JP2008054078A - マルチキャストシステム - Google Patents

Abstract

【課題】マルチキャストデータを生成する装置側のメンテナンスや故障の際にも、クライアント端末がマルチキャストデータを安定して受信できるマルチキャストシステムを提供する。
【解決手段】同一内容のマルチキャストデータを生成する複数のマルチキャストデータ生成装置からマルチキャストデータを受け、複数のクライアント端末に配信するマルチキャストサーバであり、マルチキャストデータ生成装置の各々は、マルチキャストデータを順次パケット化して送出し、そのうちの少なくとも１つのマルチキャストデータ生成装置から送出されたパケットを取り込み、パケット毎にその生成元であるマルチキャストデータ生成装置を判別し、判別された生成元が新しい生成元であると判定した場合には、新しい生成元を転送対象生成元に設定する。取り込まれたパケットのうちで生成元が転送対象生成元に一致するパケットのみが該クライアント端末に向けて転送される。
【選択図】図２

Description

本発明は、パケットネットワークを介して複数のクライアント端末の各々に同一内容のデータ、すなわちマルチキャストデータを配信するマルチキャストシステムに関する。

近年、ブロードバンドの急速な普及に伴い、インターネットを用いた映像配信サービスの利用が急激に増えている。映像配信で主流のビデオ・オン・デマンド（Video on Demand）型サービスは、１対１通信であるユニキャスト通信を用いている。しかし、視聴者数が増加するとサーバやネットワークへの負荷および管理コストが爆発的に高くなるため、低コストで多くの視聴者に映像配信を行う放送型サービスとして１対多通信となるマルチキャスト通信の適用が検討されている。

マルチキャスト通信では複数の相手に同じデータが送られる。多数の人が相手であっても送信元は１回パケットを送り出すだけで、複数の相手に送り届けることができる。これは、パケットがインターネットの経路の途中にあるルータを通るたびに必要な数だけコピーされるからである。このため、映像や音声といったサイズの大きなデータを送る場合でも、ネットワークの混雑が解消され、サーバも多大な仕事量をこなさなくてもよい利点がある。かかるマルチキャスト通信の１例としては、マルチキャスト通信システムと題する特許文献１の記載が参照される。

ところで、かかるマルチキャストシステムによる映像コンテンツの放送は、多数のクライアントが同時に視聴すると想定されるために、映像配信が途切れることのない安定した運用が求められる。この点、１対１通信であるユニキャスト通信においては、映像配信が何らかの事情により途切れた場合にも個別に再送することで対処し得る。
特開２００３−２７３９２６号公報

しかしながら、多数のクライアントが視聴するとマルチキャスト通信においてはかかる方法を採ることは困難である。そのため、マルチキャストを行う装置がメンテナンスや故障等により使用不能時には放送が途切れてしまうこととなる。

本発明の目的は、マルチキャストデータを生成する装置側のメンテナンスや故障の際にも、クライアント端末がマルチキャストデータを安定して受信できるマルチキャストシステムを提供することである。

本発明によるマルチキャストシステムは、各々が同一内容のマルチキャストデータを生成する複数のマルチキャストデータ生成装置を含み、該マルチキャストデータを複数のクライアント端末に配信するマルチキャストシステムであり、該マルチキャストデータ生成装置の各々は、生成したマルチキャストデータを順次パケット化してパケット列を生成するパケット化手段を含み、該マルチキャストデータ生成装置のうちの少なくとも１つのマルチキャストデータ生成装置から送出されたパケットを取り込むパケット取込手段と、取り込まれたパケット毎にその生成元であるマルチキャストデータ生成装置を判別する生成元判別手段と、判別された生成元が新しい生成元であると判定した場合には、当該新しい生成元を転送対象生成元に設定する転送対象設定手段と、取り込まれたパケットのうちでその生成元が該転送対象生成元に一致するパケットのみを該クライアント端末に向けて転送するパケット転送手段とを含むことを特徴とする。

本発明によるマルチキャストシステムによれば、マルチキャストデータを生成する装置側のメンテナンスや故障の際にも、新たに生成元となった装置からのパケットのみがクライアント端末に向けて転送される構成が与えられる。これにより、クライアント端末においてマルチキャストデータが途切れること無く安定して受信することができる。

本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明による第１の実施例を示し、マルチキャストシステムを含む全体の構成を示している。マルチキャストサーバ装置３０及び複数のマルチキャストデータ生成装置１１及び１２は、本発明によるマルチキャストシステムを構成する。マルチキャストデータ生成装置１１及び１２の各々は、映像コンテンツ等のマルチキャストデータを生成し、これを順次パケット列ＲＴＰパケット列を生成する装置である。ＲＴＰパケットは、ＩＰパケットにカプセル化されて例えばＬＡＮ回線にてマルチキャストサーバ装置３０に送出される。通常、マルチキャストデータ生成装置１１及び１２は、同一内容のマルチキャストデータを同一タイミングにて生成するように運用される。

図示されるように、例えば、マルチキャストデータ生成装置１１がメンテナンスや故障の際には、運用中のマルチキャスト生成装置１１の動作を一度停止し、他のマルチキャストデータ生成装置１２を起動してマルチキャストデータの生成元を切り替える運用を行う必要がある。このとき、マルチキャストデータを受信するクライアント端末にとってはマルチキャストデータが途切れることなく受信できるようにしなければならない。

マルチキャストサーバ装置３０は、インターネットの如きパケット網４０を介して複数のクライアント端末５１〜５ｎ（ｎは正数）に接続される。マルチキャストサーバ装置３０は、マルチキャストデータ生成装置１１及び１２のうちの何れかから送出されたＲＴＰパケット列を、クライアント端末５１〜５ｎにパケット網４０を介して同報配信すなわちマルチキャスティングするサーバである。ＲＴＰパケット列の配信は、ＲＴＰ（Realtime Transfer Protocol）を使用して送出される。

マルチキャスティングとは、あるグループとして認識される複数のクライアント端末に同じ情報を送信する技術である。例えば、パケット網４０をインターネットの如きＩＰ網とすると、マルチキャスト・アドレス （multicast address）がマルチキャスティングのための特別の宛先ＩＰアドレスとして用いられる。例えば、クラスD（224.0.0.0〜239.255.255.255）というＩＰアドレスが規格上マルチキャストアドレスとして予約されている。これらのアドレスに向けてマルチキャストを行うと、ＩＰパケットを受信したルータあるいはスイッチ等のルーティング装置が、そのグループに参加している全てのクライアント端末にそのパケットを配信することが行われる。また、データ配信用とは別のマルチキャスト制御のためのＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）プロトコルを用いて個々のクライアント端末がマルチキャスト・グループへ参加あるいは離脱する如き動的な設定を行うようにすることもできる。

本実施例では、マルチキャストサーバ装置３０は、マルチキャストのためのＩＰアドレスとして、例としてＡＡ．ＢＢ．ＣＣ．ＤＤを用い、このＩＰアドレス宛にマルチキャストデータのＩＰパケットを送出する。ＡＡ．ＢＢ．ＣＣ．ＤＤ宛に送出されたマルチキャストデータは、クライアント端末５１〜５ｎにおいて共通に受信され同一内容のコンテンツが再生される。

図２は、図１により示されたマルチキャストサーバ装置３０の内部構成を示している。マルチキャストサーバ装置３０は、ＲＴＰパケット転送部３１と、ＳＳＲＣ設定部３２と、パケット廃棄部３３とを備える。ＲＴＰパケット転送部３１は、マルチキャストデータ生成装置１１及び１２の各々から送出される各ＲＴＰパケット列を受信してパケット網４０に向けて転送する機能を備える。ＳＳＲＣ設定部３２は、各ＲＴＰパケット列のＲＴＰパケットのＳＳＲＣの値を判別し、判別したＳＳＲＣの値が従前には運用されていない新しい値である場合に、パケット廃棄部３３に当該新しいＳＳＲＣの値を「転送対象ＳＳＲＣ値」に設定する機能を備える。パケット廃棄部３３は、ＲＴＰパケット転送部３１から送出される複数のＲＴＰパケット列のＲＴＰパケットを監視し、個々のＲＴＰパケットに含まれるＳＳＲＣの値を判別し、「転送対象ＳＳＲＣ値」に一致するＲＴＰパケットのみを通過せしめ、一方で「転送対象ＳＳＲＣ値」に一致しないＲＴＰパケットを破棄する機能を備える。通過されたＲＴＰパケットは、パケット網４０を介してクライアント端末５１〜５ｎに向けて配信される。

ここで、ＳＳＲＣ（Syncronized Source Identifier）とは、送信元を識別するための識別子であり、ＲＴＰパケットのフォーマットにおいて定義されている。ＲＴＰパケットは、インターネット等のパケット網においてはＩＰパケットにカプセル化されて伝送される。

図３は、ＩＰパケットの標準的なフォーマットを示している。ＩＰパケットは、ＩＰヘッダ及びＵＤＰヘッダの後に、ＵＤＰペイロードとしてＲＴＰパケットを含む。ＲＴＰパケットは、ＲＴＰプロトコルにおける制御情報を含むＲＴＰヘッダと、ＲＴＰプロトコルにより伝送されるべきデータを格納するＲＴＰペイロードとから構成される。

ＲＴＰヘッダは、ＲＴＰのバージョン（Ｖ）、ペイロードの種類（payload type）、ＲＴＰパケットのシーケンス番号（sequence number）、タイムスタンプ（timestamp）等を含み、前述したＳＳＲＣである送信者識別子（ssrc）を含む。本実施例では、該送信者識別子（ssrc）がマルチキャストデータの生成元を識別するための情報として用いられる。

ＳＳＲＣの値は、マルチキャスト配信を行うシステムにおいて予め定義しておくことができる。本実施例では、マルチキャストデータ生成装置１１が送出するＲＴＰパケットの各々にはＳＳＲＣの値として「ＦＦ」が設定され、マルチキャストデータ生成装置１２が送出するＲＴＰパケットの各々にはＳＳＲＣの値として「ＧＧ」が設定されているものとする。また、トランスポート層に位置するＵＤＰと、アプリケーション層に位置するＲＴＰとの間で適切に情報を交換するために利用されるポート番号には「ＥＥ」が設定される。

図４は、マルチキャストデータ生成装置１１及び１２とマルチキャストサーバ装置３０とが連携して行う動作の処理手順を示している。前提として、マルチキャストデータ生成装置１１及び１２の両方から送出されるＲＴＰパケットは、ＩＰパケットにカプセル化されていて、共通してマルチキャスト配信のＩＰアドレスとして「ＡＡ．ＢＢ．ＣＣ．ＤＤ」が格納され、ポート番号として「ＥＥ」が格納されいているものとする。

先ず、運用中のマルチキャストデータ生成装置１１が、ＳＳＲＣの値を「ＦＦ」とするＲＴＰパケットにてマルチキャストデータをマルチキャストサーバ装置３０に送出しているとする（ステップＳ１）。マルチキャストサーバ装置３０は、送出されたマルチキャストデータを取り込み、ＲＴＰパケット中のＳＳＲＣの値「ＦＦ」を認識することで生成元がマルチキャストデータ生成装置１１であることを判別し、転送対象ＳＳＲＣの値を「ＦＦ」に設定する（ステップＳ２）。

かかる状況において、マルチキャストデータ生成装置１１が継続して運用中であって且つマルチキャストデータ生成装置１２が待機中であれば、マルチキャストサーバ装置３０は、連続して受信するＲＴＰパケット毎にそのＳＳＲＣを抽出し、該ＳＳＲＣの値が転送対象ＳＳＲＣに一致するか否かを判定する（ステップＳ５）。マルチキャストサーバ装置３０は、マルチキャストデータ生成装置１１からＳＳＲＣの値を「ＦＦ」とするＲＴＰパケットを受信していることから、ＳＳＲＣの値が転送対象ＳＳＲＣに一致していると判定し、当該ＲＴＰパケットを転送する（ステップＳ７）。転送されたＲＴＰパケットは、クライアント端末に向けて配信される。

一方、マルチキャストデータ生成装置１１がメンテナンスまたは障害のために停止する必要が生じた場合、マルチキャストデータ生成装置１２が運用者により起動される。マルチキャストデータ生成装置１２は、ＳＳＲＣの値を「ＧＧ」とするＲＴＰパケットにてマルチキャストデータをマルチキャストサーバ装置３０に送出開始する（ステップＳ３）。このとき、マルチキャストサーバ装置３０は、送出されたマルチキャストデータを取り込み、ＲＴＰパケット中のＳＳＲＣの値「ＧＧ」を認識することで生成元がマルチキャストデータ生成装置１２であることを判別する。マルチキャストサーバ装置３０は、ＳＳＲＣの値が従前とは異なる「ＧＧ」であるＲＴＰパケットを受信することで新しい生成元のマルチキャストデータ生成装置１２からの送出開始を検知し、転送対象ＳＳＲＣの値を「ＧＧ」に設定変更する（ステップＳ４）。ここで、新しい生成元のＳＳＲＣであるか否かを判別する方法として、現在時点に至る所定期間、例えば１時間あるいは１日にわたって検知されることがなかったＳＳＲＣの値であることを検知することで、当該マルチキャストデータ生成装置が新しい生成元であると判定する。

かかる状況において、マルチキャストサーバ装置３０は、受信したＲＴＰパケット毎にＳＳＲＣを抽出し、該ＳＳＲＣの値が転送対象ＳＳＲＣに一致するか否かを判定する（ステップＳ５）。このとき、マルチキャストサーバ装置３０は、マルチキャストデータ生成装置１１からＳＳＲＣの値を「ＦＦ」とするＲＴＰパケットを受信していると共に、マルチキャストデータ生成装置１２からＳＳＲＣの値を「ＧＧ」とするＲＴＰパケットを並行して受信している。

そこで、マルチキャストサーバ装置３０は、マルチキャストデータ生成装置１１から送出されるＲＴＰパケットのＳＳＲＣの値が転送対象ＳＳＲＣに一致していないと判定して、当該ＲＴＰパケットを破棄する（ステップＳ６）。一方、マルチキャストデータ生成装置１２から送出されるＲＴＰパケットのＳＳＲＣの値が転送対象ＳＳＲＣに一致していると判定して、当該ＲＴＰパケットを転送する（ステップＳ７）。転送されたＲＴＰパケットは、クライアント端末に向けて配信される。

以上の様に第１の実施例において、マルチキャストサーバ装置３０は、ＳＳＲＣの値が従前とは異なるＲＴＰパケットを検知することで、新しい生成元であるマルチキャストデータ生成装置からのマルチキャストデータの送出を判定している。そして、従前からの生成元であるマルチキャストデータ生成装置からのＲＴＰパケットを破棄すると共に、新しい生成元であるマルチキャストデータ生成装置からのＲＴＰパケットを転送するようにしている。これにより、マルチキャストデータを途切れさせることなく配信することができる。例えば、マルチキャストデータ生成装置１１を保守のために運用停止にする必要があるとき、マルチキャストデータ生成装置１２を起動してマルチキャストデータのＲＴＰパケットをマルチキャストサーバ装置３０に送出開始するだけで、マルチキャストデータ生成装置１１からマルチキャストデータ生成装置１２への切替が行われ、起動時間等の遅延によりマルチキャストデータが途切れてしまうような事態を回避することができる。
＜第２の実施例＞
図５は、本発明による第２の実施例を示し、マルチキャストシステムを含む全体の構成を示している。ここで、マルチキャストデータ生成装置である複数の映像配信装置１１’及び１２’がネットワークスイッチ装置６０に接続されている。複数の映像配信装置１１’及び１２’の各々は、映像コンテンツの映像信号を符号化（エンコード）し、符号化した映像信号を順次パケット化してＲＴＰパケット列を生成する装置である。各ＲＴＰパケットは、ＩＰパケットにカプセル化されて、例えばＬＡＮ回線にてマルチキャストサーバ装置３０に送出される。複数の映像配信装置１１’及び１２’は、同一内容のＲＴＰパケット列を同一タイミングにて生成するように運用される。

ネットワークスイッチ装置６０は、ＲＴＰパケット転送部６１と、ＳＳＲＣ設定部６２と、パケット廃棄部６３とを備える。ＲＴＰパケット転送部６１は、送出される各ＲＴＰパケット列を受信してマルチキャストサーバ装置３０に向けて転送する機能を備える。ＳＳＲＣ設定部６２は、各ＲＴＰパケット列のＲＴＰパケットのＳＳＲＣの値を判別し、判別したＳＳＲＣの値が新しい値である場合に、パケット廃棄部３３に当該新しいＳＳＲＣの値を「転送対象ＳＳＲＣ値」として設定する機能を備える。パケット廃棄部６３は、ＲＴＰパケット転送部６１から送出される複数のＲＴＰパケット列のＲＴＰパケットを監視し、個々のＲＴＰパケットに含まれるＳＳＲＣの値を判別し、「転送対象ＳＳＲＣ値」に一致するＲＴＰパケットを通過せしめ、一方で「転送対象ＳＳＲＣ値」に一致しないＲＴＰパケットを破棄する機能を備える。通過されたＲＴＰパケットは、マルチキャストサーバ装置３０’に向けて転送される。

マルチキャストサーバ装置３０’は、通常のマルチキャストサーバ装置であり、インターネットの如きパケット網４０を介して１つのクライアント端末５１〜５ｎに接続される。マルチキャストサーバ装置３０’は、ネットワークスイッチ装置６０から送出されたＲＴＰパケット列を、クライアント端末５１〜５ｎにパケット網４０を介して同報配信すなわちマルチキャスティングする。

以上の第２実施例において、複数の映像配信装置１１’及び１２’、ネットワークスイッチ装置６０並びにマルチキャストサーバ装置３０’によりマルチキャストシステムが構成されている。本第２実施例では、ネットワークスイッチ装置６０を別異に設けることにより、通常のマルチキャストサーバ装置をそのまま用いて第１の実施例と同様の作用効果を得ている。

本発明による第１の実施例を示し、本発明によるマルチキャストシステムを含む全体の構成を示すブロック図である。 図１により示されたマルチキャストサーバ装置３０の内部構成を示すブロック図である。 ＩＰパケットに含まれるＲＴＰパケットのフォーマットを示す図である。 マルチキャストデータ生成装置１１及び１２とマルチキャストサーバ装置３０とが連携して行う動作の処理手順を示しているシーケンス図である。 本発明による第２の実施例を示し、本発明によるマルチキャストシステムを含む全体の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１、１２ マルチキャストデータ生成装置
１１’、１２’ 映像配信装置
３０、３０’ マルチキャストサーバ装置
３１ ＲＴＰパケット転送部
３２ ＳＳＲＣ設定部
３３ パケット廃棄部
４０ パケット網
５１〜５ｎ クライアント端末
６０ ネットワークスイッチ装置
６１ ＲＴＰパケット転送部
６２ ＳＳＲＣ設定部
６３ パケット廃棄部

Claims (3)

1. 各々が同一内容のマルチキャストデータを生成する複数のマルチキャストデータ生成装置を含み、前記マルチキャストデータを複数のクライアント端末に配信するマルチキャストシステムであって、
   前記マルチキャストデータ生成装置の各々は、生成したマルチキャストデータを順次パケット化してパケット列を生成するパケット化手段を含み、
   前記マルチキャストデータ生成装置のうちの少なくとも１つのマルチキャストデータ生成装置から送出されたパケットを取り込むパケット取込手段と、
   取り込まれたパケット毎にその生成元であるマルチキャストデータ生成装置を判別する生成元判別手段と、
   判別された生成元が新しい生成元であると判定した場合には、当該新しい生成元を転送対象生成元に設定する転送対象設定手段と、
   取り込まれたパケットのうちでその生成元が前記転送対象生成元に一致するパケットのみを前記クライアント端末に向けて転送するパケット転送手段と、
   を含むことを特徴とするマルチキャストシステム。
2. 前記転送対象設定手段は、判別された生成元が現在時点に至る所定期間にわたって検知することがなかった場合、当該生成元が新しい生成元であると判定することを特徴とする請求項１記載のマルチキャストシステム。
3. 前記生成元判別手段は、前記パケットに含まれるＲＴＰヘッダのＳＳＲＣの値に応じて前記生成元を判別することを特徴とする請求項１記載のマルチキャストシステム。

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