the stream content being transmitted to the VLAN by deleting the stream content to be transmitted from the user transmission status list, and transmitting the stream content whose transmission is suspended by filtering in the user transmission status list Stream filtering system, characterized in that registered as CANCEL, it registers the stream content transmitted resumed filtering released as transmitting status transmission in the user transmission state list.
上記データ管理手段は、
保守者からの指定に基づき、上記マルチキャスト配信の場合に登録したストリームコンテンツの識別名とマルチキャストアドレスとストリームレートおよびコンテンツ属性のうちの１つ以上、もしくは、上記ユニキャスト配信の場合に登録したストリームを特定する送信元アドレス／送信元ポート番号／宛先アドレスとストリームレートおよびコンテンツ属性のうちの１つ以上を、コンテンツデータとして上記データ転送ノードに設定する手段を有することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 A stream filtering system according to any one of claims 2 to 8,
The data management means is
Based on the designation from the maintenance person, one or more of the stream content identification name, multicast address, stream rate, and content attribute registered in the case of the multicast distribution, or the stream registered in the case of the unicast distribution A stream filtering system comprising means for setting one or more of a specified source address / source port number / destination address, stream rate, and content attribute as content data in the data transfer node.
上記データ管理手段は、
一定時間間隔で上記データ転送ノードに接続する回線帯域をストリームコンテンツ受信中の全ユーザの契約アクセス回線帯域により重量配分することにより、
もしくは、上記データ転送ノードに接続する回線帯域を全ユーザの契約アクセス回線帯域により重量配分することによりユーザごとの配分帯域を求める配分帯域計算手段を有し、
該配分帯域計算手段で求めたユーザごとの配分帯域を登録管理することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 A stream filtering system according to any one of claims 2 to 9,
The data management means is
By distributing the weight of the line bandwidth connected to the data transfer node at regular time intervals according to the contract access line bandwidth of all users receiving stream contents,
Alternatively, it has distribution bandwidth calculation means for obtaining a distribution bandwidth for each user by weight distribution of the line bandwidth connected to the data transfer node according to the contract access line bandwidth of all users,
A stream filtering system for registering and managing a distribution band for each user obtained by the distribution band calculation means.
上記ネットワーク状態監視手段は、
上記データ転送ノードの回線使用率と送信キュー長および受信キュー長を取得し、
取得した回線使用率と送信キュー長および受信キュー長、ならびにＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎのうちの１つ以上が、予め定められた重輻輳閾値以上になった場合、あるいはＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレームもしくはＩＣＭＰ発信抑制メッセージのうちのいずれか１つ以上を受信した場合に重輻輳と判断する手段と、
上記取得した回線使用率と送信キュー長および受信キュー長、ならびにＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰプロトコルから得られるパケット到着間隔のゆらぎのうちの１つ以上が、予め定められた軽輻輳閾値以上になった場合に軽輻輳と判断する手段と、
上記取得した回線使用率と送信キュー長および受信キュー長、ならびにＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット到着間隔のゆらぎのうちのすべてが上記軽輻輳閾値以下の場合を通常状態と判断する手段と
を有することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 The stream filtering system according to any one of claims 2 to 10,
The network state monitoring means includes
Obtain the line usage rate, transmission queue length and reception queue length of the above data transfer node,
One or more of the obtained line usage rate, transmission queue length and reception queue length, the packet discard rate obtained from the RTP / RTCP protocol, and the fluctuation of the packet arrival interval obtained from the RTP / RTCP protocol are predetermined. Means for determining heavy congestion when the congestion threshold is exceeded or when one or more of an IEEE 802.3x PAUSE frame or ICMP transmission suppression message is received;
One or more of the obtained line usage rate, transmission queue length and reception queue length, packet discard rate obtained from the RTP / RTCP protocol, and packet arrival interval fluctuation obtained from the RTP / RTCP protocol are predetermined. Means for determining light congestion when the light congestion threshold is exceeded,
A case where all of the obtained line usage rate, transmission queue length and reception queue length, packet discard rate obtained from RTP / RTCP, and packet arrival interval fluctuation obtained from RTP / RTCP are below the light congestion threshold value. A stream filtering system comprising: means for determining a normal state.
上記ネットワーク状態監視手段は、
上記取得した回線使用率と送信キュー長および受信キュー長のうちの１つ以上が予め定められた重輻輳閾値以上になって重輻輳と判断した場合、当該回線の輻輳を緩和するために、上記ストリーム制御手段に、当該回線中のストリームコンテンツパケットをフィルタリング対象とするようにフィルタリング起動をかける手段と、
上記ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット廃棄率、ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット到着間隔のゆらぎのうちの１つ以上が重輻輳閾値以上となって、もしくは、上記ＩＥＥＥ８０２．３ｘのＰＡＵＳＥフレーム、ＩＣＭＰ発信抑制メッセージを受信して重輻輳と判断した場合、当該ストリームコンテンツパケットを受信したＶＬＡＮの輻輳を緩和するために、上記ストリーム制御手段に、当該ＶＬＡＮ中のストリームをフィルタリング対象とするようにフィルタリング起動をかける手段と
を有することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 The stream filtering system according to claim 11, comprising:
The network state monitoring means includes
When one or more of the acquired line usage rate, transmission queue length, and reception queue length is equal to or greater than a predetermined heavy congestion threshold and is determined to be heavy congestion, Means for activating filtering so that stream content packets in the line are subject to filtering in the stream control means;
One or more of the packet discard rate obtained from the RTP / RTCP and the packet arrival interval fluctuation obtained from the RTP / RTCP are equal to or higher than the heavy congestion threshold, or the IEEE 802.3x PAUSE frame, ICMP transmission suppression If the message is received and it is determined that there is heavy congestion, in order to alleviate the congestion of the VLAN that has received the stream content packet, the stream control unit is activated to filter the stream in the VLAN. And a stream filtering system.
上記ネットワーク状態監視手段は、
上記取得した回線使用率と上記送信キュー長および上記受信キュー長のうちのすべてが軽輻輳の閾値未満となり通常状態と判断した場合、当該回線の停止中ストリームの復旧のために、上記ストリーム制御手段に、当該回線中の停止中ストリームに対しフィルタリング解除起動をかける手段と、
上記ＲＴＰ／ＲＴＣＰから得られるパケット廃棄率とパケット到着間隔のゆらぎのすべてが軽輻輳の閾値未満となり通常状態と判断した場合、当該ＶＬＡＮの停止中ストリームの復旧のために、上記ストリーム制御手段に、当該ＶＬＡＮ中の停止中ストリームに対しフィルタリング解除起動をかける手段と
を有することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 13. A stream filtering system according to claim 12, comprising:
The network state monitoring means includes
If all of the acquired line usage rate, the transmission queue length, and the reception queue length are less than a light congestion threshold value and are determined to be in a normal state, the stream control means is used to recover the stopped stream of the line. In addition, means for starting filtering cancellation for the stopped stream in the line,
When all of the packet discard rate and the packet arrival interval fluctuation obtained from the RTP / RTCP are less than the light congestion threshold value and are determined to be in a normal state, the stream control unit is instructed to recover the suspended stream of the VLAN. A stream filtering system comprising: means for activating filtering cancellation for a stopped stream in the VLAN.
上記データ管理手段は、
ＶＬＡＮごとの送信中ストリームレートの合計を、ＶＬＡＮごとの配分帯域で除算することによりＶＬＡＮごとの帯域使用率を算出する帯域使用率算出手段を有し、該帯域使用率算出手段で算出した帯域使用率をＶＬＡＮごとに登録管理することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 The stream filtering system according to any one of claims 2 to 13,
The data management means is
Bandwidth usage calculation means for calculating the bandwidth usage rate for each VLAN by dividing the total stream rate during transmission for each VLAN by the allocated bandwidth for each VLAN, and bandwidth usage calculated by the bandwidth usage rate calculation means A stream filtering system that registers and manages a rate for each VLAN.
上記ストリーム制御手段は、
上記データ管理手段の上記帯域使用率算出手段により得られた帯域使用率が大きい方から順にあらかじめ設定した個数のＶＬＡＮを決定し、決定したＶＬＡＮ内の１以上のストリームを上記ユーザ優先度とコンテンツ属性で予め定めされた優先度の低いストリームから順にフィルタリング対象に決定する手段と、
上記ユーザ優先度とコンテンツ属性で予め定めされた優先度が同じストリームがある場合、ストリームレートの最大もしくは最小のストリームをフィルタリング対象に決定する手段と、
上記ユーザ優先度とコンテンツ属性で予め定めされた優先度および上記ストリームレートが同じストリームがある場合、マルチキャストにおいてはマルチキャストアドレスの最大もしくは最小のストリームをフィルタリング対象とし、ユニキャストにおいてはソースアドレスの最大もしくは最小のストリームをフィルタリング対象として決定する手段と、
フィルタリング対象として決定したストリームに対するフィルタリング設定を上記データ転送ノード内の受信キューもしくは送信キューのいずれか一方あるいは両方に対して行い、上記ネットワーク状態監視手段にフィルタリング設定終了を通知する手段と、
フィルタリングで停止中のストリームに対するフィルタリング解除を行う際に上記フィルタリング対象のストリームの決定と逆の順でフィルタリング解除の対象を決定し、決定したストリームに対するフィルタリング解除を上記データ転送ノード内の受信キューもしくは送信キューのいずれか一方あるいは両方に対して行い、上記ネットワーク状態監視手段にフィルタリング解除終了を通知する手段と
を有することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 The stream filtering system according to claim 14.
The stream control means includes
A predetermined number of VLANs are determined in order from the highest bandwidth usage rate obtained by the bandwidth usage rate calculation unit of the data management unit, and one or more streams in the determined VLAN are set to the user priority and content attributes. Means for determining a filtering target in order from a stream of low priority determined in advance,
Means for determining a stream with the maximum or minimum stream rate as a filtering target when there is a stream having the same priority set in advance by the user priority and the content attribute;
When there is a stream having the same priority and the above-mentioned stream rate in the user priority and the content attribute, the maximum or minimum stream of the multicast address is targeted for filtering in multicast, and the maximum or Means for determining the smallest stream to be filtered,
Means for performing filtering setting on a stream determined as a filtering target for one or both of the reception queue and transmission queue in the data transfer node, and notifying the network state monitoring means of completion of filtering setting;
When canceling filtering for a stream that is stopped by filtering, the target of filtering cancellation is determined in the reverse order of the determination of the stream to be filtered, and the filtering cancellation for the determined stream is performed in the reception queue or transmission in the data transfer node. A stream filtering system comprising: means for performing one or both of the queues and notifying the network state monitoring means of completion of filtering cancellation.
上記ユーザ優先度を、サービス契約時に上記データ転送ノードに固定的に設定する手段と、上記データ管理手段に随時変更可能に設定する手段とを有することを特徴とするストリームフィルタリングシステム。 The stream filtering system according to any one of claims 1 to 15,
A stream filtering system comprising: means for fixedly setting the user priority in the data transfer node at the time of a service contract; and means for setting the user priority to be changeable at any time in the data management means.
請求項１から請求項１６のいずれかに記載のストリームフィルタリングシステムを具備したことを特徴とするコンテンツ配信システム。 A content distribution system for transmitting content including stream data in a packet from a distribution device on a network to a reception device via a data transfer node,
A content distribution system comprising the stream filtering system according to any one of claims 1 to 16.
上記ネットワークが予め定められた重レベルの輻輳状態になれば、該ネットワークの輻輳状態が予め定められた軽レベルの輻輳になるまで、配信を受けるユーザが当該ストリームに対して随時に設定するユーザ優先度とコンテンツ属性とで決定される優先度順の低い方からストリーム送信を停止するよう、上記データ転送ノードにおける受信キューあるいは送信キューに対してフィルタリング処理設定を行う手順と、
上記ネットワーク状態が上記軽レベルの輻輳以下の通常状態時に、上記フィルタリングにより停止中のストリームに対するフィルタリング解除による再送を、上記ネットワーク状態が軽レベルの輻輳状態になるまで、もしくは、上記フィルタリングにより停止中のストリーム数が無くなるまで、上記フィルタリングによる停止時とは逆の順で行うよう、上記データ転送ノードにおける受信キューあるいは送信キューに対してフィルタリング解除設定を行う手順とを有することを特徴とするストリームフィルタリング方法。 A stream filtering method in a content distribution system for distributing stream content from a distribution device connected via a network to a reception device via a data transfer node,
If the network enters a predetermined heavy level congestion state, the user priority to be set by the user receiving the distribution for the stream at any time until the congestion state of the network becomes a predetermined light level congestion state A procedure for performing filtering processing setting on the reception queue or transmission queue in the data transfer node so as to stop the stream transmission from the lower priority order determined by the degree and the content attribute;
In the normal state where the network state is less than or equal to the light level congestion, resending by the filtering cancellation for the stream stopped by the filtering is stopped until the network state becomes a light level congestion state or by the filtering. A stream filtering method comprising: a step of performing filtering cancellation setting on the reception queue or transmission queue in the data transfer node so as to be performed in an order reverse to that when stopping by the filtering until the number of streams disappears .
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