JP2008028714A

JP2008028714A - Network and multicast transfer apparatus

Info

Publication number: JP2008028714A
Application number: JP2006199336A
Authority: JP
Inventors: Jun Sasaki; 潤佐々木; Minoru Sekiguchi; 稔関口; Kuniyuki Morioka; 邦之森岡; Takuto Usami; 拓人宇佐美; Masayoshi Yasuhara; 正斉安原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-02-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To immediately switch an IP multicast transfer route to a sub-route in the event of a line trouble in the transfer route to balance the load of the multicast transfer. <P>SOLUTION: Based on route information learnt according to an IP unicast routing protocol, a main and sub-output destinations are determined in advance, and, in the event of a main route trouble, the transfer to the sub-route begins without waiting for the multicast routing protocol-controlled packet exchange. If there are a plurality of route information pieces of the same priority as the main rout owing to unicast route learning, the sub-route is used to balance the load of the multicast transfer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ネットワークおよびマルチキャスト転送装置に係り、経路切替が早く負荷分散が可能なネットワークおよびマルチキャスト転送装置に関する。 The present invention relates to a network and a multicast transfer device, and more particularly to a network and a multicast transfer device that can quickly distribute a load and perform load distribution.

ＩＰマルチキャストネットワークにおいては、ＰＩＭ（Protocol Independent Multicasting）などのマルチキャストルーティングプロトコルをルータなどの転送装置間で交換し、マルチキャストルーティングテーブルを転送装置内に生成することで、マルチキャストパケットの転送が行われる。また、マルチキャスト転送は、マルチキャストルーティングプロトコルによる参加要求および離脱要求により、配信開始および配信停止の制御が行われる。 In an IP multicast network, multicast packets are transferred by exchanging a multicast routing protocol such as PIM (Protocol Independent Multicasting) between transfer devices such as routers and generating a multicast routing table in the transfer device. In multicast forwarding, distribution start and distribution stop are controlled by a join request and a leave request according to a multicast routing protocol.

また、このマルチキャスト転送にはユニキャストルーティングプロトコルが併用され、そのユニキャスト最優先経路より参加要求および離脱要求パケットが送信され、その制御パケット送受信経路を用いてマルチキャストパケットの転送が行われるのが一般的である。 In addition, a unicast routing protocol is used together with this multicast transfer, and join request and leave request packets are transmitted from the unicast highest priority route, and multicast packets are transferred using the control packet transmission / reception route. Is.

一方、ＩＰマルチキャスト転送中にその転送経路における回線故障が発生した場合、ユニキャストルーティングプロトコルによる経路再学習を行った上で優先経路を決定した後、その優先経路に対してマルチキャスト制御パケットの送受信を行い、マルチキャスト経路再学習後にマルチキャスト転送の再開を行う必要があった。
特許文献１には、予備経路を予め生成しておいて、現用経路に障害が発生した場合、この予備経路に切り替える実施例が記載されている。 On the other hand, if a line failure occurs in the transfer route during IP multicast transfer, the route is re-learned using the unicast routing protocol, the priority route is determined, and multicast control packets are sent to and received from the priority route. It was necessary to restart multicast forwarding after multicast route relearning.
Patent Document 1 describes an embodiment in which a backup route is generated in advance and the current route is switched to the backup route when a failure occurs.

特開２００５−１３０３６９号公報JP 2005-130369 A

ＩＰマルチキャスト転送経路における回線故障発生時、直ちに副経路へ切り替えを可能とする。また、マルチキャスト転送の負荷分散を可能とする。 When a line failure occurs in the IP multicast transfer route, it is possible to immediately switch to the sub route. In addition, load distribution of multicast transfer is enabled.

ＩＰユニキャストルーティングプロトコルにて学習した経路情報およびルータ間で交換する代替経路情報を元に主出力先と副出力先を予め決定しておき、主経路故障発生時には、マルチキャストルーティングプロトコル制御パケット交換を待たずに、副経路へ転送を開始する。また、主経路と同ホップ数を持つ副経路情報が複数存在した場合は、副経路を使用してマルチキャスト転送の負荷分散を行う。 Based on the route information learned by the IP unicast routing protocol and the alternative route information exchanged between routers, the main output destination and the sub output destination are determined in advance. When a main route failure occurs, multicast routing protocol control packet exchange is performed. Start the transfer to the sub route without waiting. When there are a plurality of pieces of sub route information having the same number of hops as the main route, load distribution of multicast forwarding is performed using the sub route.

上述した課題は、マルチキャスト配信サーバと、このマルチキャスト配信サーバに接続された複数のマルチキャスト転送装置とから構成され、前記複数のマルチキャスト転送装置は、ユニキャスト経路情報と、代替経路情報とを交換し、複数のマルチキャスト転送経路を準備することを特徴とするネットワークにより、達成できる。 The above-described problem is composed of a multicast distribution server and a plurality of multicast transfer devices connected to the multicast distribution server, and the plurality of multicast transfer devices exchange unicast route information and alternative route information, This can be achieved by a network characterized by preparing a plurality of multicast forwarding paths.

また、マルチキャスト配信サーバと接続され、マルチキャスト参加要求パケットを受信したとき、主経路として、前記マルチキャスト参加要求パケットを受信した回線インタフェースをマルチキャスト転送出力回線とし、マルチキャスト代替経路要求パケットを受信したとき、前記マルチキャスト参加要求パケットと、前記マルチキャスト代替経路要求パケットとを比較して、代替経路を決定し、決定した代替経路に代替経路確認応答を送信するマルチキャスト転送装置により、達成できる。 Also, when connected to the multicast distribution server and receiving a multicast participation request packet, as a main route, the line interface that has received the multicast participation request packet is a multicast forwarding output line, and when receiving a multicast alternative route request packet, This can be achieved by a multicast transfer apparatus that compares a multicast participation request packet with the multicast alternative route request packet, determines an alternative route, and transmits an alternative route confirmation response to the determined alternative route.

さらに、クライアントと接続され、前記クライアントから第１のマルチキャスト参加要求パケットを受信したとき、第１の回線インタフェースから第２のマルチキャスト参加要求パケットを送信し、第３の回線インタフェースから代替経路要求パケットを送信するマルチキャスト転送装置により、達成できる。 Further, when connected to the client and receiving the first multicast participation request packet from the client, the second multicast participation request packet is transmitted from the first line interface, and the alternative route request packet is transmitted from the third line interface. This can be achieved by a multicast forwarding device that transmits.

ＩＰマルチキャストネットワークにおいて、副転送経路を予め決定しておくことにより、網内回線故障における通信断時間が短縮可能となる。また、負荷分散が可能となる。 In the IP multicast network, by determining the sub-transfer route in advance, it is possible to shorten the communication interruption time due to the in-network line failure. In addition, load distribution is possible.

以下本発明の実施の形態について、実施例を用い図面を参照して詳細に説明する。なお、参照番号は図面間で共通であり、説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings using examples. Reference numerals are common between the drawings, and description thereof will not be repeated.

実施例１を、図１ないし図１１を参照して説明する。ここで、図１はＩＰマルチキャストネットワークのブロック図およびマルチキャスト転送の制御パケットならびにマルチキャストトラフィックの流れを説明する図である。図２はマルチキャスト副経路決定およびマルチキャストトラフィック転送経路中の回線故障が発生した場合の経路切替を説明する図である。図３は最下流ルータにおけるマルチキャスト送信に関する処理フロー図である。図４はマルチキャスト参加要求受信に関する処理フロー図である。図５はマルチキャスト代替経路要求受信に関する処理フロー図である。図６はマルチキャスト代替経路確認応答受信に関する処理フロー図である。図７はマルチキャスト経路切替における各ルータ間でのパケット送受信のシーケンス図である。図８はマルチキャスト経路切替制御に用いるマルチキャスト参加要求パケットフォーマットを説明する図である。図９はマルチキャスト経路切替制御に用いるマルチキャスト代替経路要求パケットフォーマットを説明する図である。図１０はマルチキャスト高速経路切替並びに負荷分散を実現するためのルータ機能ブロック図である。図１１はマルチキャスト高速経路切替並びに負荷分散を実現するためのハードウェアブロック図である。 Example 1 will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a block diagram of an IP multicast network and a diagram for explaining a flow of multicast transfer control packets and multicast traffic. FIG. 2 is a diagram for explaining multicast sub-route determination and route switching when a line failure occurs in the multicast traffic transfer route. FIG. 3 is a processing flow diagram regarding multicast transmission in the most downstream router. FIG. 4 is a process flow diagram regarding reception of a multicast participation request. FIG. 5 is a process flow diagram regarding multicast alternate route request reception. FIG. 6 is a processing flow diagram regarding reception of a multicast alternative route confirmation response. FIG. 7 is a sequence diagram of packet transmission / reception between routers in multicast path switching. FIG. 8 is a diagram for explaining a multicast participation request packet format used for multicast route switching control. FIG. 9 is a diagram for explaining a multicast alternative route request packet format used for multicast route switching control. FIG. 10 is a router function block diagram for realizing multicast high-speed path switching and load distribution. FIG. 11 is a hardware block diagram for realizing multicast fast path switching and load distribution.

図１において、マルチキャストネットワーク１００は、マルチキャスト配信サーバ１０１と、マルチキャストパケットの転送を行う５台のルータ１０２〜１０６とから構成されている。これらのルータ１０２〜１０６は、各ルータを識別する固有の識別番号ルータＩＤを保持している。 In FIG. 1, a multicast network 100 includes a multicast distribution server 101 and five routers 102 to 106 that transfer multicast packets. These routers 102 to 106 hold a unique identification number router ID for identifying each router.

マルチキャスト転送には、ルータ１０２〜１０６間においてユニキャストルーティングプロトコルおよびマルチキャストルーティングプロトコルを交換するのが一般的である。ここで、ドメイン１０９は、そのユニキャストおよびマルチキャストルーティングプロトコル交換を行っている範囲である。ドメイン１０９内のルータ１０２〜１０６は、ユニキャストルーティングプロトコルの情報交換により、各ルータ１０２〜１０６間のリンクアップおよびリンクダウンが判別できる。また、ドメイン１０９内のルータ１０２〜１０６は、経路の故障情報を共有する。また、クライアント１０７、１０８はマルチキャストトラフィックを受信する。クライアント１０７はマルチキャストグループ１１０に、クライアント１０８はマルチキャストグループ１１１にそれぞれ属している。このとき、マルチキャスト配信サーバ１０１より、ルータ１０２〜１０６を経由してクライアント１０７および１０８にマルチキャストトラフィックを配信する。 For multicast forwarding, it is common to exchange unicast routing protocols and multicast routing protocols between routers 102-106. Here, the domain 109 is a range in which the unicast and multicast routing protocols are exchanged. The routers 102 to 106 in the domain 109 can determine link up and link down between the routers 102 to 106 by exchanging information of the unicast routing protocol. The routers 102 to 106 in the domain 109 share route failure information. In addition, the clients 107 and 108 receive multicast traffic. The client 107 belongs to the multicast group 110 and the client 108 belongs to the multicast group 111. At this time, multicast traffic is distributed from the multicast distribution server 101 to the clients 107 and 108 via the routers 102 to 106.

ここで、クライアント１０７が、サーバ１０１に対してグループ番号１１０のマルチキャスト配信開始を要求する場合を、説明する。クライアント１０７は隣接するルータ１０５に対して当該配信サーバおよびグループに対するマルチキャスト参加要求２０３を送信する。その後、ルータ１０５は、ユニキャスト経路情報を用いてサーバ１０１に対する最優先経路であるルータ１０３に対して、マルチキャストルーティングプロトコルによる参加要求２０２を送信し、さらにルータ１０３は同様にしてルータ１０２に対して参加要求２０１を送信する。なお、このとき下位ルータから上位ルータに向かうマルチキャスト参加要求パケットには、経由ルータＩＤを情報として付加することを目的に、各ルータからの参加要求パケット送信時において、経由ルータ情報の末尾に自ルータＩＤを追加して送信する。 Here, a case where the client 107 requests the server 101 to start multicast distribution of the group number 110 will be described. The client 107 transmits a multicast participation request 203 for the distribution server and group to the adjacent router 105. Thereafter, the router 105 transmits a participation request 202 based on the multicast routing protocol to the router 103 which is the highest priority route to the server 101 using the unicast route information. A participation request 201 is transmitted. At this time, for the purpose of adding the via router ID as information to the multicast participation request packet from the lower router to the upper router, when sending the participation request packet from each router, the own router is added at the end of the via router information. Add ID and send.

その後配信サーバ１０１よりグループ１１０宛のパケットが送信された場合、上記マルチキャストルーティングプロトコル処理によりルータ１０２、１０３、１０５を経由する経路にてクライアント１０７への転送が可能となる。 Thereafter, when a packet addressed to the group 110 is transmitted from the distribution server 101, the packet can be transferred to the client 107 through the route via the routers 102, 103, and 105 by the multicast routing protocol process.

一方で、ルータ１０５は、ユニキャスト経路情報からサーバ１０１宛の経路が複数存在することを学習済みである。最下流ルータであるルータ１０５は、主経路以外でかつサーバ１０１宛に到達可能でかつ有効な全ての回線インタフェースより代替経路要求パケットを送信する。すなわち、ルータ１０３経由より優先度の低い経路であるルータ１０４に対して代替経路要求２０４を送信する。同様にしてルータ１０４はルータ１０３に対して代替経路要求２０５を、ルータ１０２に対して代替経路要求２０６を送信する。このとき、参加要求パケットと同様に、代替経路要求パケットの情報部に経由ルータＩＤを格納するため、経由ルータ情報の末尾に自ルータＩＤを追加して送信する。 On the other hand, the router 105 has learned that there are a plurality of routes addressed to the server 101 from the unicast route information. The router 105 which is the most downstream router transmits an alternative route request packet from all effective line interfaces that are reachable to the server 101 other than the main route. That is, the alternative route request 204 is transmitted to the router 104 which is a route having a lower priority than that via the router 103. Similarly, the router 104 transmits an alternative route request 205 to the router 103 and an alternative route request 206 to the router 102. At this time, like the participation request packet, since the transit router ID is stored in the information part of the alternative route request packet, the own router ID is added to the end of the transit router information and transmitted.

最上流ルータ１０２は、受信参加要求パケットに含まれる経由ルータ情報より、マルチキャスト転送主経路の経由ルータＩＤを取得する。一方、代替経路要求パケットに含まれる経由ルータ情報より、複数の代替経路における各経由ルータＩＤ情報を取得する。ここで主経路経由ルータＩＤ情報と各代替経路の経由ルータＩＤ情報を比較して、主経路との経由ルータＩＤが最も異なり、かつホップ数が最も小さいものをマルチキャスト転送副経路と定める。 The most upstream router 102 acquires the transit router ID of the multicast transfer main route from the transit router information included in the reception participation request packet. On the other hand, each route router ID information in a plurality of alternate routes is acquired from the route router information included in the alternate route request packet. Here, the router ID information via the main route and the route router ID information of each alternative route are compared, and the router having the most different route router ID from the main route and having the smallest number of hops is determined as the multicast forwarding sub route.

図２において、最上流ルータ１０２は、参加要求パケットおよび代替経路要求パケットの経由ルータ情報より、主経路経由ルータＩＤ情報と各代替経路の経由ルータＩＤ情報を比較して、主経路との経由ルータＩＤが最も異なり、かつホップ数が最も小さい、ルータ１０２、１０４、１０５を経由する経路をマルチキャスト転送副経路と定める。この副経路情報を各ルータに通知するため、副経路宛回線インタフェースよりルータ１０４に対して代替経路応答パケット３０２を送信する。このとき、代替経路応答パケットには下流ルータへ向かう経由ルータＩＤ情報を格納する。さらに、ルータ１０２より代替経路応答パケットを受信したルータ１０４は、本パケット宛に含まれる自ルータＩＤ情報並びに次ホップルータＩＤ情報をもとに、ルータ１０５に対して代替経路応答パケット送信を行い、当該回線が副経路であることを通知する。 In FIG. 2, the most upstream router 102 compares the router ID information of the main route with the router ID information of each alternative route based on the router information of the participation request packet and the alternative route request packet. A route passing through the routers 102, 104, and 105 having the smallest ID and the smallest number of hops is determined as a multicast forwarding sub route. In order to notify each router of this sub route information, an alternative route response packet 302 is transmitted to the router 104 from the sub route address interface. At this time, the router ID information passing to the downstream router is stored in the alternative route response packet. Further, the router 104 that has received the alternative route response packet from the router 102 transmits the alternative route response packet to the router 105 based on the own router ID information and the next hop router ID information included in the packet, Notify that the line is a sub route.

この後、ルータ１０２とルータ１０３間の箇所３０１にて回線故障が発生した場合を、説明する。ルータ１０２およびルータ１０４は、回線断検出およびユニキャスト経路情報再学習により、箇所３０１での故障を検出して、予め決定している副経路に従い、下流ルータからのマルチキャスト参加要求受信を待たずに、直ちに転送を開始する。 Thereafter, a case where a line failure occurs at a location 301 between the router 102 and the router 103 will be described. The router 102 and the router 104 detect a failure at the location 301 through line disconnection detection and unicast route information relearning, and do not wait for reception of a multicast participation request from a downstream router according to a predetermined sub route. Start the transfer immediately.

これらの主経路並びに副経路生成のためのフローを図３ないし図６を参照して説明する。
図３において、最下流ルータがクライアントよりマルチキャスト参加要求パケット受信を行った場合、最下流ルータは、参加要求パケット情報に含まれるサーバ送信元アドレス(Ｓ)をもとに、そのアドレスに対するユニキャストルーティングテーブルの検索を行う(Ｓ４０２)。その後、最下流ルータは、経由ルータ情報に自己ルータＩＤを付加して、そのユニキャスト最優先回線インタフェースよりマルチキャスト参加要求パケットを送信する(Ｓ４０３)。このとき、最下流ルータは、マルチキャスト参加要求パケット送信回線インタフェースを、当該(Ｓ、Ｇ)に対するマルチキャストルーティングテーブルの入力回線インタフェースとする(Ｓ４０４)。さらに、ユニキャストルーティングテーブルに当該Ｓに対する他の経路があるかどうかを検索し(Ｓ４０５)、無ければマルチキャスト代替経路無しと判断し、終了する。一方、ステップ４０５にて、他の経路がある場合は、その全ての回線インタフェースに対して、自己ルータＩＤを付加して代替経路要求パケットの送信を行って(Ｓ４０６)、終了する。 The flow for generating the main route and the sub route will be described with reference to FIGS.
In FIG. 3, when the most downstream router receives a multicast participation request packet from a client, the most downstream router uses the server source address (S) included in the participation request packet information to perform unicast routing for that address. A table search is performed (S402). Thereafter, the most downstream router adds its own router ID to the routed router information and transmits a multicast participation request packet from the unicast highest priority line interface (S403). At this time, the most downstream router sets the multicast participation request packet transmission line interface as the input line interface of the multicast routing table for the (S, G) (S404). Further, it is searched whether there is another route for the S in the unicast routing table (S405). If there is no route, it is determined that there is no multicast alternative route, and the process ends. On the other hand, if there is another route in step 405, the self-router ID is added to all the line interfaces, an alternative route request packet is transmitted (S406), and the process ends.

図４において、マルチキャスト参加要求パケットを受信したルータは、まず、自己ルータがマルチキャスト転送における最上流ルータかどうかを判断する(Ｓ５０２)。もし、自己ルータが最上流ルータである場合は、ルータは、マルチキャスト参加要求パケット受信回線インタフェースをマルチキャスト転送出力回線インタフェースとして、自己ルータのマルチキャストルーティングテーブルに登録して(Ｓ５０３)、終了する。 In FIG. 4, the router that has received the multicast participation request packet first determines whether or not its own router is the most upstream router in the multicast transfer (S502). If the own router is the most upstream router, the router registers the multicast participation request packet receiving line interface as a multicast forwarding output line interface in the multicast routing table of the own router (S503), and ends.

一方、ステップ５０２において、自己ルータが最上流ルータではない場合、ルータは、送信元アドレス（Ｓ）に対するユニキャストルーティングテーブルを検索して(Ｓ５０４)、経由ルータＩＤ情報に自己ルータＩＤを末尾に追加した上で、最優先回線インタフェースからマルチキャスト参加要求パケットを送信する(Ｓ５０５)。さらに、ルータは、マルチキャスト参加要求パケット送信、受信回線インタフェースを、それぞれマルチキャスト転送入力、出力回線として、当該(Ｓ、Ｇ)に対するマルチキャストルーティングテーブルに登録して（Ｓ５０６）、終了する。 On the other hand, if the self router is not the most upstream router in step 502, the router searches the unicast routing table for the source address (S) (S504) and adds the self router ID to the via router ID information at the end. After that, a multicast participation request packet is transmitted from the highest priority line interface (S505). Further, the router registers the multicast participation request packet transmission and reception line interfaces as multicast transfer input and output lines in the multicast routing table for the (S, G) (S506), and ends.

図５において、マルチキャスト代替経路要求パケットを受信したルータは、まず自己ルータが最上流ルータかどうかを判断する(Ｓ６０２)。もし、最上流ルータでなければ、ルータは、送信元アドレス（Ｓ）に対するユニキャストルーティングテーブルを検索し(Ｓ６０８)、自己ルータＩＤを経由ルータＩＤ情報の末尾に追加した上で、到達可能でかつ有効なインタフェース全てから代替経路要求パケットを送信して(Ｓ６０９)、終了する。 In FIG. 5, the router that has received the multicast alternative route request packet first determines whether or not its own router is the most upstream router (S602). If it is not the most upstream router, the router searches the unicast routing table for the source address (S) (S608), adds its own router ID to the end of the routed router ID information, and is reachable. The alternative route request packet is transmitted from all valid interfaces (S609), and the process is terminated.

一方、自己ルータが最上流ルータである場合、最上流ルータは、受信したマルチキャスト参加要求パケットと、全てのマルチキャスト代替経路要求パケットに含まれる経由ルータＩＤ情報を比較する(Ｓ６０３)。最上流ルータは、比較結果よりマルチキャスト参加要求パケットの経由ルータＩＤと最も大きく異なる経由ルータＩＤ情報を持つマルチキャスト代替経路要求パケットを抽出する(Ｓ６０４)。さらに、最上流ルータは、その抽出結果のうち、最もホップ数が小さい代替経路要求パケットを選択する(Ｓ６０５)。最上流ルータは、その経由ルータＩＤ情報より、次ホップルータＩＤを持つルータに対して、当該経由ルータＩＤ情報を付加して代替経路確認応答を送信する(Ｓ６０６)。さらに、最上流ルータは、代替経路確認応答送信回線インタフェースを、副経路出力回線インタフェースとして、自己ルータのマルチキャストルーティングテーブルに登録して(Ｓ６０７)、終了する。 On the other hand, when the self-router is the most upstream router, the most upstream router compares the received multicast participation request packet with the routed router ID information included in all multicast alternative route request packets (S603). From the comparison result, the most upstream router extracts a multicast alternative route request packet having route router ID information that is most different from the route router ID of the multicast participation request packet (S604). Furthermore, the most upstream router selects an alternative route request packet having the smallest number of hops among the extraction results (S605). Based on the route router ID information, the most upstream router adds the route router ID information to the router having the next hop router ID and transmits an alternative route confirmation response (S606). Further, the most upstream router registers the alternative route confirmation response transmission line interface as a sub route output line interface in the multicast routing table of its own router (S607), and ends.

図６において、マルチキャスト代替経路確認応答パケットを受信したルータは、まず自己ルータが最下流ルータかどうかを判別する(Ｓ７０２)。自己ルータが最下流ルータである場合は、最下流ルータは、代替経路確認応答受信回線を副経路入力回線インタフェースとして、自己ルータのマルチキャストルーティングテーブルに登録して(Ｓ７０３)、終了する。最下流ルータと異なる場合は、ルータは、受信パケット内容に含まれる経由ルータＩＤ情報を検索し(Ｓ７０４)、次ホップルータＩＤを持つルータに対して代替経路確認応答パケットを送信する(Ｓ７０５)。さらに、ルータは、代替経路応答送信、受信回線を、自己ルータのマルチキャスト転送副経路のそれぞれ出力、入力回線インタフェースとして、マルチキャストルーティングテーブルに登録して(Ｓ７０６)、終了する。 In FIG. 6, the router that has received the multicast alternative route confirmation response packet first determines whether or not its own router is the most downstream router (S702). When the own router is the most downstream router, the most downstream router registers the alternative route confirmation response reception line as the sub route input line interface in the multicast routing table of the own router (S703), and ends. If it is different from the most downstream router, the router searches for the routed router ID information included in the received packet content (S704), and transmits an alternative route confirmation response packet to the router having the next hop router ID (S705). Furthermore, the router registers the alternative route response transmission / reception line in the multicast routing table as the output and input line interface of the multicast forwarding sub route of the own router (S706), and ends.

図７において、クライアント１０７は、ルータ１０５に新規参加要求を送信する（Ｔ７０１）。ルータ１０５は、ルータ１０３に新規参加要求を送信する（Ｔ７０２）。ルータ１０３は、ルータ１０２に新規参加要求を送信する（Ｔ７０３）。これらの新規参加要求には、マルチキャスト送信元サーバのアドレス(Source１０１）と、グループ（Group１１０)とを含んでいる。 In FIG. 7, the client 107 transmits a new participation request to the router 105 (T701). The router 105 transmits a new participation request to the router 103 (T702). The router 103 transmits a new participation request to the router 102 (T703). These new participation requests include the address (Source 101) of the multicast transmission source server and the group (Group 110).

最下流ルータであるルータ１０５は、代替経路要求パケットをルータ１０４に送信する（Ｔ７０４）。ルータ１０４は、代替経路要求パケットをルータ１０２および１０３に送信する（Ｔ７０５、Ｔ７０６）。その受信結果により、最上流ルータ１０２は、代替経路確認応答をルータ１０４へ送信する（Ｔ７１１）。ルータ１０４は、受信した代替経路確認応答をルータ１０５へ送信する（Ｔ７１２）。この経路は(Ｓ１０１、Ｇ１１０)に対するマルチキャスト転送副経路となる。 The router 105, which is the most downstream router, transmits an alternative route request packet to the router 104 (T704). The router 104 transmits an alternative route request packet to the routers 102 and 103 (T705, T706). Based on the reception result, the most upstream router 102 transmits an alternative route confirmation response to the router 104 (T711). The router 104 transmits the received alternative route confirmation response to the router 105 (T712). This route is a multicast forwarding sub route for (S101, G110).

サーバ１０１は、マルチキャストパケット（Ｓ、Ｇ）をルータ１０２に配信する（Ｔ７２１）。ルータ１０２、１０３、１０５は、マルチキャストルーティングテーブルにより、マルチキャストパケット(Ｓ、Ｇ)および入力回線情報を元にして、主経路回線インタフェースに対して送信処理を行う（Ｔ７２２〜Ｔ７２４）。 The server 101 distributes the multicast packet (S, G) to the router 102 (T721). The routers 102, 103, and 105 perform transmission processing on the main route line interface based on the multicast packet (S, G) and the input line information by the multicast routing table (T722 to T724).

ここで、ルータ１０２とルータ１０３間で回線故障が発生した場合、ルータ１０２は回線断検出またはユニキャストルーティングプロトコルによりそれを検出し、副経路であるルータ１０４宛に直ちに経路切替を行って転送する（Ｔ７３２）。さらにルータ１０４も既に確保済みの副経路情報により、ルータ１０５に対してＧ１１０宛のマルチキャストパケット転送を行う（Ｔ７３３）。ルータ１０５は、受信したマルチキャストパケットを、クライアント１０７に転送する（Ｔ７３４）。 Here, when a line failure occurs between the router 102 and the router 103, the router 102 detects the line disconnection or detects it by a unicast routing protocol, and immediately switches the route to the router 104, which is a sub route, and transfers it. (T732). Further, the router 104 also forwards the multicast packet addressed to G110 to the router 105 by using the already secured sub route information (T733). The router 105 transfers the received multicast packet to the client 107 (T734).

図８において、マルチキャスト参加要求パケットフォーマット８０は、パケット到達のための送信元および送信先アドレスなどの情報をもつヘッダ部８１と、マルチキャスト配信を要求する送信元アドレス(Ｓ)およびグループアドレス(Ｇ)、マルチキャスト主経路経由ルータＩＤ情報（Ｒ１〜Ｒ３）などの情報を持つデータ部８２からなる。 In FIG. 8, a multicast participation request packet format 80 includes a header portion 81 having information such as a transmission source and a transmission destination address for reaching a packet, a transmission source address (S) and a group address (G) for requesting multicast distribution. And a data portion 82 having information such as router ID information (R1 to R3) via the multicast main route.

図９において、マルチキャスト代替経路要求パケット９０は、パケット到達のための送信元および送信先アドレスなどの情報をもつヘッダ部９１と、マルチキャスト配信を要求する送信元アドレス(Ｓ)およびグループアドレス(Ｇ)に加えて代替経路経由ルータ情報を格納するためのマルチキャスト代替経路経由ルータＩＤ情報（Ｒ’１〜Ｒ’３）をデータ部９２に持つ。 In FIG. 9, a multicast alternative route request packet 90 includes a header portion 91 having information such as a transmission source and a transmission destination address for reaching the packet, a transmission source address (S) and a group address (G) for requesting multicast distribution. In addition, the data portion 92 has multicast alternative route route router ID information (R′1 to R′3) for storing the alternative route route router information.

図１０において、ルータ１１００は、転送処理ブロック１１１０、ユニキャスト経路制御部１１２０、マルチキャスト経路制御部１１３０を持つ。転送処理ブロック１１１０は、各回線とのパケット送受信を行う回線インタフェース１１１１、１１１２、およびパケットの宛先情報に応じて送信先を振り分けるパケット転送処理部１１１３より構成される。ユニキャスト経路制御部１１２０は、ユニキャスト送信先ＩＰアドレスと送信先回線インタフェースとのデータベースを持つユニキャストルーティングテーブル１１２１、ユニキャストルーティング情報の送受信処理やユニキャスト経路計算処理を行うルーティングプロトコル制御部１１２２から構成される。マルチキャスト経路制御部１１３０は、マルチキャストグループアドレス、サーバ送信元アドレス、受信回線インタフェース、および送信回線インタフェースのデータベースであるマルチキャストルーティングテーブル１１３１、マルチキャストルーティングプロトコルの送受信並びに経路計算を行うルーティングプロトコル制御部１１３２、マルチキャスト経路の副経路や負荷分散に対する制御を行う副経路および負荷分散経路生成制御部１１３３から構成される。 In FIG. 10, the router 1100 has a transfer processing block 1110, a unicast route control unit 1120, and a multicast route control unit 1130. The transfer processing block 1110 includes line interfaces 1111 and 1112 that perform packet transmission / reception with each line, and a packet transfer processing unit 1113 that distributes transmission destinations according to packet destination information. The unicast route control unit 1120 includes a unicast routing table 1121 having a database of unicast destination IP addresses and destination line interfaces, and a routing protocol control unit 1122 that performs unicast routing information transmission / reception processing and unicast route calculation processing. Consists of The multicast route control unit 1130 includes a multicast routing table 1131 which is a database of a multicast group address, a server transmission source address, a reception line interface, and a transmission line interface, a routing protocol control unit 1132 that performs transmission / reception of a multicast routing protocol and route calculation, A sub-path for controlling a sub-path of the path and load distribution and a load distribution path generation control unit 1133 are configured.

予備経路および負荷分散経路生成制御部１１３２は、マルチキャスト参加要求パケット、マルチキャスト代替経路要求並びに代替経路確認パケットの送受信処理を行う。予備経路および負荷分散経路生成制御部１１３２は、その計算結果よりマルキャストルーティングテーブル１１３１に、マルチキャスト転送主経路および副経路（予備経路）を登録する。 The backup route and load distribution route generation control unit 1132 performs transmission / reception processing of the multicast participation request packet, the multicast alternative route request, and the alternative route confirmation packet. The backup route and load distribution route generation control unit 1132 registers the multicast transfer main route and the sub route (backup route) in the multicast routing table 1131 based on the calculation result.

回線故障発生時においては、ルータにて回線断検出もしくはユニキャスト経路情報の変更を検出した後、マルチキャストルーティングテーブル１１３１の出力先を副経路制御部１１３２の計算結果の副経路へ変更し、マルチキャストパケット到着後、パケット転送処理部１１１３を介して、適当な回線インタフェース１１１１、１１１２へパケット転送を行う。 When a line failure occurs, the router detects line disconnection or change of unicast route information, and then changes the output destination of the multicast routing table 1131 to the sub route of the calculation result of the sub route control unit 1132, and the multicast packet. After arrival, the packet is transferred to an appropriate line interface 1111 or 1112 via the packet transfer processing unit 1113.

図１１において、ルータ１１１０は、第１のバス１２１０に接続されたユニキャストおよびマルチキャストのルーティングプロトコル処理、経路計算および代替経路計算を行うＣＰＵ１２０１、プログラム動作用のメモリ１２０２、ユニキャストおよびマルチキャストパケットの転送先インタフェースを決定するパケット転送エンジン１２０３およびアドレス管理メモリ１２０４、第２のバス１２２０にパケット転送エンジン１２０３と共に接続されたパケット送受信を行う回線インタフェース１１１１、１１１２から構成される。 In FIG. 11, a router 1110 is connected to the first bus 1210 for unicast and multicast routing protocol processing, a CPU 1201 that performs route calculation and alternative route calculation, a memory 1202 for program operation, and unicast and multicast packet transfer. A packet transfer engine 1203 and an address management memory 1204 for determining a destination interface, and line interfaces 1111 and 1112 connected to the second bus 1220 together with the packet transfer engine 1203 and performing packet transmission / reception.

実施例２を、図１２ないし図１４を参照して説明する。ここで、図１２はマルチキャスト経路負荷分散における処理フロー図である。図１３はマルチキャストパケット転送の負荷分散概要を説明する図である。図１４はマルチキャスト経路負荷分散時の各ルータ間での制御パケット送受信のシーケンス図である。 A second embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 12 is a processing flowchart in multicast route load distribution. FIG. 13 is a diagram for explaining an outline of load distribution for multicast packet transfer. FIG. 14 is a sequence diagram of control packet transmission / reception between routers when the multicast path load is distributed.

図１２において、まず、任意の(Ｓ、Ｇ)に対するマルチキャスト転送経路（主経路、副経路）を確保する(Ｓ１３０２)。このとき、主経路と副経路のホップ数を比較して(Ｓ１３０３)、ホップ数が異なる場合は主経路のみで送信を行い(Ｓ１３０４)、終了する。一方ステップ１３０３で、主経路と副経路のホップ数が同じ場合、さらに同一ルータを経由する別(Ｓ、Ｇ)からのマルチキャスト参加要求を受信した場合(Ｓ１３０５)、配信先(Ｓ、Ｇ)毎に出力回線インタフェースを主回線と副回線に振り分けて送信し(Ｓ１３０６)、終了する。 In FIG. 12, first, a multicast transfer route (main route, sub route) for any (S, G) is secured (S1302). At this time, the number of hops of the main route and the sub route is compared (S1303). If the number of hops is different, transmission is performed only on the main route (S1304), and the process is terminated. On the other hand, if the number of hops of the main route and the sub route is the same in step 1303, and if a multicast participation request from another (S, G) via the same router is received (S1305), each distribution destination (S, G) The output line interface is distributed to the main line and the sub line and transmitted (S1306), and the process ends.

図１３において、マルチキャスト主回線および副回線を決定する際にその主経路および副経路のホップ数が同じと判断した場合、同一ルータ１０５に接続されている異なるグループ宛のマルチキャストパケットに対して、上流ルータ１０２はグループ１１０宛にはルータ１０３を経由して、グループ１１１宛にはルータ１０４を経由した経路で送信を行う。 In FIG. 13, when it is determined that the number of hops of the main route and the sub route is the same when the multicast main line and the sub line are determined, the multicast packets addressed to different groups connected to the same router 105 are upstream. The router 102 transmits to the group 110 via the router 103 and transmits to the group 111 via the router 104.

図１４において、実施例１と同様な手順で、クライアント１０７のマルチキャスト新規参加要求、代替経路要求、代替経路確認応答を行う。さらにクライアント１０８より別グループ１１１に対する参加要求を受信した場合、ルータ１０２は、送信元ＩＰアドレス、グループアドレスをもとに、主経路と同ホップ数をもつ副経路へ振り分けして転送することで、クライアント１０７宛をルータ１０３経由、クライアント１０８宛をルータ１０４経由にパケット振り分けする。 In FIG. 14, the client 107 issues a multicast new participation request, an alternative route request, and an alternative route confirmation response in the same procedure as in the first embodiment. Further, when a join request for another group 111 is received from the client 108, the router 102 distributes and forwards it to a sub route having the same hop count as the main route based on the source IP address and the group address. Packets are distributed to the client 107 via the router 103 and to the client 108 via the router 104.

ＩＰマルチキャストネットワークのブロック図およびマルチキャスト転送の制御パケットならびにマルチキャストトラフィックの流れを説明する図である。It is a block diagram of an IP multicast network and a diagram for explaining a multicast transfer control packet and a flow of multicast traffic. マルチキャスト副経路決定およびマルチキャストトラフィック転送経路中の回線故障が発生した場合の経路切替を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining multicast sub-path determination and path switching when a line failure occurs in a multicast traffic transfer path. 最下流ルータにおけるマルチキャスト送信に関する処理フロー図である。It is a processing flowchart regarding multicast transmission in the most downstream router. マルチキャスト参加要求受信に関する処理フロー図である。It is a processing flow figure regarding multicast participation request reception. マルチキャスト代替経路要求受信に関する処理フロー図である。It is a processing flow figure regarding multicast alternative route request reception. マルチキャスト代替経路確認応答受信に関する処理フロー図である。It is a processing flowchart regarding multicast alternative route confirmation response reception. マルチキャスト経路切替における各ルータ間でのパケット送受信シーケンス図である。It is a packet transmission / reception sequence diagram between routers in multicast path switching. マルチキャスト経路切替制御に用いるマルチキャスト参加要求パケットフォーマットを説明する図である。It is a figure explaining the multicast participation request packet format used for multicast route switching control. マルチキャスト経路切替制御に用いるマルチキャスト代替経路要求パケットフォーマットを説明する図である。It is a figure explaining the multicast alternative route request packet format used for multicast route switching control. マルチキャスト高速経路切替並びに負荷分散を実現するためのルータ機能ブロック図である。It is a router function block diagram for realizing multicast high-speed path switching and load distribution. マルチキャスト高速経路切替並びに負荷分散を実現するためのハードウェアブロック図である。It is a hardware block diagram for realizing multicast high-speed path switching and load distribution. マルチキャスト経路負荷分散における処理フロー図である。It is a processing flow figure in multicast route load distribution. マルチキャストパケット転送の負荷分散概要を説明する図である。It is a figure explaining the load distribution outline | summary of multicast packet transfer. マルチキャスト経路負荷分散時の各ルータ間での制御パケット送受信シーケンス図である。It is a control packet transmission / reception sequence diagram between each router at the time of multicast route load distribution.

Explanation of symbols

８０…マルチキャスト参加要求パケットフォーマット、９０…マルチキャスト代替経路要求パケットフォーマット、１０１…マルチキャスト配信サーバ、１０２…ルータ、１０３…ルータ、１０４…ルータ、１０５…ルータ、１０６…ルータ、１０７…クライアント、１０８…クライアント、１０９…ドメイン、１１０…マルチキャストグループ、１１１…マルチキャストグループ、３０１…回線故障発生箇所、１１１０…転送処理部、１１１１…回線インタフェース部、１１１２…回線インタフェース部、１１１３…パケット転送処理部、１１２０…ユニキャスト経路制御部、１１２１…ユニキャストルーティングテーブル、１１２２…ユニキャストルーティングプロトコル制御部、１１３０…マルチキャスト経路制御部、１１３１…マルチキャストルーティングテーブル、１１３２…副経路および負荷分散経路生成制御部、１１３３…マルチキャストルーティングプロトコル制御部、１２０１…ＣＰＵ、１２０２…メモリ、１２０３…パケット転送エンジン、１２０４…アドレス管理メモリ。
80 ... multicast participation request packet format, 90 ... multicast alternate route request packet format, 101 ... multicast distribution server, 102 ... router, 103 ... router, 104 ... router, 105 ... router, 106 ... router, 107 ... client, 108 ... client , 109, domain, 110, multicast group, 111, multicast group, 301, line failure location, 1110, transfer processing unit, 1111, line interface unit, 1112, line interface unit, 1113, packet transfer processing unit, 1120, uni Cast route control unit, 1121 ... unicast routing table, 1122 ... unicast routing protocol control unit, 1130 ... multicast route control unit, 1131 ... Cast routing table 1132 ... pathway and load balancing path generator control unit, 1133 ... multicast routing protocol control unit, 1201 ... CPU, 1202 ... memory, 1203 ... packet forwarding engine 1204 ... address management memory.

Claims

A network composed of a multicast distribution server and a plurality of multicast transfer devices connected to the multicast distribution server,
The plurality of multicast transfer devices exchange unicast route information and alternative route information,
A network characterized by preparing a plurality of multicast transfer paths.

In the multicast transfer device connected to the multicast distribution server,
When receiving a multicast participation request packet, as a main route, the line interface that has received the multicast participation request packet is a multicast transfer output line,
When a multicast alternative route request packet is received, the multicast participation request packet and the multicast alternative route request packet are compared to determine an alternative route, and an alternative route confirmation response is transmitted to the determined alternative route. Multicast forwarding device.

In the multicast forwarding device connected to the client,
When a first multicast participation request packet is received from the client, a second multicast participation request packet is transmitted from the first line interface, and an alternative route request packet is transmitted from the third line interface. Multicast forwarding device.