JP2006180414A - ファイル配信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ネットワーク内の無駄なパケット転送を無くす。
【解決手段】 受信端末の受信情報量を一定時間毎に特定パケットに記述して中継装置に通知し、中継装置は、到着する特定パケット内から受信情報量を読み出し、同一サーバの同一ファイル宛毎に最大受信レートを検出し、その検出結果を特定パケット内に記述してサーバに通知する。サーバは、最大受信レートの通知に基づきパケットの送出レートを調整する。途中の中継装置でもサーバと同様に、それぞれ送出レートの調整を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、サーバから、文章、図表、写真、音声、映像、測定値などの誤りの許されない各種データファイルを、複数の受信端末に配信するシステムに利用する。

従来、文章、図表、写真、音声、映像、測定値などの誤りの許されない各種データファイルを、複数の受信端末に配信する技術としては、各種データファイルを複数のパケット等に分割し、データカルーセル伝送方式（例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８に規定）で複数の受信端末に向けて繰り返し配信し、各受信端末では、各受信者並びに各受信端末の都合により、任意の時刻に前記パケット等を受信開始し、パケットに付与された一連のＩＤによって受信できなかったパケットを検出し、サーバに再送要求を出し、これを受信したサーバはデータカルーセル伝送方式での配信を一時中止し、前記要求されたパケットを配信することにより、複数の端末にこのデータファイルを配信するファイル配信システムが利用されている。

従来、エンドユーザ端末へのアクセス回線には、光ファイバ（１００Ｍｂｐｓ）やＡＤＳＬやＩＳＤＮやモデムを使用するアナログ回線等がある。光ファイバやＡＤＳＬの場合には、これらのアクセス回線の直前等でパケットロスが発生することは少なく、中継ネットワークで瞬間的に輻輳が発生してパケットロスが起こる場合が殆どである。

一方、ＩＳＤＮ回線やモデムを使用したアナログ回線の場合には、通信速度が数ｋｂｐｓ〜６４ｋｂｐｓであるため、サーバからパケットが高速に送出された場合（例えば数Ｍｂｐｓ）には、主にこれらのアクセス回線の直前等でバッファ溢れが起こり、パケットロスが発生することになる。

例えば、あるデータファイルのパケットがサーバから３．２Ｍｂｐｓで送出され、アクセス回線がＩＳＤＮの６４ｋｂｐｓであるときには、エンドユーザ端末は、恒常的に、ほぼ５０パケットに１パケットの割合でしか受信できない。

従来のファイル配信システムを図５を参照して説明する。図５に示すファイル配信システムでは、文章、図表、写真、音声、映像、測定値などの誤りの許されない各種データファイルを複数のパケット等に分割し、サーバ１からデータカルーセル伝送方式で複数の受信端末１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂに向けて繰り返しパケット１０を配信し、中継ネットワークのルータ２ａ、２ｋ、２ｎでマルチキャスト配信される。２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、サーバ１が出力したパケット１０のコピーである。

マルチキャスト配信可能なルータ２ａ、２ｋ、２ｎとしては、ネットワークの全装置がＩＰマルチキャストで動作している場合にはＩＰマルチキャストルータがある。また、必ずしもネットワークの全装置がＩＰマルチキャストで動作していない、すなわち、一部がユニキャストで動作している場合には、例えば、Ｆｌｅｘｃａｓｔプロトコルを搭載したルータがある。

各受信端末１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂは、各種アクセス系に接続されているルータ２ｋ、２ｎからパケットを受信する。

３３ａ、３３ｂは光ファイバ等の高速アクセス回線を、３４ａ、３４ｂはＡＤＳＬ等の中速アクセス回線を、３５ａ、３５ｂはＩＳＤＮやモデムを用いたアナログ回線等の低速アクセス回線を想定している。

これにより、受信端末１３ａ、１３ｂは高速でパケット受信でき、受信端末１４ａ、１４ｂは中速でパケット受信でき、受信端末１５ａ、１５ｂは低速でパケット受信できる。

各受信端末１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂでは、各受信者並びに各受信端末の都合により、任意の時刻に所望のデータファイル、すなわち、分割されたパケット等を受信開始し、パケットに付与された一連のＩＤによって受信できなかったパケットを検出し、サーバに再送要求４０を出す。

これを受信したサーバ１はデータカルーセル伝送方式での配信を一時中止し、前記要求されたパケットを配信する。

パケットロスは、中継ネットワークでは瞬間的に起こる輻輳によって発生するが、アクセス回線の速度が低い場合は、中継ネットワークとアクセス回線の間にあるルータで速度変換となってバッファ溢れが発生し、大量のパケットロスが発生する。

なお、特許文献１には、通信衛星からデータカルーセル方式でデータストリームを受信し、それに誤りを検出したセットトップボックスが公衆回線を使って正常に受信できなかったトランスポートパケットの再送を要求することが述べられている。特許文献１では、データカルーセル方式でのデータ配信が通信衛星からの電波によるため、誤りによるパケット廃棄率は、多少の地域差はあるものの、概ね等しい状況である。これに対し、本発明は、通信衛星を用いずに、アクセス回線速度差が例えば２０倍の状況を前提としたものであり、この場合には、パケット廃棄率は９５％になり、特許文献１の前提条件とは著しく異なる。

特開２００２−２８１０８１号公報

このような従来のファイル配信システムでは、中継ネットワークで輻輳が起こりパケットロスが発生しても、サーバの送信レートは何ら変わることがないため、その後も輻輳が起こり、サーバから輻輳発生場所までのネットワークで無駄なパケットが転送されていた。

また、ＴＣＰのように輻輳でパケットロスを検出すると送信レートを下げるようなプロトコルと共用されている場合には、ＴＣＰが一方的に送信レートを下げることになり、不公平な状況が発生していた。

また、中継装置やエンドユーザの受信端末の受信能力を超えてパケットが到着した場合には、それらのパケットを完全には受信できないので、廃棄されるパケットがそれまでの中継ネットワーク内を転送されており、無駄な転送が行われていた。

本発明は、このような背景に行われたものであって、このような問題点を解決することができるファイル配信システムおよび受信端末を提供することを目的とする。

本発明は、各種データファイルを複数のパケット等に分割し、データカルーセル方式で複数の受信端末に向けて繰り返し配信し、各受信端末では、各受信者並びに各受信端末の都合により、任意の時刻に分割されたパケット等を受信開始し、パケットに付与された一連のＩＤによって受信できなかったパケットを検出し、サーバに再送要求を出し、これを受信したサーバはデータカルーセル方式での配信を一時中止して、前記要求されたパケットを配信することにより、複数の端末にこのデータを配信するファイル配信システムである。

ここで、本発明の特徴とするところは、中継ネットワークでの輻輳や受信端末での受信能力不足によるパケットロスを反映している実際の受信レートまたはパケット受信率（＝受信パケット数／受信パケットの通し番号から推定されるサーバ送信パケット数）を、一定時間毎に各受信端末から送り、中継する途中の各中継装置で、最大の受信レートに集約して上流（サーバ側）の中継装置に送り、最終的にサーバに通知して、サーバからの送信レートをその量に変更するところにある。

また、各中継装置においても、同様に、各下流から送られてくる最大または実際の受信レートをそれぞれ記憶しておき、上流から送られてきた一連のデータパケットを、各下流（受信端末側）の出力先のそれぞれの最大または実際の受信レートになるように廃棄する。

すなわち、本発明の第一の観点は、一連のデータファイルが複数のパケットに分割され、この複数のパケットを繰り返して配信するデータカルーセル伝送手段を備えたサーバと、この複数のパケットの中から所望するデータファイルを再構成するためのパケットを抽出して受信する手段を備えた受信端末とを備え、前記受信する手段は、前記所望するデータファイルを再構成するためのパケットの欠落を検出して当該欠落したパケットの再送を要求する手段を備え、前記データカルーセル伝送手段は、この再送の要求を受け取ると前記データカルーセル伝送によるパケット配信を一時停止させ、当該再送の要求を送出した前記受信端末に対して前記欠落したパケットを再送する手段を備えたファイル配信システムである。

ここで、本発明の特徴とするところは、前記受信端末と前記サーバとの間には中継装置が設けられ、前記受信端末は、自受信端末の受信情報量を一定時間毎に特定パケットに記述して前記中継装置に通知する手段を備え、前記中継装置は、前記受信端末から到着する前記特定パケット内から前記受信情報量を読み出し、下流の隣接する中継装置または受信端末毎に記憶し、同一サーバの同一ファイル宛毎に最大受信レートを検出し、その検出結果を特定パケット内に記述して上流（サーバ側）の前記中継装置または前記サーバに通知する手段を備え、前記中継装置または前記サーバは、前記最大受信レートの通知に基づき下流（受信端末側）へのパケットの送出レートを調整する手段を備えたところにある。

前記送出レートを調整する手段は、通知された前記最大受信レートの値が自中継装置または自サーバの下流への現在の送出レート未満のときには、当該送出レートをその値に下げ、通知された前記最大受信レートの値が自中継装置または自サーバの現在の送出レート以上のときには、当該送出レートに予め設定された所定値を加えた値に送出レートを上げる手段を備えることができる。

これにより、サーバからの送出レートは、中継装置または受信端末で廃棄される過剰なパケットが無くなるか、または、少なくなり、さらに、無駄となる空き帯域の少ない適正な値となる。

また、前記中継装置は、前記サーバから前記受信端末に向かうパケットの送出レートが自中継装置が検出した前記最大受信レート以下になるように過剰なパケットを廃棄する手段を備えることができる。

これによれば、サーバから受信端末に向かう途中の複数の中継装置においても、個々の中継装置がそれぞれ適正な送出レートとなるようにパケットを廃棄するので、受信端末または自中継装置よりもさらに下流（受信端末側）の他の中継装置により廃棄される過剰なパケットが無くなるか、または、少なくなる。これによりネットワーク内を無駄なパケットが転送されることを回避できる。

また、前記受信レートに代えて、前記受信端末における受信パケット数を受信パケットの通し番号から推定されるサーバ送信パケット数で除算した値であるパケット受信率を用いることもできる。

前記特定パケットは、例えば、ＩＰマルチキャスト系プロトコルのＪｏｉｎパケットに前記受信情報量の書き込み領域を設けたパケットである。

本発明の第二の観点は、本発明のファイル配信システムに適用される前記受信端末であって、本発明の特徴とするところは、自受信端末の受信情報量を一定時間毎に特定パケットに記述して前記中継装置に通知する手段を備えたところにある。

本発明の第三の観点は、本発明のファイル配信システムに適用され、前記受信端末と前記サーバとの間に設けられた中継装置であって、本発明の特徴とするところは、下流の前記受信端末または他の中継装置から到着する特定パケット内から当該受信端末の受信情報量を読み出し、下流の隣接する他の中継装置または受信端末毎に記憶し、同一サーバの同一ファイル宛毎に最大受信レートを検出し、その検出結果を特定パケット内に記述して上流の他の中継装置または前記サーバに通知する手段を備えたところにある。

また、前記サーバから前記受信端末に向かうパケットの送出レートが自中継装置が検出した前記最大受信レート以下になるように過剰なパケットを廃棄する手段を備えることが望ましい。

本発明の第四の観点は、本発明のファイル配信システムに適用される前記サーバであって、本発明の特徴とするところは、前記受信端末における最大受信レートの通知に基づき下流へのパケットの送出レートを調整する手段を備えたところにある。

また、前記送出レートを調整する手段は、通知された前記最大受信レートの値が自サーバの下流への現在の送出レート未満のときには、当該送出レートをその値に下げ、通知された前記最大受信レートの値が自サーバの現在の送出レート以上のときには、当該送出レートに予め設定された所定値を加えた値に送出レートを上げる手段を備えることができる。

本発明の第五の観点は、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、本発明の受信端末、中継装置、サーバにおける各手段を実現させるプログラムである。

本発明の第六の観点は、本発明のプログラムが記録された前記情報処理装置読取可能な記録媒体である。本発明のプログラムは本発明の記録媒体に記録されることにより、前記情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。

これにより、汎用の情報処理装置を用いて、従来のファイル配信システムの問題点を解決することができる本発明のファイル配信システムを実現することができる。

本発明によれば、中継ネットワークで輻輳が起こりパケットロスが発生することによる、サーバから輻輳発生場所までのネットワークでの無駄なパケット転送がなくなる。また、ＴＣＰのように輻輳でパケットロスを検出すると送信レートを下げるようなプロトコルと共用されている場合には、ＴＣＰが一方的に送信レートを下げることになり、不公正な状況が発生していたが、そのような状況をなくすことができる。また、中継装置や受信端末の受信能力を超えてパケットが到着した場合には、それらのパケットを完全には受信できないため、廃棄されるパケットがそれまでの中継ネットワーク内を転送されて無駄な転送が行われていたが、そのような状況をなくすことができる。

本実施例のファイル配信システムを図１ないし図４を参照して説明する。図１は本実施例のファイル配信システムの全体構成図である。図２は本実施例のサーバまたは中継装置のブロック構成図である。図３は本実施例の受信端末のブロック構成図である。図４は本実施例の最大受信レート検出手順を示すフローチャートである。

本実施例のファイル配信システムは、図１に示すように、一連のデータファイルが複数のパケットに分割され、この複数のパケットを繰り返して配信するデータカルーセル伝送手段を備えたサーバ１と、図３に示すように、この複数のパケットの中から所望するデータファイルを再構成するためのパケットを抽出して受信するパケット識別モジュール５１、パケットチェックモジュール５２、一般処理モジュール５３、ファイル再構成モジュール５４、再送要求判断モジュール５５、再送要求パケット作成モジュール５６を備えた受信端末５ａ〜５ｆとを備え、パケットチェックモジュール５２は、前記所望するデータファイルを再構成するためのパケットの欠落を検出し、再送要求判断モジュール５５は、当該欠落したパケットの再送を要求する手段を備え、サーバ１のデータカルーセル伝送手段は、この再送の要求を受け取ると前記データカルーセル伝送によるパケット配信を一時停止させ、当該再送の要求を送出した受信端末５ａ〜５ｆに対して前記欠落したパケットを再送する手段を備えたファイル配信システムである。

ここで、本実施例の特徴とするところは、受信端末５ａ〜５ｆとサーバ１との間には中継装置としてのルータ３ａ〜３ｃまたはゲートウェイ２、４ａ〜４ｆが設けられ、受信端末５ａ〜５ｆは、図３に示すように、自受信端末の受信情報量を一定時間毎に特定パケットに記述してゲートウェイ４ａ〜４ｆに通知する受信情報量測定モジュール５８および受信情報量書込モジュール５９を備え、ゲートウェイ４ａ〜４ｆまたはルータ３ａ〜３ｃは、図２に示すように、受信端末５ａ〜５ｆから到着する前記特定パケット内から前記受信情報量を読み出し、下流の隣接するゲートウェイまたはルータまたは受信端末毎に記憶し、同一サーバ１の同一ファイル宛毎に最大受信レートを検出し、その検出結果を特定パケット内に記述して上流（サーバ１側）のゲートウェイまたはルータまたはサーバ１に通知する受信情報量抽出モジュール１５２を備え、サーバ１は、前記最大受信レートの通知に基づき下流（受信端末側）へのパケットの送出レートを調整する手段を備えたところにある。

この送出レートを調整する手段は、通知された前記最大受信レートの値が自ゲートウェイまたは自ルータまたは自サーバの下流への現在の送出レート未満のときには、当該送出レートをその値に下げ、通知された前記最大受信レートの値が自ゲートウェイまたは自ルータまたは自サーバの現在の送出レート以上のときには、当該送出レートに予め設定された所定値を加えた値に送出レートを上げる手段を備える。

ルータ３ａ〜３ｃおよびゲートウェイ２、４ａ〜４ｆは、サーバ１から受信端末５ａ〜５ｆに向かうパケットの送出レートが自中継装置が検出した前記最大受信レート以下になるように過剰なパケットを廃棄する手段を一般処理モジュール１５３に備える。

また、前記受信レートに代えて、受信端末５ａ〜５ｆにおける受信パケット数を受信パケットの通し番号から推定されるサーバ送信パケット数で除算した値であるパケット受信率を用いることもできる。

前記特定パケットは、ＩＧＭＰ、ＩＧＡＰ、ＭＬＤまたはＭＬＤＡのＩＰマルチキャスト系プロトコルのＪｏｉｎパケットに前記受信情報量の書き込み領域を設けたパケットである。

本実施例は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に本実施例の受信端末５ａ〜５ｆあるいはルータ３ａ〜３ｃあるいはゲートウェイ２、４ａ〜４ｆに相応する機能を実現させるプログラムとして実現することができる。このプログラムは、記録媒体に記録されて情報処理装置にインストールされ、あるいは通信回線を介して情報処理装置にインストールされることにより当該情報処理装置に、図２および図３に示す各ブロックにそれぞれ相応する機能を実現させることができる。

以下では、本実施例のファイル配信システムをさらに詳細に説明する。

本実施例のファイル配信システムの特徴である受信端末５ａ〜５ｆにおける受信情報量の測定およびサーバ１への最大受信レートの通知および中継装置であるルータ３ａ〜３ｃまたはゲートウェイ２、４ａ〜４ｆにおけるパケット廃棄について説明する。

図１に示すファイル配信システムでは、文章、図表、写真、音声、映像、測定値などの誤りの許されない各種データファイルは、複数のパケットに分割されて一連のデータパケットに作られ、サーバ１からデータカルーセル方式で受信端末５ａ〜５ｆに向けて送信される。なお、本実施例は、ＩＰマルチキャストプロトコルを用いた多地点配信を前提としており、各エンドユーザの受信端末５ａ〜５ｆがサーバ１に向けて、所望のファイルの送信を要求するパケット（Ｊｏｉｎパケットという）を送信する。

中継ネットワークのルータ３ａ〜３ｃがＩＰマルチキャストプロトコルを搭載していない場合には、ＩＧＭＰやＩＧＡＰなどのＪｏｉｎパケット流６０ａ、６０ｂ、…、６０ｆはゲートウェイ４ａ、４ｂ、…、４ｆで、ＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルのＪｏｉｎパケットのパケット流７０ａ、７０ｂ、…、７０ｆに変換され、ルータ３ｂ、３ｃなどに向けて送信される。

同一サーバ１の同一ファイルのデータパケットを要求するＪｏｉｎパケットは、ルータ３ｂ、３ｃで一つのＪｏｉｎパケットに集約され、よりサーバ１に近いルータ３ａに向けて送信される。ルータ３ａで集約されたＪｏｉｎパケットは、サーバ１に向けて送信される。サーバ１がＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルを搭載していない場合には、ゲートウェイ２でＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルのＪｏｉｎパケットからＩＰマルチキャストプロトコルのＪｏｉｎパケットに変換する。

このようにして、受信端末５ａ〜５ｆからのＪｏｉｎパケットを受信したサーバ１は、ファイル分割して作られた一連のデータパケットをデータカルーセル方式で、ルータ３ａに向けて送出する。もし、サーバ１がＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルを搭載していない場合には、ゲートウェイ２でＩＰマルチキャストプロトコルからＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルに変換する。

ルータ３ａは中継ネットワーク内の要求のあったルータ３ｂまたは３ｃに向けて、一連のデータパケットを複製して送信する。このようにして、ルータ３ｂ、３ｃにパケットが到着し、複製されたパケットが要求に応じて受信端末５ａ〜５ｆに向けて送信される。

受信端末５ａ〜５ｆがＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルを搭載していない場合にはゲートウェイ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆでＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルからＩＰマルチキャストプロトコルに変換される。

上述のようなファイル配信システムにおいて、パケットロスは、中継ネットワークでは他のトラヒックとの競合により瞬間的に起こる輻輳によって発生するが、ルータ３ａ、３ｂ、３ｃなどで断続的に輻輳が発生する場合には、サーバ１から送出されるＵＤＰパケットの送信レートが高いことが考えられる。また、もし、ＴＣＰプロトコルのパケットが同一ネットワーク内を流れている場合には、ＴＣＰプロトコルのパケットを圧迫している可能性がある。

また、アクセス回線の速度が低い場合は、中継ネットワークとアクセス回線との間にあるルータ３ｂ、３ｃで速度変換しなければならず、速度変換バッファでバッファ溢れが発生し、大量のパケットロスが発生する。これは、それまでの中継ネットワーク部分で無駄なパケットを転送していることになる。

また、受信端末５ａ〜５ｆの受信能力が低い場合には、到着したパケットを完全には受信できないため、それまでの中継ネットワーク部分で無駄なパケットを転送していることになる。

このような問題を解決するために、まず、受信端末５ａ〜５ｆは、一定時間Ｔ（例えば、３秒、１秒など）毎の受信レート（ｂｐｓ）をある特定のパケット（例えば、ＩＧＭＰ、ＩＧＡＰ、ＭＬＤまたはＭＬＤＡのＩＰＭｕｌｔｉｃａｓｔ系のプロトコルのＪｏｉｎパケットの改良型）のペイロード等に記入してゲートウェイ４ａ〜４ｆに送信する。

このパケットを受信したゲートウェイ４ａ〜４ｆは、一定時間Ｔ毎に、同一サーバ１の同一ファイル宛のパケット毎に、パケット内に記入された受信レート（ｂｐｓ）を読み出し、最大の受信レートを特定パケット（ＩＰＭｕｌｔｉｃａｓｔ系のプロトコルのＪｏｉｎパケットの改良型またはＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルのＪｏｉｎパケットなど）に記述し、ルータ３ｂ、３ｃに送信する。

これを受信した中継ネットワーク内のルータ３ｂ、３ｃは、同一サーバ１の同一ファイル宛のパケット毎に、パケット内に記入された受信レート（ｂｐｓ）を読み出し、最大の受信レートを特定パケット（ＩＰＭｕｌｔｉｃａｓｔ系のプロトコルのＪｏｉｎパケットの改良型またはＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルのＪｏｉｎパケット等）に記述し、よりサーバ１に近いルータ３ａに送信する。

上記動作が繰り返されることにより、ルータ３ａからサーバ１に向けて、集約された最大の受信レートが送信される。

もし、サーバ１がＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルを搭載していない場合には、ゲートウェイ２はＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルの特定パケットをＩＰマルチキャストプロトコルのパケットのある特定パケット（例えば、ＩＧＭＰ、ＩＧＡＰ、ＭＬＤまたはＭＬＤＡのＩＰＭｕｌｔｉｃａｓｔ系のプロトコルのＪｏｉｎパケットの改良型）に変換する。

最大受信レート検出手順を図４のフローチャートに示す。ゲートウェイ４ａ〜４ｆまたはルータ３ａ〜３ｃでは、パケット識別モジュール１５１により、パケット流１７１からマルチキャストプロトコルまたはＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルのパケットを識別する（Ｓ１）。識別されたマルチキャストプロトコルまたはＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルのパケットのパケット流１７２は、受信情報量抽出モジュール１５２に入力され、受信情報量の書き込みがある特定パケットの場合には（Ｓ２）、この受信情報量を抽出して同一サーバ１の同一ファイル宛毎に当該受信情報量が分類される（Ｓ３）。このようにして分類された受信情報量を合計することにより、同一サーバ１の同一ファイル宛毎に最大受信レートが検出される（Ｓ４）。受信情報量が書き込まれた特定パケットは一定時間毎に到着するので、例えば、所定時間または所定個数の受信情報量を合計した時点で一旦、検出完了と決めておき、検出完了したら（Ｓ５）、その検出結果を特定パケット（例えば、ＩＰマルチキャスト系プロトコルの改良型ＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルのＪｏｉｎパケット）に書き込み、上流（サーバ側）に送信する（Ｓ６）。

最大受信レートを集約した特定パケットを受信したサーバ１は、もし、その値がサーバ１の送信レート未満だった場合には送出レートをその値に下げ、もし、その値がサーバ１の送出レート以上の場合、すなわち、パケットロスが発生しなかった場合には、送出レートを事前に設定された値を加えたレートに変更する。

上記説明において、受信レート（ｂｐｓ）の代わりにパケット受信率（＝受信パケット数／受信パケットの通し番号から推定されるサーバ送信パケット数）を使用してもよい。

さらに、送信レート制御をネットワーク中のルータ３ａ〜３ｃおよびゲートウェイ２、４ａ〜４ｆでも行う。すなわち、ルータ３ａ〜３ｃおよびゲートウェイ２、４ａ〜４ｆが上流（サーバ側）から受信したパケットを複製して各下流（受信端末側）に送信する際に、各下流から上がってきた最大の受信レートを集約した特定パケットに記載されたレートで送出する。これにより、下流で捨てられるパケットを事前に廃棄し、ネットワーク内の無駄なトラヒックを削減する。

このような中継装置による送信レート制御を行うことにより、サーバ１から受信端末５ａ〜５ｆに向かう途中に、複数の中継装置においても、個々の中継装置がそれぞれ適正な送出レートとなるようにパケットを廃棄するので、受信端末または自中継装置よりもさらに受信端末側の他の中継装置により廃棄される過剰なパケットが無くなるか、または、少なくなる。これによりネットワーク内を無駄なパケットが転送されることを回避できる。

図２は本発明を実施するルータ３ａ〜３ｃまたはゲートウェイ２、４ａ〜４ｆ内部のモジュール構成の一例である。下流（受信端末側）から送られてきたパケット流６０ａ〜６０ｆ、７０ａ〜７０ｆ、８０ａ〜８０ｃは、入力インタフェース１５０で終端され、パケット識別モジュール１５１に転送される。

パケット識別モジュール１５１は、受信したパケットがマルチキャストプロトコルのパケットか否かを識別し、該当する場合は受信情報量抽出モジュール１５２に転送し、それ以外のパケットについては、一般的なルータの処理を行う一般処理モジュール１５３に転送する。

受信情報量抽出モジュール１５２は、受信レート（またはパケット受信率）が記述された特定パケット（例えば、Ｊｏｉｎパケット）を検出し、その中に書かれた最大受信レートを読み出し、同一サーバの同一ファイル宛毎に、一定時間Ｔ毎に、その中の最大値をサーバアドレスとファイル番号などと共に、マルチキャストプロトコル処理モジュール１５４に通知する。

マルチキャストプロトコル処理モジュール１５４は、マルチキャストプロトコルのＪｏｉｎパケットを終端する等のマルチキャストプロトコル処理を行うと共に、受信情報量抽出モジュール１５２から通知されたサーバアドレスとファイル番号と最大受信レートなどを基に、受信レート（またはパケット受信率）を特定パケット（例えば、Ｊｏｉｎパケット）に記述し、出力インタフェース１５６に転送する。

出力インタフェース１５６は、一般処理モジュール１５３から出力されたパケット（例えば、Ｊｏｉｎパケット）と多重（サーバ１にとっての特定パケットになる）して上流（サーバ側）に向けて送信する。

マルチキャスト配信可能なルータ３ａ、３ｂ、３ｃとしては、ネットワークの全装置がＩＰマルチキャストで動作している場合にはＩＰマルチキャストルータがある。また、必ずしもネットワークの全装置がＩＰマルチキャストで動作していない、すなわち、中継ネットワークがＩＰマルチキャストプロトコルをサポートしていない、すなわち、ユニキャストで動作している場合には、例えば、ユニキャストネットワークでマルチキャスト可能なＦｌｅｘｃａｓｔプロトコルを搭載したルータがある。

この場合には、ゲートウェイ２、４ａ〜４ｆは、例えば、Ｆｌｅｘｃａｓｔ Ｇａｔｅｗａｙである。また、ルータ３ａ〜３ｃは、例えば、Ｆｌｅｘｃａｓｔ Ｓｐｌｉｔｔｅｒである。また、ルータ３ａで集約されたＪｏｉｎパケットは、サーバ１に向けて送信されるが、サーバ１がｆｌｅｘｃａｓｔプロトコルを搭載していない場合には、ゲートウェイ２でｆｌｅｘｃａｓｔプロトコルのＪｏｉｎパケットからＩＰＭｕｌｔｉｃａｓｔのＪｏｉｎパケットなどの既知のパケットに変換する。

本発明によれば、中継ネットワークで輻輳が起こりパケットロスが発生することによる、サーバから輻輳発生場所までのネットワークでの無駄なパケット転送がなくなる。また、ＴＣＰのように輻輳でパケットロスを検出すると送信レートを下げるようなプロトコルと共用されている場合には、ＴＣＰが一方的に送信レートを下げることになり、不公正な状況が発生していたが、そのような状況をなくすことができる。また、中継装置や受信端末の受信能力を超えてパケットが到着した場合には、それらのパケットを完全には受信できないため、廃棄されるパケットがそれまでの中継ネットワーク内を転送されて無駄な転送が行われていたが、そのような状況をなくすことができる。

これにより、ネットワークの有効利用に寄与することができる。

本実施例のファイル配信システムの全体構成図。 本実施例のルータまたはゲートウェイのブロック構成図。 本実施例の受信端末のブロック構成図。 本実施例の最大受信レート検出手順を示すフローチャート。 従来のファイル配信システムの全体構成図。

符号の説明

１ サーバ
２、４ａ〜４ｆ ゲートウェイ
２ａ、２ｋ、２ｎ、３ａ〜３ｃ ルータ
５ａ〜５ｆ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ 受信端末
１０、２０、２０ａ〜２０ｃ、３０ａ〜３０ｃ パケット
３３ａ、３３ｂ、４０ａ、４０ｄ 高速アクセス回線
３４ａ、３４ｂ、４０ｂ、４０ｅ 中速アクセス回線
３５ａ、３５ｂ、４０ｃ、４０ｆ 低速アクセス回線
４０ 再送要求
５０、１５０ 入力ＩＦ（インタフェース）
５１、１５１ パケット識別モジュール
５２ パケットチェックモジュール
５３、１５３ 一般処理モジュール
５４ ファイル再構成モジュール
５５ 再送要求判断モジュール
５６ 再送要求パケット作成モジュール
５７、１５６ 出力ＩＦ（インタフェース）
５８ 受信情報量測定モジュール
５９ 受信情報量書込モジュール
７０〜７３、７５、７７〜８３、６０ａ〜６０ｆ、７０ａ〜７０ｆ、８０ａ〜８０ｃ、９０、１００、１７０〜１７７ パケット流
７４、７６ 通知
８４ 監視
１５２ 受信情報量抽出モジュール
１５４ マルチキャストプロトコル処理モジュール

Claims (10)

1. 一連のデータファイルが複数のパケットに分割され、この複数のパケットを繰り返して配信するデータカルーセル伝送手段を備えたサーバと、
   この複数のパケットの中から所望するデータファイルを再構成するためのパケットを抽出して受信する手段を備えた受信端末と
   を備え、
   前記受信する手段は、前記所望するデータファイルを再構成するためのパケットの欠落を検出して当該欠落したパケットの再送を要求する手段を備え、
   前記データカルーセル伝送手段は、この再送の要求を受け取ると前記データカルーセル伝送によるパケット配信を一時停止させ、当該再送の要求を送出した前記受信端末に対して前記欠落したパケットを再送する手段を備えた
   ファイル配信システムであって、
   前記受信端末と前記サーバとの間には中継装置が設けられ、
   前記受信端末は、自受信端末の受信情報量を一定時間毎に特定パケットに記述して前記中継装置に通知する手段を備え、
   前記中継装置は、前記受信端末から到着する前記特定パケット内から前記受信情報量を読み出し、下流（受信端末側）の隣接する中継装置または受信端末毎に記憶し、同一サーバの同一ファイル宛毎に最大受信レートを検出し、その検出結果を特定パケット内に記述して上流（サーバ側）の前記中継装置または前記サーバに通知する手段を備え、
   前記中継装置または前記サーバは、前記最大受信レートの通知に基づき下流へのパケットの送出レートを調整する手段を備えた
   ことを特徴とするファイル配信システム。
2. 前記送出レートを調整する手段は、通知された前記最大受信レートの値が自中継装置または自サーバの下流への現在の送出レート未満のときには、当該送出レートをその値に下げ、通知された前記最大受信レートの値が自中継装置または自サーバの現在の送出レート以上のときには、当該送出レートに予め設定された所定値を加えた値に送出レートを上げる手段を備えた請求項１記載のファイル配信システム。
3. 前記中継装置は、前記サーバから前記受信端末に向かうパケットの送出レートが自中継装置が検出した前記最大受信レート以下になるように過剰なパケットを廃棄する手段を備えた請求項１記載のファイル配信システム。
4. 前記受信レートに代えて、前記受信端末における受信パケット数を受信パケットの通し番号から推定されるサーバ送信パケット数で除算した値であるパケット受信率を用いる請求項１ないし３のいずれかに記載のファイル配信システム。
5. 前記特定パケットは、ＩＰマルチキャスト系プロトコルのＪｏｉｎパケットに前記受信情報量の書き込み領域を設けたパケットである請求項１記載のファイル配信システム。
6. 一連のデータファイルが複数のパケットに分割され、この複数のパケットを繰り返して配信するデータカルーセル伝送手段を備えたサーバと、
   この複数のパケットの中から所望するデータファイルを再構成するためのパケットを抽出して受信する手段を備えた受信端末と
   を備え、
   前記受信する手段は、前記所望するデータファイルを再構成するためのパケットの欠落を検出して当該欠落したパケットの再送を要求する手段を備え、
   前記データカルーセル伝送手段は、この再送の要求を受け取ると前記データカルーセル伝送によるパケット配信を一時停止させ、当該再送の要求を送出した前記受信端末に対して前記欠落したパケットを再送する手段を備えた
   ファイル配信システムに適用される前記受信端末であって、
   自受信端末の受信情報量を一定時間毎に特定パケットに記述して前記中継装置に通知する手段を備えた
   ことを特徴とする受信端末。
7. 一連のデータファイルが複数のパケットに分割され、この複数のパケットを繰り返して配信するデータカルーセル伝送手段を備えたサーバと、
   この複数のパケットの中から所望するデータファイルを再構成するためのパケットを抽出して受信する手段を備えた受信端末と
   を備え、
   前記受信する手段は、前記所望するデータファイルを再構成するためのパケットの欠落を検出して当該欠落したパケットの再送を要求する手段を備え、
   前記データカルーセル伝送手段は、この再送の要求を受け取ると前記データカルーセル伝送によるパケット配信を一時停止させ、当該再送の要求を送出した前記受信端末に対して前記欠落したパケットを再送する手段を備えた
   ファイル配信システムに適用され、
   前記受信端末と前記サーバとの間に設けられた中継装置であって、
   下流の前記受信端末または他の中継装置から到着する特定パケット内から当該受信端末の受信情報量を読み出し、下流の隣接する他の中継装置または受信端末毎に記憶し、同一サーバの同一ファイル宛毎に最大受信レートを検出し、その検出結果を特定パケット内に記述して上流の他の中継装置または前記サーバに通知する手段を備えた
   ことを特徴とする中継装置。
8. 前記サーバから前記受信端末に向かうパケットの送出レートが自中継装置が検出した前記最大受信レート以下になるように過剰なパケットを廃棄する手段を備えた請求項７記載の中継装置。
9. 一連のデータファイルが複数のパケットに分割され、この複数のパケットを繰り返して配信するデータカルーセル伝送手段を備えたサーバと、
   この複数のパケットの中から所望するデータファイルを再構成するためのパケットを抽出して受信する手段を備えた受信端末と
   を備え、
   前記受信する手段は、前記所望するデータファイルを再構成するためのパケットの欠落を検出して当該欠落したパケットの再送を要求する手段を備え、
   前記データカルーセル伝送手段は、この再送の要求を受け取ると前記データカルーセル伝送によるパケット配信を一時停止させ、当該再送の要求を送出した前記受信端末に対して前記欠落したパケットを再送する手段を備えた
   ファイル配信システムに適用される前記サーバであって、
   前記受信端末における最大受信レートの通知に基づきパケットの送出レートを調整する手段を備えた
   ことを特徴とするサーバ。
10. 前記送出レートを調整する手段は、通知された前記最大受信レートの値が自サーバの下流への現在の送出レート未満のときには、当該送出レートをその値に下げ、通知された前記最大受信レートの値が自サーバの現在の送出レート以上のときには、当該送出レートに予め設定された所定値を加えた値に送出レートを上げる手段を備えた請求項９記載のサーバ。

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