JP2009272801A - マルチキャスト通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｐ２Ｐネットワークとアクセス網を結ぶ回線のトラフィックを低減することができるマルチキャスト通信方法を得ること。
【解決手段】端末がマルチキャストグループ参加要求を送信するステップ（Ｓ２１）と、Ｐ２Ｐネットワーク内で前記参加要求をアクセス網識別子に基づいて転送し、グループ識別子とアクセス網識別子に基づいてグループアドレスの割り当てを行うステップ（Ｓ２２〜Ｓ３２）と、端末が、グループアドレスを用いて所定のマルチキャスト通信方式による参加処理を行うステップ（Ｓ３３）と、Ｐ２Ｐネットワークがマルチキャストグループ宛パケットをグループ識別子に対応するアクセス網に接続するカプセル化装置へパケットを転送し、カプセル化装置が転送されたパケットをグループアドレスでカプセル化するステップと、を含む。
【選択図】 図４

Description

本発明は、アクセス網とアクセス網内の端末を分散管理するピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワークとを含むネットワークにおいて端末がマルチキャスト通信を行う場合のマルチキャスト通信方法に関する。

近年、社会インフラネットワークやキャリアネットワークにおいて、データ配信・共有を効率的に行うためＰ２Ｐ通信技術が使用されている。Ｐ２Ｐ通信技術では、Ｐ２Ｐネットワークを構成する各Ｐ２Ｐノードは、ネットワーク内の全ての経路情報を所有せず一部のリンク情報（転送情報）を保持する（たとえば、下記特許文献１）。

また、Ｐ２Ｐ通信技術を用いてアクセス網内の端末を分散管理する通信システムもある。この場合、Ｐ２Ｐネットワークを構成するＰ２Ｐノードが、アクセス網内に存在する端末を収容し、端末情報の分散管理，パケット転送を行っている。

上述のようなＰ２Ｐネットワークとアクセス網を含むネットワークシステムでマルチキャスト通信を行う場合、まず、送信元端末は、送信元端末を収容するＰ２Ｐノードにマルチキャストグループ宛パケットを送信する。つぎに、送信元端末を収容するＰ２Ｐノードは、パケットの複製と転送を行う配信ノードに、パケットを転送する。そして、配信ノードは、マルチキャスト通信用の転送テーブルに従い配信先のＰ２Ｐノード分のパケットを複製して配信先のＰ２Ｐノードへ転送を行う。最後に、パケットを受信した各Ｐ２Ｐノードは、マルチキャスト通信用の転送テーブルに従い、自ノードが収容する端末のうち配信先（そのマルチキャストグループに参加している端末）の端末分パケットを複製して配信先の端末へ転送を行う。

特開２００７−０５３６６２号公報

しかしながら、上記従来のＰ２Ｐネットワークとアクセス網を含むネットワークシステムでは、Ｐ２Ｐノードは、端末が属するアクセス網を意識せずに配信先の端末へパケットの転送を行っている。したがって、同一のアクセス網に属する複数の端末がそのマルチキャストグループに参加している場合、Ｐ２Ｐネットワーク内で複製された同一内容の複数のパケットが同一アクセス網に送信されることになる。そのため、マルチキャストグループに参加する同一のアクセス網に属する端末の数が増加するとＰ２Ｐネットワークとアクセス網を結ぶ回線のトラフィックが増加する、という問題があった。一般的に、この回線の帯域は細いため（Last One Mile問題）、特にトラフィック増加が問題になる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、Ｐ２Ｐネットワークとアクセス網を結ぶ回線のトラフィックを低減することができるマルチキャスト通信方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、中継装置と端末で構成されるアクセス網と、複数のピアツーピアノードで構成されかつ前記端末を分散管理するピアツーピアネットワークと、前記アクセス網と前記ピアツーピアネットワークを接続するカプセル化装置と、で構成される通信システムにおけるマルチキャスト通信方法であって、前記端末が、自身の識別子と、自身が属するアクセス網の識別子であるアクセス網識別子と、参加を要求するマルチキャストグループの識別子であるグループ識別子と、を含むマルチキャストグループ参加要求を送信する参加要求送信ステップと、ピアツーピアネットワーク内で前記参加要求を前記参加要求に含まれるアクセス網識別子に基づいて転送し、前記参加要求に含まれるグループ識別子とアクセス網識別子の対応を保持し、前記グループ識別子と前記アクセス網識別子とに基づいてグループアドレスの割り当てを行い、割り当てたアドレスを前記参加要求の送信元端末に通知する参加処理ステップと、前記送信元端末が、受信した通知に含まれるグループアドレスを用いて所定のマルチキャスト通信方式による参加処理を行うマルチキャスト参加ステップと、前記ピアツーピアノードがマルチキャストグループ宛パケットを受信した場合、ピアツーピアネットワークで、保持している対応に基づいて前記パケットに含まれるグループ識別子に対応するアクセス網識別子に対応するアクセス網に接続するカプセル化装置へパケットを転送し、前記カプセル化装置が転送されたパケットを前記グループアドレスでカプセル化して対応するアクセス網に転送するパケット転送ステップと、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、Ｐ２Ｐネットワークのマルチキャスト情報管理ノードがマルチキャストグループとアクセス網の組に対して同一のアドレスを割り当て、同報Ｐ２Ｐノードは、同一アクセス網への端末へマルチキャストグループ宛のパケットを転送する場合には、アクセス網に対応するカプセル化装置にパケットを転送し、カプセル化装置が、マルチキャストグループ宛のパケットを割り当てられたアドレスでカプセル化してアクセス網に送信し、端末はそのアドレスを用いてアクセス網の所定のマルチキャスト通信方式でマルチキャストグループに参加することとしたため、アクセス網にはそのアクセス網内の配信先端末の数に依存せずに、Ｐ２Ｐネットワークから１組のパケットが送信される。このため、Ｐ２Ｐネットワークとアクセス網を結ぶ回線のトラフィックを低減することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかるマルチキャスト通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明にかかるマルチキャスト通信方法を実現する通信システムの構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の通信システムは、パーソナルコンピュータに代表される端末１−１〜１−５と、ルータに代表される中継装置２−１〜２−３と、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ノードとして機能する通信装置であるＰ２Ｐノード３−１〜３−６と、パケットのカプセル化を行うカプセル化装置４−１，４−２と、で構成される。中継装置２−１と端末１−１はアクセス網５−１を構成し、中継装置２−２と端末１−２，１−３はアクセス網５−２を構成し、中継装置２−３と端末１−４，１−５はアクセス網５−３を構成し、Ｐ２Ｐノード３−１〜３−６は、Ｐ２Ｐネットワーク６を構成する。また、Ｐ２Ｐネットワーク６とアクセス網５−２の間、Ｐ２Ｐネットワーク６とアクセス網５−３の間には、それぞれカプセル化装置４−１，４−２が配置される。

本実施の形態のアクセス網５−２，５−３は、それぞれアクセス網独自のマルチキャスト通信方式（ＩＰ（Internet Protocol）マルチキャストなど）を具備していることとする。たとえば、ＩＰマルチキャスト方式を具備している場合には、端末１−２，１−３（または端末１−４，１−５）はＩＰマルチキャストに必要なプロトコルを実装しており、中継装置２−１（または２−２）は、ＩＰマルチキャストルータである。なお、アクセス網５−２，５−３は、同一のマルチキャスト通信方式である必要はない。

Ｐ２Ｐネットワーク６を構成するＰ２Ｐノード３−１〜３−６は、ＤＨＴ（Distributed Hash Table）などの方法により、端末１−１〜１−５を分散管理している。ここでは、一例として、端末１−１，１−４，１−５をＰ２Ｐノード３−６が、端末１−２，１−３を、Ｐ２Ｐノード３−１が管理していることとする。

また、Ｐ２Ｐノード３−１〜３−６のうちの１つを、マルチキャスト情報管理ノードとして設定する。マルチキャスト情報管理ノードは、マルチキャストグループ識別子と、アクセス網識別子と、アクセス網マルチキャストサポートの有無と、アクセス網マルチキャストサポート有りの際のアクセス網マルチキャストホストグループと、を管理するノードである。マルチキャスト情報管理ノードは、ネットワーク管理者が設定する。なお、マルチキャスト情報管理ノードは、Ｐ２Ｐノードの識別子からハッシュ関数などにより生成するなど、動的に一意に設定しても良い。ここでは、Ｐ２Ｐノード３−２が、マルチキャスト情報管理ノードとして設定されていることとする。

つづいて、本実施の形態のマルチキャストグループ生成処理について説明する。図２は、本実施の形態のマルチキャストグループ生成処理の一例を示すチャート図である。図２に示すように、まず、端末１−２が、端末１−２を収容する（管理する）収容ノードであるＰ２Ｐノード３−１にマルチキャストグループ生成要求メッセージを送信する（ステップＳ１１）。このとき、メッセージペイロードには、作成対象のマルチキャストグループの識別子（マルチキャストグループ識別子）とアクセス網の識別子（アクセス網識別子）を格納する。マルチキャストグループ生成要求メッセージを受信したＰ２Ｐノード３−１は、マルチキャスト情報管理ノードであるＰ２Ｐノード３−２に受信したメッセージを転送する（ステップＳ１２）。

マルチキャストグループ生成要求メッセージを受信したＰ２Ｐノード３−２は、グループ生成処理を実行する（ステップＳ１３）。グループ生成処理は、自身が管理する管理テーブルに、マルチキャストグループ生成要求メッセージで生成が要求されたマルチキャストグループを追加する処理である。具体的には、まず、Ｐ２Ｐノード３−２は、受信したマルチキャストグループ生成要求メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子が管理テーブルに既に存在するか否かを判断する。そして、マルチキャストグループ識別子が管理テーブルに存在しないと判断した場合は、自身が管理するデータベースから、アクセス網識別子をキーとしてそのアクセス網に対応するマルチキャストサポート情報（アクセス網独自のマルチキャスト通信方式の具備の有無）を検索し、検索結果を管理テーブルに追加する。なお、Ｐ２Ｐノード３−２は、アクセス網ごとのマルチキャスト通信サポート情報をデータベースとして保持していることとする。また、マルチキャストグループ識別子が管理テーブルに既に存在する場合、そのマルチキャストグループが既に生成済みであるとし、管理テーブルへエントリの追加は行わない。ただし、マルチキャストグループ識別子が管理テーブルに既に存在する場合でも、そのマルチキャストグループ識別子に対応するアクセス網識別子が異なる場合には、受信したメッセージに含まれるアクセス網識別子を新たに追加する。

図３は、マルチキャスト情報管理ノード（この場合はＰ２Ｐノード３−２）が保持し、また管理する管理テーブルの一例を示す図である。図３に示すようにこの管理テーブルには、マルチキャストグループ識別子，アクセス網識別子，マルチキャストサポート情報，アクセス網マルチキャストホストグループがそれぞれ対応づけられて格納されている。ステップＳ１３の処理では、このテーブルを参照して、受信したマルチキャストグループ生成要求メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子がこのテーブルに無い場合に、そのマルチキャストグループ識別子について新たに管理テーブルにエントリを追加し、対応するアクセス網識別子，マルチキャストサポート情報を格納する。また、同一のマルチキャストグループ識別子が存在した場合に、アクセス網識別子を新たに追加する場合には、そのマルチキャストグループ識別子についてアクセス網識別子，マルチキャストサポート情報を追加する。アクセス網マルチキャストホストグループについては後述する。

そして、Ｐ２Ｐノード３−２は、「生成済み」，「生成成功（管理テーブルに要求されたマルチキャストグループを正常に追加）」，「生成失敗（生成済みでもなく生成成功でもない場合）」の３つのいずれであったかを示す生成情報と、管理テーブルに格納されたそのアクセス網に対応するマルチキャストサポート情報を、Ｐ２Ｐノード３−１経由で端末１−２に通知する（ステップＳ１４）。

端末１−２は、ステップＳ１４で通知されたマルチキャストサポート情報に基づいて、自身が属するアクセス網のマルチキャストサポートの有無を判断し、マルチキャストサポート有りの場合、後述のマルチキャストグループ参加処理およびマルチキャストパケット受信処理により、マルチキャスト通信を行う。また、マルチキャストサポート無しの場合には、従来技術の方法によりマルチキャスト通信を行う。なお、本実施の形態では、独自のマルチキャスト通信方式を具備しないアクセス網も含むこととし、マルチキャストサポート情報を管理テーブルに格納し、また、マルチキャストサポート情報を端末１−２に通知するようにしたが、独自のマルチキャスト通信方式を具備するアクセス網のみを含む場合には、マルチキャストサポート情報に関する処理を行わないようにしてもよい。具体的には、この場合、マルチキャスト情報管理ノードはマルチキャストサポート情報を保持せず、管理テーブルに含まず、また、端末にも送信しない。

つづいて、端末が、マルチキャストグループに参加するマルチキャストグループ参加処理について説明する。図４は、本実施の形態のマルチキャストグループ参加処理の手順の一例を示すチャート図である。図４に示すように、まず、マルチキャストグループへの参加を要求する端末１−２が、端末１−２の収容ノードであるＰ２Ｐノード３−１にマルチキャストグループ参加要求メッセージを送信する（ステップＳ２１）。このとき、メッセージペイロードには、参加するマルチキャストグループ識別子とアクセス網識別子と自身の識別子を格納する。マルチキャストグループ参加要求メッセージを受信したＰ２Ｐノード３−１は、マルチキャスト情報管理ノードであるＰ２Ｐノード３−２にメッセージを転送する（ステップＳ２２）。

マルチキャストグループ参加要求メッセージを受信したＰ２Ｐノード３−２は、グループ参加処理を実行する（ステップＳ２３）。グループ参加処理は、参加するマルチキャストグループ識別子とアクセス網識別子の組み合わせに対して、アクセス網マルチキャストホストグループの割り当てを行い、図３で例を示した管理テーブルに、割り当てたアクセス網マルチキャストホストグループを格納する処理である。本実施の形態では、マルチキャストグループ識別子が同じで、かつ、アクセス網識別子が同じ場合には、アクセス網マルチキャストホストグループが割り当てられる。したがって、同一アクセス網内で複数の端末が参加要求を行った場合には、新たな割り当ては行われない。

具体的には、たとえば、まず、Ｐ２Ｐノード３−２は、アクセス網識別子とそのアクセス網に割り当て可能なアドレスとの対応をデータベース化しておく。そして、そのデータベースから、受信したマルチキャストグループ参加要求メッセージに含まれるアクセス網識別子に対応するアドレスを検索し、検索結果のなかから未割り当てのアドレスを選択してアクセス網マルチキャストホストグループとして割り当てる。また、このデータベースには、アドレスごとに割り当て中のアドレスか否かを示す情報が含まれていることとする。なお、アクセス網マルチキャストホストグループは、マルチキャストグループ宛のパケットの宛先として使用するＩＰ（Internet Protocol）アドレスである。Ｐ２Ｐノード３−２は、割り当てたアクセス網マルチキャストホストグループを管理テーブルの対応する欄に格納する。ここでは、マルチキャストアドレス“２２４．１．１．１．”を割り当てたとする。図５−１は、アクセス網マルチキャストホストグループの割り当てを行った後の管理テーブルの一例を示す図である。

なお、このとき、既にアクセス網マルチキャストホストグループを割り当て済み（マルチキャストグループ識別子とアクセス網識別子の両方が同一の他の端末が既に参加要求しており、そのマルチキャストグループ識別子およびアクセス網識別子に対してアクセス網マルチキャストホストグループが割り当てられている場合）であった場合には、Ｐ２Ｐノード３−２は、管理テーブルから対応するアクセス網マルチキャストホストグループを読み出して、読み出した値を割り当て値とする。

また、Ｐ２Ｐノード３−２には、アクセス網ごとにそのアクセス網とカプセル化装置の識別子との対応が格納されていることとする。Ｐ２Ｐノード３−２は、格納されているデータベースから受信したマルチキャストグループ参加要求メッセージに含まれるアクセス網識別子に対応するカプセル化装置の識別子を取得する。

そして、Ｐ２Ｐノード３−２は、割り当てたアクセス網マルチキャストホストグループとデータベースから取得したカプセル化装置の識別子（ここでは、カプセル化装置４−１の識別子）とをマルチキャストグループ参加要求メッセージに追加して、追加後のメッセージをＰ２Ｐノード３−１へ転送する（ステップＳ２４）。

Ｐ２Ｐノード３−１は、受信したメッセージを複製して保持し、同報ノードであるＰ２Ｐノード３−３へ転送する（ステップＳ２５）。同報ノードとは、マルチキャストグループ識別子とアクセス網識別子に基づいて、ハッシュ関数などで一意に決定されるＰ２Ｐノードのことであり、この場合はＰ２Ｐノード３−３を同報ノードとする。

Ｐ２Ｐノード３−３は、マルチキャストグループ識別子と配信先装置（配信先のカプセル化装置）と端末（配信先の端末）とを対応づけて管理テーブルとして保持することとする。Ｐ２Ｐノード３−３は、受信したマルチキャストグループ参加要求メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子と配信先装置の識別子と端末の識別子に基づいて管理テーブルを更新する（ステップＳ２６）。具体的には、Ｐ２Ｐノード３−３は、自身が保持する管理テーブルに、受信したマルチキャストグループ参加要求メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子が存在しない場合には、受信したマルチキャストグループ参加要求メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子とカプセル化装置（配信先装置）の識別子と端末の識別子を追加する。自身が保持する管理テーブルに、受信したマルチキャストグループ参加要求メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子が既に存在する場合には、管理テーブルのそのマルチキャストグループ識別子に対応する欄に、メッセージに含まれる端末の識別子を追加する。図５−２はＰ２Ｐノード３−１が保持する管理テーブルの一例を示す図である。

また、Ｐ２Ｐノード３−３は、ステップＳ２６の更新の前の状態の管理テーブルに、受信したマルチキャストグループ参加要求メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子が存在したか否かを判断し（ステップＳ２７）、存在しなかった場合（ステップＳ２７ Ｎｏ）には、受信したマルチキャストグループ参加要求メッセージを複製し、複製後にカプセル化装置４−１へ転送する（ステップＳ２８）。そして、Ｐ２Ｐノード３−３は、受信したマルチキャストグループ参加要求メッセージに自身の識別子を追加して配信ノードであるＰ２Ｐノード３−４に転送する（ステップＳ２９）。

ステップＳ２７で、管理テーブルに受信したマルチキャストグループ参加要求メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子が存在したと判断した場合（ステップＳ２７ Ｙｅｓ）には、ステップＳ２９に進む。

Ｐ２Ｐノード３−４は、ステップＳ２９で転送されたマルチキャストグループ参加要求メッセージに基づいて自身が保持する管理テーブルを更新する（ステップＳ３０）。図５−３は、配信ノードが保持する管理テーブルの一例を示す図である。図５−３に示すように、管理テーブルには、マルチキャストグループ識別子と配信先Ｐ２Ｐノードが格納されている。管理テーブルの具体的方法としては、メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子が管理テーブルに既に存在する場合には、管理テーブルのそのマルチキャストグループ識別子に対応する同報ノード情報（同報ノードの識別子）を配信先Ｐ２Ｐノードとして追加する。メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子が管理テーブルに存在しない場合には、管理テーブルに、メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子と同報ノードの識別子（配信先Ｐ２Ｐノード）を、管理テーブルに追加する。

カプセル化装置４−１は、ステップＳ２８で転送されたマルチキャストグループ参加要求メッセージに基づいて自身が管理する管理テーブルを更新する（ステップＳ３１）。図５−４は、カプセル化装置４−１が保持する管理テーブルの一例を示す図である。図５−４に示すように、管理テーブルには、マルチキャストグループ識別子とアクセス網マルチキャストホストグループが格納されている。ステップＳ３１の管理テーブルの更新では、マルチキャストグループ参加要求メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子とアクセス網マルチキャストホストグループをこの管理テーブルに追加する。

また、Ｐ２Ｐノード３−１は、複製して保持しておいたメッセージに含まれるアクセス網マルチキャストホストグループを、端末１−２に通知する（ステップＳ３２）。そして、端末１−２は、アクセス網の中継装置２−２に対し、通知されたアクセス網マルチキャストホストグループを用いてマルチキャストグループへの参加を行う（ステップＳ３３）。具体的には、たとえば、アクセス網内のマルチキャスト通信方式がＩＰマルチキャストの場合には、「ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol） Report」を中継装置２−２に送信する。

つづいて、端末１−２が、マルチキャストグループ宛てのパケットを受信するマルチキャストパケット受信処理について説明する。図６は、本実施の形態のマルチキャストパケット受信処理の手順の一例を示すチャート図である。なお、ここでは、端末１−２〜１−５が、あらかじめ前述のマルチキャストグループ生成処理およびマルチキャストグループ参加処理によりマルチキャストグループ識別子が“１”のマルチキャストグループに参加していることとする。図７−１は、この状態で、Ｐ２Ｐノード３−２が保持する管理テーブルの一例を示す図である。図７−１に示す例では、マルチキャストグループ識別子が“１”のアクセス網マルチキャストホストグループとして、端末１−２，１−３が属するアクセス網５−２には“２２４．１．１．１”が、端末１−２，１−３が属するアクセス網５−３には“２２４．２．１．１”が割り当てられている。

図６に示すように、まず、端末１−１が、端末１−１の収容ノードであるＰ２Ｐノード３−６にマルチキャストグループ宛てのパケットを送信する（ステップＳ４１）。このパケットには、マルチキャストグループ識別子（この場合は、“１”）が含まれているとする。

Ｐ２Ｐノード３−６は、配信ノードであるＰ２Ｐノード３−４に受信したパケットを転送する（ステップＳ４２）。Ｐ２Ｐノード３−４は、自身が保持する管理テーブルを、受信したパケットに含まれるマルチキャストグループ識別子をキーとして検索し、対応する配信Ｐ２Ｐノードを取得し、取得した配信Ｐ２Ｐノードにパケットを転送する（ステップＳ４３）。図７−２は、配信ノードが保持する管理テーブルの一例を示す図である。ここでは、Ｐ２Ｐノード３−４の管理テーブルは、図７−２で示した状態とし、検索結果としてＰ２Ｐノード３−３および３−５が得られるため、パケットの転送先はＰ２Ｐノード３−３およびＰ２Ｐノード３−５となる。

Ｐ２Ｐノード３−３およびＰ２Ｐノード３−５は、自身が保持する管理テーブルを、受信したパケットに含まれるマルチキャストグループ識別子をキーとして検索し、対応する配信先装置を取得し、取得した配信先装置にパケットを転送する（ステップＳ４４）。図７−３は、Ｐ２Ｐノード３−３が保持する管理テーブルの一例を示す図であり、図７−４は、Ｐ２Ｐノード３−５が保持する管理テーブルの一例を示す図である。ここでは、管理テーブルは、図７−３と図７−４に示した状態とし、Ｐ２Ｐノード３−３は、配信先装置の検索結果としてカプセル化装置４−１を得る。また、Ｐ２Ｐノード３−５は、配信先装置の検索結果としてカプセル化装置４−２を得る。したがって、Ｐ２Ｐノード３−３はカプセル化装置４−１に、Ｐ２Ｐノード３−５はカプセル化装置４−２に、それぞれパケットを転送する。

カプセル化装置４−１および４−２は、受信したパケットに含まれるマルチキャストグループ識別子をキーとして自身が保持する管理テーブルを検索し、対応するアクセス網マルチキャストホストグループを取得し、取得したアドレスでカプセル化して自身が管理するアクセス網（中継装置）へ転送する（ステップＳ４５）。ここでは、カプセル化装置４−１および４−２が保持する管理テーブルは図５−４の状態とする。したがって、カプセル化装置４−１および４−２は、検索結果として、アクセス網マルチキャストホストグループ“２２４．１．１．１”を得て、パケットを“２２４．１．１．１”でカプセル化する。そして、カプセル化装置４−１は自身が管理するアクセス網５−２（中継装置２−２）へカプセル化したパケットを転送し、カプセル化装置４−２は自身が管理するアクセス網５−３（中継装置２−３）へカプセル化したパケットを転送する。

中継装置２−２は、転送されたパケットを受信するとパケットを複製し、ＩＰマルチキャストルータの機能により、アクセス網マルチキャストホストグループに参加する端末１−２，１−３に対してパケットを転送する。同様に、中継装置２−３は、パケットを複製し、端末１−４，１−５に対し、パケットを転送する（ステップＳ４６）。

つづいて、端末が、マルチキャストグループから離脱するグループ離脱処理について説明する。図８は、本実施の形態のグループ離脱処理の手順の一例を示すチャート図である。ここでは、端末１−２が、あらかじめ前述のマルチキャストグループ生成処理およびマルチキャストグループ参加処理により、マルチキャストグループ識別子が“１”のマルチキャストグループに参加していることとする。

まず、端末１−２が、端末１−２の収容ノードであるＰ２Ｐノード３−１にマルチキャストグループ離脱要求メッセージを送信する（ステップＳ５１）。このとき、メッセージペイロードには、離脱するマルチキャストグループ識別子とアクセス網識別子と自身の識別子を格納する。マルチキャストグループ離脱要求メッセージを受信したＰ２Ｐノード３−１は、マルチキャスト情報管理ノードであるＰ２Ｐノード３−２にメッセージを転送する（ステップＳ５２）。

マルチキャストグループ離脱要求メッセージを受信したＰ２Ｐノード３−２は、グループ離脱処理を実行する（ステップＳ５３）。具体的には、自身が保持する管理テーブルを受信したメッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子およびアクセス網識別子をキーとして検索し、対応するアクセス網マルチキャストホストグループを管理テーブルから削除する。また、Ｐ２Ｐノード３−２は、自身が保持するアクセス網識別子とそのアクセス網に割り当て可能なアドレスとの対応が格納されているデータベースのうち、受信したメッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子に対応するアドレスの割り当て情報の欄を割り当て中から未割当てに変更することにより、アクセス網マルチキャストホストグループの割り当て解除を行う。また、自身が保持するデータベースから、そのアクセス網識別子に対応するカプセル化装置（この場合はカプセル化装置４−１）の識別子を取得する。

そして、Ｐ２Ｐノード３−２は、取得したカプセル化装置の識別子と割り当て解除したアクセス網マルチキャストホストグループとを受信したメッセージに追加してＰ２Ｐノード３−１に転送する（ステップＳ５４）。Ｐ２Ｐノード３−１は、受信したメッセージを複製して保持し、同報ノードであるＰ２Ｐノード３−３へ転送する（ステップＳ５５）。

Ｐ２Ｐノード３−３は、受信したマルチキャストグループ離脱要求メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子と配信先装置の識別子と端末の識別子に基づいて管理テーブルを更新する（ステップＳ５６）。具体的には、Ｐ２Ｐノード３−３は、自身が保持する管理テーブルの、受信したマルチキャストグループ離脱要求メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子に対応する端末の欄から、受信したメッセージに含まれる端末の識別子を削除する。また、削除した端末の識別子以外に、そのマルチキャストグループ識別子に対応する端末がない場合には、そのマルチキャストグループ識別子のエントリ自体を削除する。

そして、Ｐ２Ｐノード３−３は、管理テーブルからそのマルチキャストグループ識別子のエントリを削除したか否かを判断し（ステップＳ５７）、エントリを削除した場合（ステップＳ５７ Ｙｅｓ）は、受信したマルチキャストグループ離脱要求メッセージを複製してカプセル化装置４−１へ転送する（ステップＳ５８）。そして、Ｐ２Ｐノード３−３は、受信したマルチキャストグループ離脱要求メッセージに自身の識別子を追加してＰ２Ｐノード３−４へ転送する（ステップＳ５９）。

また、ステップＳ５７でエントリを削除しなかった場合（ステップＳ５７ Ｎｏ）は、ステップＳ５９に進む。

Ｐ２Ｐノード３−４は、受信したマルチキャストグループ離脱要求メッセージに基づいて自身が保持する管理テーブルを更新する（ステップＳ６０）。具体的には、自身が保持する管理テーブルの、メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子に対応する配信Ｐ２Ｐノードの欄からメッセージに含まれる同報ノード（この場合はＰ２Ｐノード３−３）の識別子を削除する。また、管理テーブルに、削除した同報ノード以外に、メッセージに含まれるマルチキャストグループ識別子に対応する同報ノードが格納されていない場合、そのエントリ自体を削除する。

カプセル化装置４−１は、ステップＳ５８で転送されたマルチキャストグループ離脱要求メッセージに基づいて自身が管理する管理テーブルを更新する（ステップＳ６１）。具体的には、カプセル化装置４−１は、メッセージに含まれるグループ識別子とアクセス網マルチキャストホストグループを管理テーブルから削除する。

また、Ｐ２Ｐノード３−１は、複製して保持しておいたメッセージに含まれるアクセス網マルチキャストホストグループを、端末１−２に通知する（ステップＳ６２）。そして、端末１−２は、アクセス網の中継装置２−２に対し、通知されたアクセス網マルチキャストホストグループを用いてマルチキャストグループからの離脱を行う（ステップＳ６３）。具体的には、たとえば、アクセス網内のマルチキャスト通信方式がＩＰマルチキャストの場合には、「ＩＧＭＰ Leave Group」を中継装置２−２に送信する。

このように、本実施の形態では、端末からマルチキャストグループ参加要求メッセージを受信した収容ノードがマルチキャスト情報管理ノードにメッセージを転送する。そして、マルチキャスト情報管理ノードがそのマルチキャストグループ識別子とアクセス網識別子の組み合わせに対してアクセス網マルチホストグループを割り当て、割り当てたアクセス網マルチホストグループをカプセル化装置と端末に通知するようにした。そして、参加を要求した端末は、通知されたアクセス網マルチホストグループを用いてアクセス網内のマルチキャストグループへの参加を行う。また、カプセル化装置は、マルチキャストグループ宛のパケットをそのグループに対応するアクセス網マルチホストグループでカプセル化して中継装置に送信する。このため、同一アクセス網に属する端末に対しては、１組のパケットでマルチキャスト通信が可能となり、Ｐ２Ｐネットワークとアクセス網内ネットワークを結ぶ回線のトラフィックを軽減することができる。

以上のように、本発明にかかるマルチキャスト通信方法は、アクセス網とアクセス網内の端末を分散管理するＰ２Ｐネットワークを含む通信システムに有用であり、特に、アクセス網とＰ２Ｐネットワークの回線容量に制約のある通信システムに適している。

通信システムの構成例を示す図である。 マルチキャストグループ生成処理の一例を示すチャート図である。 マルチキャスト情報管理ノードが保持する管理テーブルの一例を示す図である。 マルチキャストグループ参加処理の手順の一例を示すチャート図である。 アクセス網マルチキャストホストグループの割り当てを行った後の管理テーブルの一例を示す図である。 Ｐ２Ｐノード３−１が保持する管理テーブルの一例を示す図である。 配信ノードが保持する管理テーブルの一例を示す図である。 カプセル化装置が保持する管理テーブルの一例を示す図である。 マルチキャストパケット受信処理の手順の一例を示すチャート図である。 マルチキャスト情報管理ノードが保持する管理テーブルの一例を示す図である。 配信ノードが保持する管理テーブルの一例を示す図である。 同報ノードが保持する管理テーブルの一例を示す図である。 同報ノードが保持する管理テーブルの一例を示す図である。 グループ離脱処理の手順の一例を示すチャート図である。

符号の説明

１−１〜１−５ 端末
２−１〜２−３ 中継装置
３−１〜３−６ Ｐ２Ｐノード
４−１，４−２ カプセル化装置
５−１〜５−３ アクセス網
６ ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワーク

Claims (3)

1. 中継装置と端末で構成されるアクセス網と、複数のピアツーピアノードで構成されかつ前記端末を分散管理するピアツーピアネットワークと、前記アクセス網と前記ピアツーピアネットワークを接続するカプセル化装置と、で構成される通信システムにおけるマルチキャスト通信方法であって、
   前記端末が、自身の識別子と、自身が属するアクセス網の識別子であるアクセス網識別子と、参加を要求するマルチキャストグループの識別子であるグループ識別子と、を含むマルチキャストグループ参加要求を送信する参加要求送信ステップと、
   ピアツーピアネットワーク内で前記参加要求を前記参加要求に含まれるアクセス網識別子に基づいて転送し、前記参加要求に含まれるグループ識別子とアクセス網識別子の対応を保持し、前記グループ識別子と前記アクセス網識別子とに基づいてグループアドレスの割り当てを行い、割り当てたアドレスを前記参加要求の送信元端末に通知する参加処理ステップと、
   前記送信元端末が、受信した通知に含まれるグループアドレスを用いて所定のマルチキャスト通信方式による参加処理を行うマルチキャスト参加ステップと、
   前記ピアツーピアノードがマルチキャストグループ宛パケットを受信した場合、ピアツーピアネットワークで、保持している対応に基づいて前記パケットに含まれるグループ識別子に対応するアクセス網識別子に対応するアクセス網に接続するカプセル化装置へパケットを転送し、前記カプセル化装置が転送されたパケットを前記グループアドレスでカプセル化して対応するアクセス網に転送するパケット転送ステップと、
   を含むことを特徴とするマルチキャスト通信方法。
2. 前記参加処理ステップは、
   前記参加要求の送信元端末を収容する前記ピアツーピアノードである収容ノードが、前記参加要求を、前記ピアツーピアノードである情報管理ノードへ転送する第１の転送ステップと、
   前記情報管理ノードが、前記グループ識別子と前記アクセス網識別子に基づいてグループアドレスを割り当てる割り当てステップと、
   前記情報管理ノードが、保持している、アクセス網識別子とカプセル化装置との対応に基づいて、受信した参加要求に含まれるアクセス網識別子に対応するカプセル化装置を求め、求めたカプセル化装置の識別子と前記グループアドレスとを受信した参加要求に追加し、追加後の参加要求を前記収容ノードに転送する第２の転送ステップと、
   前記収容ノードが、受信した参加要求を前記ピアツーピアノードである同報ノードへ転送する第３の転送ステップと、
   前記収容ノードが、受信した参加要求に含まれるグループアドレスを前記送信元端末に通知するアドレス通知ステップと、
   前記同報ノードが、受信した参加要求に含まれる、グループ識別子とカプセル化装置の識別子と端末の識別子とを対応づけて配信装置情報として保持する配信装置情報保持ステップと、
   前記同報ノードが、受信した参加要求に自身の識別子を追加し、追加後の参加要求を、前記ピアツーピアネットワークを構成する配信ノードへ転送し、また、参加要求の受信前の前記配信装置情報に受信した参加要求に含まれるグループ識別子が格納されていなかった場合、受信した参加要求に含まれるカプセル化装置へ前記追加後の参加要求を転送する第４の転送ステップと、
   前記配信ノードが、受信した参加要求に含まれる、グループ識別子と同報ノードの識別子と、を対応付けて転送先情報として保持する配信先保持ステップと、
   前記カプセル化装置が、受信した参加要求に含まれるグループ識別子とグループアドレスを対応付けてアドレス対応情報として保持するアドレス保持ステップと、
   を含み、
   前記パケット転送ステップは、
   前記配信ノードが、マルチキャストグループ宛のパケットを受信すると、前記転送先情報に基づいてそのマルチキャストグループのグループ識別子に対応する同報ノードへ、前記パケットを転送する第１のパケット転送ステップと、
   前記第１のパケット転送ステップで転送されたパケットを受信した同報ノードが、前記配信装置情報に基づいて、パケットに含まれるグループ識別子に対応するカプセル化装置へパケットを転送する第２のパケット転送ステップと、
   前記第２のパケット転送ステップで転送されたパケットを受信したカプセル化装置が、前記アドレス対応情報に基づいてパケットに含まれるグループ識別子に対応するグループアドレスでカプセル化して前記アクセス網へ転送する第３のパケット転送ステップと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチキャスト通信方法。
3. 端末が、自身の識別子と、自身が属するアクセス網の識別子であるアクセス網識別子と、離脱を要求するマルチキャストグループの識別子であるグループ識別子と、を含むマルチキャストグループ離脱要求を送信する参加離脱送信ステップと、
   前記参加要求の送信元端末を収容する前記ピアツーピアノードである収容ノードが、前記参加要求を、前記ピアツーピアノードである情報管理ノードへ転送する第５の転送ステップと、
   前記情報管理ノードが、受信した離脱要求に含まれるグループ識別子およびアクセス網識別子に対応するグループアドレスの割り当てを解除する割り当て解除ステップと、
   前記情報管理ノードが、保持している、アクセス網識別子とカプセル化装置との対応に基づいて、受信した参加要求に含まれるアクセス網識別子に対応するカプセル化装置を求め、求めたカプセル化装置の識別子と割り当て解除したグループアドレスとを受信した離脱要求に追加し、追加後の離脱要求を前記収容ノードに転送する第６の転送ステップと、
   前記収容ノードが、受信した離脱要求を前記ピアツーピアノードである同報ノードへ転送する第７の転送ステップと、
   前記収容ノードが、受信した離脱要求に含まれるグループアドレスを通知する解除アドレス通知ステップと、
   前記離脱要求の送信元端末が、受信した通知に含まれるグループアドレスを用いて所定のマルチキャスト通信方式による離脱処理を行うマルチキャスト離脱ステップと、
   前記同報ノードが、受信した離脱要求に含まれる、グループ識別子とカプセル化装置の識別子と端末の識別子とを前記配信装置情報から削除する配信装置情報削除ステップと、
   前記同報ノードが、受信した離脱要求に自身の識別子を追加し、追加後の離脱要求を前記配信ノードに転送し、前記削除後の配信装置情報に受信した離脱要求に含まれるグループ識別子に対応する端末が存在しない場合、受信した離脱要求に含まれるカプセル化装置へ、前記追加後の離脱要求を転送する第８の転送ステップと、
   前記配信ノードが、受信した離脱要求に含まれる、グループ識別子と同報ノードの識別子を前記転送先情報から削除する配信先削除保持ステップと、
   前記カプセル化装置が、受信した離脱要求に含まれる、グループ識別子とアドレスを前記アドレス対応情報から削除するアドレス情報削除保持ステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のマルチキャスト通信方法。

Images