JP2007060197A - ユニキャストマルチキャスト変換装置およびマルチキャストユニキャスト変換装置 - Google Patents

ユニキャストマルチキャスト変換装置およびマルチキャストユニキャスト変換装置 Download PDF

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Abstract

【課題】マルチキャストIPネットワーク間の映像伝送を、ユニキャストIPネットワークを経由して行う場合にアドレス変換処理負荷の少ないユニキャストマルチキャスト変換装置を提供すること。
【解決手段】送信側IPネットワーク101上の映像パケットのマルチキャストアドレスを、ユニキャスト公衆IPネットワーク102上の映像パケットのユニキャストアドレスに変換する変換方法を保持する変換テーブル106と、変換テーブル106の内容を設定する設定部103と、変換テーブル106に設定された内容に基づいて、送信側IPネットワーク101から受信した映像パケットのマルチキャストアドレスのユニキャストアドレスへの変換可否の判定を行う変換判定部108と、変換判定部108の変換可否の判定結果に基づいて、映像パケットのマルチキャストアドレスをユニキャストアドレスに変換する変換部109とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ユニキャストマルチキャスト変換装置およびマルチキャストユニキャスト変換装置に関する。
従来のユニキャストマルチキャスト変換装置は、図8に示すようにマルチキャストがサポートされた送信側ドメイン310と、同じくマルチキャストがサポートされた受信側ドメイン302とがユニキャストで接続されている。
送信側ドメイン310の転送装置311と受信側ドメイン302の転送装置321は、あらかじめ転送関係を確立している。
送信者312から図9に示す元のパケット91が送られると、転送装置311で、ヘッダ部の大きさを広げ、元のパケット91のイーサヘッダとIPヘッダ間に、転送時のパケット92のIPヘッダ(付加)のようなユニキャスト用のIPヘッダを付け加える。こうして作成された転送時のパケット92を受信側ドメイン302の転送装置321に送る。転送装置321では、受信側ドメイン302用に転送時のパケット92のIPヘッダ(付加)を削除し、IPヘッダとUDPヘッダを書き換え、配信時のパケット93を作成する。
この結果、受信者323、324にデータを送ることができる(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−244978号公報(第3〜5頁、第1図、第3図、第4図、第5図)
しかしながら、従来のユニキャストマルチキャスト変換装置においては、送信側ドメインにおいて、マルチキャストアドレスからユニキャストアドレスに変換する際に、受信ドメインにおいて、マルチキャストアドレスを復元するためのアドレス情報をIPヘッダとして付加する。このとき、ヘッダ部の大きさを広げた上で、IPヘッダを付加する必要があり、処理が複雑化するという問題があった。
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、マルチキャストアドレスとユニキャストアドレス間のアドレス変換を簡易な処理で実現することのできるユニキャストマルチキャスト変換装置およびマルチキャストユニキャスト変換装置を提供することを目的とする。
本発明のユニキャストマルチキャスト変換装置は、マルチキャストIPネットワーク上の映像パケットのマルチキャストアドレスを、ユニキャストIPネットワーク上の前記映像パケットのユニキャストアドレスに変換する変換方法を保持する変換テーブルと、前記変換テーブルの内容を設定する設定部と、前記変換テーブルに設定された内容に基づいて、前記マルチキャストIPネットワークから受信した前記映像パケットのマルチキャストアドレスの前記映像パケットのユニキャストアドレスへの変換可否の判定を行う変換判定部と、前記変換判定部の変換可否の判定結果に基づいて前記映像パケットのマルチキャストアドレスを前記映像パケットのユニキャストアドレスに変換する変換部とを有している。
この構成により、変換テーブルに設定された情報の変換可否を行うという簡易な処理で、マルチキャストIPネットワーク上のマルチキャストアドレスからユニキャストIPネットワーク上のユニキャストアドレスへのアドレス変換を実行することができる。
また、本発明のユニキャストマルチキャスト変換装置は、変換前の前記映像パケットのサイズと変換後の前記映像パケットのサイズとが同一である。
この構成により、変換テーブルに設定された情報の変換可否を行うという簡易な処理で、マルチキャストIPネットワーク上のマルチキャストアドレスからユニキャストIPネットワーク上のユニキャストアドレスへのアドレス変換を実行することができる。
さらに、本発明のユニキャストマルチキャスト変換装置は、前記変換部が、変換前の前記映像パケットのマルチキャストアドレスに、変換後の前記映像パケットのユニキャストアドレスを上書きする。
この構成により、マルチキャストアドレスをユニキャストアドレスに簡単に変換することができる。
さらに、本発明のマルチキャストユニキャスト変換装置は、ユニキャストIPネットワーク上の映像パケットのユニキャストアドレスを、マルチキャストIPネットワーク上の前記映像パケットのマルチキャストアドレスに変換する変換方法を保持する変換テーブルと、前記変換テーブルの内容を設定する設定部と、前記変換テーブルに設定された内容に基づいて、前記ユニキャストIPネットワークから受信した前記映像パケットのユニキャストアドレスの前記映像パケットのマルチキャストアドレスへの変換可否の判定を行う変換判定部と、前記変換判定部の変換可否の判定結果に基づいて、前記映像パケットのユニキャストアドレスを前記映像パケットのマルチキャストアドレスに変換する変換部とを有している。
この構成により、変換テーブルに設定された情報の変換可否を行うという簡易な処理で、ユニキャストIPネットワーク上のユニキャストアドレスからマルチキャストIPネットワーク上のマルチキャストアドレスへのアドレス変換を実行することができる。
さらに、本発明のマルチキャストユニキャスト変換装置は、変換前の前記映像パケットと変換後の前記映像パケットのサイズとが同一である。
この構成により、変換テーブルに設定された情報の変換可否を行うという簡易な処理で、ユニキャストIPネットワーク上のユニキャストアドレスからマルチキャストIPネットワーク上のマルチキャストアドレスへのアドレス変換を実行することができる。
さらに、本発明のマルチキャストユニキャスト変換装置は、前記変換部が、変換前の前記映像パケットのユニキャストアドレスに、変換後の前記映像パケットのマルチキャストアドレスを上書きする。
この構成により、ユニキャストアドレスをマルチキャストアドレスに簡単に変換することができる。
本発明は、マルチキャストIPネットワーク上の映像パケットのマルチキャストアドレスとユニキャストIPネットワーク上の映像パケットのユニキャストアドレスとのアドレス変換処理負荷を軽減した映像伝送を実現できるという効果を有するユニキャストマルチキャスト変換装置およびマルチキャストユニキャスト変換装置を提供することができるものである。
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1におけるユニキャストマルチキャスト変換装置について、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1におけるユニキャストマルチキャスト変換装置の構成を示すブロック図である。
図1において、本発明の実施の形態1のユニキャストマルチキャスト変換装置100は、マルチキャストIPネットワークとしての送信側IPネットワーク101およびユニキャストIPネットワークとしてのユニキャスト公衆IPネットワーク102と接続されている。
また、ユニキャストマルチキャスト変換装置100は、設定部103、マルチキャストネットワークインタフェース104、IGMP要求部105、変換テーブル106、パケットバッファ107、変換判定部108、変換部109、送信タイミング生成部110およびユニキャストネットワークインタフェース111によって構成されている。
設定部103は、変換対象となる送信側IPネットワーク101上にて配信されている映像パケットのマルチキャストアドレスを、ユニキャスト公衆IPネットワーク102上に送信するために用いる映像パケットのユニキャストアドレスに変換するための変換方法を設定する。変換テーブル106は、この変換方法を保持する。
マルチキャストネットワークインタフェース104は、送信側IPネットワーク101との間で、データの送受信を行う。
IGMP要求部105は、マルチキャストネットワークインタフェース104を経由して、送信側IPネットワーク101に、映像パケットを受信するためのIGMP要求処理を行う。
パケットバッファ107は、マルチキャストネットワークインタフェース104を経由して送信側IPネットワーク101から受信した映像パケットを一時的に保持する。
変換判定部108は、パケットバッファ107に保持されている映像パケットのマルチキャストアドレスを、変換テーブル106に保持されている対応関係と比較し、変換方法を判定する。
変換部109は、変換判定部108の判定結果に基づいて、パケットバッファ107に保持されている映像パケットのマルチキャストアドレスを、変換テーブル106を参照しながらユニキャストアドレスに変換する。すなわち、変換部109にて変換テーブル106に登録されている映像パケットのユニキャストアドレスを、映像パケットのマルチキャストアドレスに上書きすることでアドレス変換する。
送信タイミング生成部110は、マルチキャストネットワークインタフェース104で受信した映像パケットの受信タイミングと設定部103の設定情報に基づき、映像パケットを送信するタイミングを生成する。
ユニキャストネットワークインタフェース111は、送信タイミング生成部110が生成したタイミングに基づき、変換部109によって変換された映像パケットをユニキャスト公衆IPネットワーク102に対して送信する。
以上のように構成されたユニキャストマルチキャスト変換装置について、以下その動作を説明する。
まず、設定部103は、ユーザからの指示により、映像パケットのマルチキャストアドレスをユニキャストアドレスに変換するアドレス変換方法を取得する。そしてその変換方法を変換テーブル106に登録する。また、設定部103は、IGMP要求部105に対して当該映像パケットを受信できるようにIGMP要求処理を行わせる。
IGMP要求部105の行ったIGMP要求処理によって、マルチキャストネットワークインタフェース104を介して受信された映像パケットは、パケットバッファ107に一時的に保持される。そして、変換判定部108により、変換テーブル106に登録されているマルチキャストアドレスと映像パケットのマルチキャストアドレスとを比較して、変換対象かどうかの判定が行われる。変換対象であった場合、当該映像パケットは、変換部109にて変換テーブル106に登録されているユニキャストアドレスを、マルチキャストアドレスに上書きされることでアドレス変換される。さらに、マルチキャストネットワークインタフェース104にて観測された当該映像パケットの受信タイミングから送信タイミング生成部110にて送信タイミングが生成され、そのタイミングに基づいて、アドレス変換後の映像パケットがユニキャストネットワークインタフェース111を介してユニキャスト公衆IPネットワーク102に送信される。
図2は、マルチキャストアドレスからユニキャストアドレスへの変換方法を示している。映像パケットは図2(a)に示すように、宛先MACアドレス、宛先IPアドレス、宛先ポート番号、映像データなどによって構成されている。
これらの中で、マルチキャストアドレスからユニキャストアドレスに変換するためには、図2(b)に示すように、変換前マルチキャスト情報から変換後ユニキャスト情報に書き換える。映像パケットの中で変換する部分は、宛先MACアドレス、宛先IPアドレスおよび宛先ポート番号であり、変換前マルチキャスト情報では、これら3つのフィールドによって、マルチキャスト情報A〜Fが構成されている。
一方、変換後ユニキャスト情報では、宛先MACアドレスおよび宛先IPアドレスによってユニキャストアドレスS、T、Uが構成され、宛先ポート番号によってポート番号X、Y、Zが構成されている。
このアドレス変換では、図2(a)に示す宛先MACアドレス、宛先IPアドレスおよび宛先ポート番号の内容を書き換えるだけであるので、変換前後の映像パケット全体のデータサイズは変化せず、同一となる。
図3は、マルチキャストアドレスからユニキャストアドレスへの変換手順を示している。
最初にマルチキャストネットワークインタフェース104より受信したパケットをパケットバッファ107へ一時的に保存する(ステップS31)。
次に、変換判定部108は、バケットバッファ107から変換前マルチキャスト情報、すなわち宛先MACアドレス、宛先IPアドレスおよび宛先ポート番号を読み出し、変換部109へ転送する(ステップS32)。
変換テーブル106に未評価のエントリがあれば(ステップS33、YES)、変換判定部108は、変換テーブル106からエントリを一つ読み出す(ステップS34)。
読み出した受信マルチキャスト情報と、当該エントリ中の変換前マルチキャスト情報とを比較する(ステップS35)。
比較結果が一致していれば(ステップS36、YES)、変換部109は、当該エントリ中の変換後ユニキャスト情報を受信マルチキャスト情報部分に上書きする(ステップS37)。
そして、変換部109は、パケットデータをユニキャストネットワークインタフェース111に転送し送信する(ステップS38)。そして処理を終了する。
また、ステップS36において、一致していないとき(ステップS36、NO)は、ステップS36に戻って変換テーブル109の次のエントリを調べる。
さらに、ステップS33において、エントリがすべて調べ終わったら(ステップS33、NO)、ステップS38を実行する。
図4は、ユニキャストマルチキャスト変換装置100の動作のフロー図を示している。
設定部103によって、ユーザが映像パケットを送受信する通信速度レートを入力すると、設定部103は、割り込み時間間隔、受信バッファ上限量および送信開始量を計算する(ステップS41)。
IGMP要求部105は、計算された割り込み時間間隔での、送信側IPネットワーク101からの映像パケットの取り込みを要求する(ステップS42)。そして、マルチキャストネットワークインタフェース104は、受信を開始する(ステップS43)。
マルチキャストネットワークインタフェース104は、割り込み発生を待つ(ステップS44、NO)。
割り込みが発生したら(ステップS44、YES)、受信した映像パケットの数が上限を超えているか否かを判定する。
受信したパケットの受信量が上限を超えていた場合(ステップS45、YES)は、超過分を破棄して(ステップS46)、マルチキャストアドレスをユニキャストアドレスに変換して、規定数の映像パケットを送信する(ステップS48)。
受信した映像パケットの数が送信を開始する規定数に達するまで映像パケットの受信を続ける(ステップS47、NO)。
受信した映像パケットの数が送信を開始する規定量に達したら(ステップS47、YES)、マルチキャストアドレスをユニキャストアドレスに変換して映像パケットを送信する(ステップS48)。
終了の指示があるまで受信の処理を続ける(ステップS49、NO)。終了の指示があれば(ステップS49、YES)、受信を終了する。
以上のように、本発明の実施の形態1によれば、変換テーブル106に設定された情報を比較参照するという簡易な処理でアドレス変換を実行できるので、アドレス変換処理負荷の少ないユニキャストマルチキャスト変換装置を実現することができる。
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2のマルチキャストユニキャスト変換装置を図5に示す。なお、実施の形態1と同じ部分については、符号を共通にして説明を省略する。
図5において、本発明の実施の形態2のマルチキャストユニキャスト変換装置200は、マルチキャストIPネットワークとしての受信側IPネットワーク202およびユニキャスト公衆IPネットワーク102と接続されている。
また、マルチキャストユニキャスト変換装置200は、マルチキャストネットワークインタフェース104、ユニキャストネットワークインタフェース111、設定部203、IGMP要求部205、変換テーブル206、パケットバッファ208、変換判定部209、変換部210および送信タイミング生成部211によって構成されている。
設定部203は、ユーザ操作によって、ユニキャスト公衆IPネットワーク102上のアドレスから受信側IPネットワーク202上のアドレスに変換する変換方法を設定する。この変換方法は、変換テーブル206に記録される。
IGMP要求部205は、マルチキャストネットワークインタフェース104を介して受信側IPネットワーク202に対して、当該映像パケットを送信するためのIGMP要求処理を行う。
ユニキャストネットワークインタフェース111は、ユニキャスト公衆IPネットワーク102から映像パケットを受信する。パケットバッファ208は、この映像パケットを保持する。変換判定部209は、パケットバッファ208に保持された映像パケットのアドレスと、変換テーブル206に保持されたアドレスとの変換方法を比較して、映像パケットのユニキャストアドレスを受信側IPネットワーク202のアドレスに変換するか否かを判定する。
変換部210は、この判定結果に基づいて、パケットバッファ208内の映像パケットのアドレスを変換する。
送信タイミング生成部211は、設定部203で入力された映像パケットの送信速度と、ユニキャストネットワークインタフェース111で受信した映像パケットとを参照して、受信側IPネットワーク202へ映像パケットを送信するタイミングを決定する。
マルチキャストネットワークインタフェース104は、送信タイミング生成部211の生成した送信タイミングに基づいて、変換部210で変換された映像パケットを受信側IPネットワーク202に送信する。
以上のように構成されたマルチキャストユニキャスト変換装置について、以下その動作を説明する。
まず、設定部203がユーザからの指示に従って、対象となる映像パケットのユニキャストアドレスからマルチキャストアドレスへの変換方法を取得し、変換テーブル206に登録する。そして、IGMP要求部205は、映像パケットを送信できるようにIGMP要求処理を行う。ユニキャストネットワークインタフェース111を介して受信された映像パケットは、パケットバッファ208に一時的に保持される間に、変換判定部209にて変換テーブル206に登録されているユニキャストアドレスとの比較により変換対象かどうかの判定が行われる。変換対象であった場合、当該映像パケットは、変換部210にて変換テーブル206に登録されているユニキャストアドレスにマルチキャストアドレスを上書きされることでアドレス変換が実行される。さらに、ユニキャストネットワークインタフェース111にて観測された当該映像パケットの受信タイミングから送信タイミング生成部211にて送信タイミングが生成され、そのタイミングに基づいて、前記のアドレス変換後のパケットがマルチキャストネットワークインタフェース104を介して受信側IPネットワーク202に送信される。
図6は、マルチキャストアドレスからユニキャストアドレスへの変換方法を示している。映像パケットは図6(a)に示すように、宛先MACアドレス、宛先IPアドレス、宛先ポート番号、映像データなどによって構成されている。
これらのの中で、マルチキャストアドレスからユニキャストアドレスに変換するためには、図6(b)に示すように、変換前のユニキャスト情報の宛先ポート番号を見て、変換後のマルチキャスト情報を調べ、宛先MACアドレス、宛先IPアドレス、宛先ポート番号を置き換える。
このアドレス変換では、図6(a)に示す宛先MACアドレス、宛先IPアドレスおよび宛先ポート番号の内容を書き換えるだけであるので、変換前後の映像パケット全体のデータサイズは変化せず、同一となる。
図7は、ユニキャストアドレスからマルチキャストアドレスへの変換手順を示している。
最初に、ユニキャストネットワークインタフェース111より受信したパケットをパケットバッファ208へ一時的に保存する(ステップS71)。
次に、変換判定部209は、バケットバッファ208から宛先ポート番号を読み出し、変換部210へ転送する(ステップS72)。
変換テーブル206に未評価のエントリがあれば(ステップS73、YES)、変換判定部209は、変換テーブル206からエントリを一つ読み出す(ステップS74)。
読み出した受信ユニキャスト情報と、当該エントリ中の変換前ユニキャスト情報とを比較する(ステップS75)。
比較結果が一致していれば(ステップS76、YES)、変換部210は、当該エントリ中の変換後マルチキャスト情報を受信ユニキャスト情報部分に上書きする(ステップS77)。
そして、変換部210は、パケットデータをユニキャストネットワークインタフェース111に転送し送信する(ステップS78)。そして処理を終了する。
また、ステップS76において、一致しないとき(ステップS76、NO)は、ステップS76に戻って変換テーブル206の次のエントリを調べる。
さらに、ステップS73において、エントリをすべて調べ終わったら(ステップS73、NO)、ステップS78を実行する。
以上のように、本発明の実施の形態2によれば、変換テーブル206に設定された情報を比較参照するという簡易な処理でアドレス変換が実行できるので、アドレス変換処理負荷の少ないマルチキャストユニキャスト変換装置を実現することができる。
以上のように、本発明にかかるユニキャストマルチキャスト変換装置およびマルチキャストユニキャスト変換装置は、変換テーブルに設定された情報を比較参照するという簡易な処理でアドレス変換を実行できるという効果を有し、マルチキャスト通信がサポートされた複数の独立したドメイン間を、ユニキャスト通信のみがサポートされた公衆網等のIPネットワークを経由して接続する場合等に用いられるユニキャストマルチキャスト変換装置およびマルチキャストユニキャスト変換装置として有用である。
本発明の実施の形態1におけるユニキャストマルチキャスト変換装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1におけるユニキャストマルチキャスト変換装置においてアドレスを変更する場合の説明図 本発明の実施の形態1におけるユニキャストマルチキャスト変換装置においてアドレスを変更する場合のフロー図 本発明の実施の形態1におけるユニキャストマルチキャスト変換装置の動作を示すフロー図 本発明の実施の形態2におけるマルチキャストユニキャスト変換装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態2におけるユニキャストマルチキャスト変換装置においてアドレスを変更する場合の説明図 本発明の実施の形態2におけるユニキャストマルチキャスト変換装置においてアドレスを変更する場合のフロー図 従来のユニキャストマルチキャスト変換装置の構成を示すブロック図 従来のユニキャストマルチキャスト変換装置の動作を説明する図
符号の説明
100 ユニキャストマルチキャスト変換装置
101 送信側IPネットワーク
102 ユニキャスト公衆IPネットワーク
103 設定部
104 マルチキャストネットワークインタフェース
105 IGMP要求部
106 変換テーブル
107 パケットバッファ
108 変換判定部
109 変換部
110 送信タイミング生成部
111 ユニキャストネットワークインタフェース
200 マルチキャストユニキャスト変換装置
202 受信側IPネットワーク
203 設定部
205 IGMP要求部
206 変換テーブル
208 パケットバッファ
209 変換判定部
210 変換部
211 送信タイミング生成部

Claims (6)

  1. マルチキャストIPネットワーク上の映像パケットのマルチキャストアドレスを、ユニキャストIPネットワーク上の前記映像パケットのユニキャストアドレスに変換する変換方法を保持する変換テーブルと、
    前記変換テーブルの内容を設定する設定部と、
    前記変換テーブルに設定された内容に基づいて、前記マルチキャストIPネットワークから受信した前記映像パケットのマルチキャストアドレスの前記映像パケットのユニキャストアドレスへの変換可否の判定を行う変換判定部と、
    前記変換判定部の変換可否の判定結果に基づいて、前記映像パケットのマルチキャストアドレスを前記映像パケットのユニキャストアドレスに変換する変換部とを有するユニキャストマルチキャスト変換装置。
  2. 変換前の前記映像パケットのサイズと変換後の前記映像パケットのサイズとが同一である請求項1記載のユニキャストマルチキャスト変換装置。
  3. 前記変換部は、変換前の前記映像パケットのマルチキャストアドレスに、変換後の前記映像パケットのユニキャストアドレスを上書きする請求項1または請求項2記載のユニキャストマルチキャスト変換装置。
  4. ユニキャストIPネットワーク上の映像パケットのユニキャストアドレスを、マルチキャストIPネットワーク上の前記映像パケットのマルチキャストアドレスに変換する変換方法を保持する変換テーブルと、
    前記変換テーブルの内容を設定する設定部と、
    前記変換テーブルに設定された内容に基づいて、前記ユニキャストIPネットワークから受信した前記映像パケットのユニキャストアドレスの前記映像パケットのマルチキャストアドレスへの変換可否の判定を行う変換判定部と、
    前記変換判定部の変換可否の判定結果に基づいて、前記映像パケットのユニキャストアドレスを前記映像パケットのマルチキャストアドレスに変換する変換部とを有するマルチキャストユニキャスト変換装置。
  5. 変換前の前記映像パケットと変換後の前記映像パケットのサイズが同一である請求項4記載のマルチキャストユニキャスト変換装置。
  6. 前記変換部は、変換前の前記映像パケットのユニキャストアドレスに、変換後の前記映像パケットのマルチキャストアドレスを上書きする請求項4または請求項5記載のマルチキャストユニキャスト変換装置。
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