JP2010273216A - マルチキャスト配信システムとそのトラフィック量集計装置、トラフィック量算出方法、およびルータ装置 - Google Patents

マルチキャスト配信システムとそのトラフィック量集計装置、トラフィック量算出方法、およびルータ装置 Download PDF

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Abstract

【課題】マルチキャスト配信システムにおいて、VLANごとの配信帯域をモニタしやすくすること。
【解決手段】マルチキャストルータ1に記憶されるマルチキャスト配信テーブル10aを、ルータ管理装置4からのコマンド投入等により読み出し、トラフィック量集計装置5に転送する。マルチキャスト配信テーブル10aには、マルチキャスト配信に係わるチャネルごとに、そのチャネルを配信するVLANが対応付けられる。トラフィック量集計装置5は取得したマルチキャスト配信テーブル情報5cからVLANごと、および配信チャネルごとのストリームの数をカウントしてストリーム数を得る。このストリーム数に、予め記憶している配信チャネルごとの帯域値を乗算してVLANごとに合算することにより、トラフィック量集計装置5はVLANごとの配信トラヒック量を算出する。
【選択図】 図2

Description

この発明は、マルチキャストルータからVLAN(Virtual Local Area Network)を介してIP(Internet Protocol)パケットをクライアント端末にマルチキャスト配信するマルチキャスト配信システムおよびマルチキャスト配信方法、およびルータ装置に関する。特にこの発明は、ルータとクライアント端末との間のリンクにおける配信帯域を把握する技術の改良に関する。
例えばコンテンツ配信システムにおいて、映像コンテンツを含むIPパケットを不特定多数のクライアント端末に配信するためにマルチキャストルータが用いられる。この種のシステムでは視聴者ごとに、あるいは複数の視聴者をまとめたグループ単位でVLANを形成し、VLANごとにIPパケットをマルチキャスト配信する手法が採られる。システムの運用に際してはマルチキャストルータとクライアント端末との間のリンクにおける配信帯域を、システムが把握する必要がある。
これに応えるため、例えば非特許文献1(特に3.2.3.3.節を参照)に示される、VLANごとのトラヒック量を把握するための技術が用いられる。この技術ではインタフェース単位ごと、つまりVLANごとに転送パケット量カウンタを設けてカウンタの増加分を転送パケット量として測定するようにしている。
RFC1155 「Structure and Identification of Management Information for TCP/IP-based Internets」, May 1990 (http://www.ietf.org/rfc/rfc1155.txt)
既存の技術では、マルチキャストトラヒックの転送量カウンタをVLANごとに設けるといった手法を採っており、多数のVLANを収容する大規模なルータでは、これらのマルチキャストトラヒックの把握のために必要な処理リソースや処理負荷が増大する。ネットワークの運用にはマルチキャストトラヒックの転送量だけでなく他にも測定すべき項目が多々あり、マルチキャスト転送量の測定に多くのリソースを費やすと他の項目の測定の頻度を下げるなどの対処も必要になり、何らかの対処が望まれる。
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、配信帯域の把握にかかる負荷を軽減可能なマルチキャスト配信システムとそのトラフィック量集計装置、およびトラフィック量算出方法を提供することにある。
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、マルチキャストストリーム送信装置とクライアント端末との間に形成されるVLAN(Virtual Local Area Network)を介してストリームパケットをマルチキャスト配信するマルチキャスト配信システムにおいて、マルチキャストストリーム送信装置からのストリームパケットをクライアント端末に向けマルチキャスト配信するマルチキャストルータと、ストリームパケットのトラフィック量を算出するトラフィック量集計装置とを具備するシステムが提供される。
マルチキャストルータは、ストリームパケットを配信するチャネルごとにそのチャネルを配信するVLANを対応付けたマルチキャスト配信テーブルを例えばメモリなどの記憶デバイスに記憶する。またマルチキャストルータは、マルチキャスト配信テーブルをトラフィック集計装置に宛てて送信する送信手段を備える。
トラフィック量集計装置は、チャネルごとにその帯域値を対応付けたチャネル別帯域テーブルをメモリなどに記憶する。さらにトラフィック量集計装置は、このチャネル別帯域テーブルと、通知されたマルチキャスト配信テーブルとに基づいて、VLANごとのマルチキャスト配信トラヒック量を算出する算出手段を備える。
より具体的には、算出手段は、マルチキャスト配信テーブルからVLANごと、および配信チャネルごとのストリームの数をカウントしてストリーム数を得て、このストリーム数にチャネル別帯域テーブルのチャネルごとの帯域値を乗算した乗算値を得て、さらに、この乗算値をVLANごとに合算することによりVLANごとのマルチキャスト配信トラヒック量を算出する。
このような手段を講じることにより、マルチキャスト配信テーブルにおいて、マルチキャスト配信単位ごとにそれを構成するチャネルとVLANが管理される。このテーブルを用いれば、VLANごと、および配信チャネルごとのストリーム数を得ることができる。一方、チャネルごとの帯域値はトラフィック量集計装置において予め記憶されており、両者の情報を併せることによりマルチキャスト単位での配信帯域を算出することができる。その際、トラフィック量集計装置が取得すべきはマルチキャスト配信テーブルなるただ1つの項目だけでよい。これによりマルチキャスト単位での配信帯域の把握にあたり、必要になるリソースを格段に低減することが可能になる。
この発明によれば、配信帯域の把握にかかる負荷を軽減可能なマルチキャスト配信システムとそのトラフィック量集計装置、トラフィック量算出方法、およびルータ装置を提供することができる。
この発明に係わるマルチキャスト配信システムを示すシステム図。 図1のシステムの第1の実施の形態を示す図。 マルチキャスト配信テーブル10aの一例を示す図。 配信チャネル別帯域テーブル5bの一例を示す図。 図1のシステムの第2の実施の形態を示す図。 第1および第2の実施形態におけるトラフィック量集計装置5の処理手順をまとめたフローチャート。
図1は、この発明に係わるマルチキャスト配信システムを示すシステム図である。マルチキャストストリーム送信装置100から送信されるストリームデータはIPパケット化され、IPネットワーク200に送出される。このIPパケットはIPネットワークを転送され、ネットワークエッジのマルチキャストルータ1に達する。マルチキャストルータ1はIPパケットをチャネル数分だけコピーしてユーザ側ノードに転送する。
マルチキャストルータ1のユーザ側には複数の端末2−1、2−2が設けられる。マルチキャストルータ1と端末2−1、2−2との間には個別にVLANが形成される。各VLANはL2SWなどの転送ノード9を経由してもよいし、また、転送ノード9が多段接続されることもある。
このほか、マルチキャストルータ1はルータ管理装置4に接続され、このルータ管理装置4はトラフィック量集計装置5に接続される。ルータ管理装置4はマルチキャストルータ1の動作を管理する。またルータ管理装置4はIPネットワーク200や保守管理用接続手段を介してマルチキャストルータ1にコマンドを投入する機能も備える。トラフィック量集計装置5はルータ管理装置4から取得した情報から、リンクごとのパケットトラフィックを集計する。次に、上記構成における作用を2つの実施形態に分けて説明する。
[第1の実施形態]
図2は、図1のシステムの第1の実施の形態を示す図である。マルチキャストルータ1はマルチキャスト配信機能部10を備え、その機能ブロックの一部であるパケットコピー部10bによりチャネル数に応じた数のパケットをコピーして配信先となる全てのVLANから送出する。すなわち複数のチャネルCH1〜CH3として到達したパケットストリームはパケットコピー部10bにおいてコピーされ、複数のポートから例えばリンクA,B,Cに向け送出される。この制御のため、マルチキャスト配信機能部10はマルチキャスト配信テーブル10aを記憶する。
図3は、マルチキャスト配信テーブル10aの一例を示す図である。このテーブルは、ストリームパケットの配信されるチャネルごとに、そのチャネルを配信するVLANを対応付けたテーブルである。各チャネルは、例えばチャネル1,2,3…などとして表される配信チャネル識別情報により区別される。各VLANは、例えばVLAN01−001、VLAN02−001、…などとして示されるVLAN識別情報により区別される。特に、配信チャネル識別情報は、マルチキャストルータ1の上流側(マルチキャストストリーム送信装置100側)からこのマルチキャストルータ1への配信ルートにおけるマルチキャストグループアドレスを含む。
第1の実施形態では、ルータ管理装置4はコマンド投入部4aを備える。このコマンド投入部4aは、マルチキャスト配信テーブル10aの転送を要求するためのコマンドを、マルチキャストルータ1に与える。このコマンドはマルチキャスト配信機能部10のテーブル送信部10cにより解釈され、テーブル送信部10cはマルチキャスト配信テーブル10aを読み出してデータパケット化し、ルータ管理装置4に転送する。ルータ管理装置4は、このマルチキャスト配信テーブル10aをトラフィック量集計装置5に転送する。
これにより、マルチキャスト配信テーブル10aと同じ内容のマルチキャスト配信テーブル情報5cがトラフィック量集計装置5に記憶される。トラフィック量集計装置5はこの情報に加え、配信チャネルごとの帯域値を示す配信チャネル別帯域テーブル5bを予め記憶する。この配信チャネル別帯域テーブル5bは、システム設計に係わる情報(例えば設備リソース管理情報)などとして予め保持することが可能であり、例えば図4に示すように、各チャネルごとの配信帯域値が例えば[Mbps]を単位として管理される。
ところでトラフィック量集計装置5は、制御部50と連携して機能するトラフィック算出部50aを備える。トラフィック算出部50aは、マルチキャスト配信テーブル情報5cと、配信チャネル別帯域テーブル5bとに基づいて、配信チャネルごとの配信トラヒック量と、VLANごとの配信トラヒック量とを個別に算出する。これらの情報はリンク別マルチキャスト配信帯域テーブル5aに集約される。次に、この実施形態における、配信チャネルごとの配信トラヒック量と、VLANごとの配信トラヒック量との算出の手順を説明する。
<配信チャネルごとの配信トラヒック量の算出手順>
図3のマルチキャスト配信テーブル10a(マルチキャスト配信テーブル情報5cも同様)を参照すれば、チャネル1、チャネル2、チャネル3のいずれも配信ストリーム数はいずれも2であることがわかる。そこで、これらに図4の配信チャネル別帯域テーブル5bにおける配信チャネル別帯域値を乗算すれば配信チャネルごとの帯域、すなわち配信トラヒック量を算出することができる。図3、図4の例ではチャネル1の配信帯域は20Mbps、チャネル2の配信帯域は4Mbps、チャネル3の配信帯域は20Mbpsとなる。
<VLANごとの配信トラヒック量の算出手順>
この手順では、まずVLANごと、および配信チャネル識別情報ごとのストリームの数をカウントしてストリーム数を得る。そしてこれらの値に図4の配信チャネル別帯域値を乗算し、さらに、その帯域値をVLANごとに合算すれば、VLANごとの配信トラヒック量を算出することができる。
図3のマルチキャスト配信テーブル情報5cを参照すれば、VLAN01−001にはチャネル1とチャネル2とチャネル3とが配信されることがわかる。同様に、VLAN02−001にはチャネル1が、VLAN02−002にはチャネル2が、VLAN03−001にはチャネル3がそれぞれ配信されることがわかる。つまりVLAN01−001には3つのチャネルにわたって各1つのストリームが配信される。他のVLAN02−001、VLAN02−002、およびVLAN03−001には、1つのチャネルで1つのストリームが配信される。つまりVLANごと・配信チャネル識別情報ごとのストリーム数はいずれも1である。
そして、これらの値(1)にそれぞれ図4の対応する配信チャネル別帯域値を乗じて、VLAN内を通る配信チャネル分の帯域値を合算すれば、VLANごとの配信トラヒック量が算出される。図3、図4の例ではVLAN01−001の配信帯域は22Mbps、VLAN02−001の配信帯域は10Mbps、VLAN02−002の配信帯域は2Mbps、VLAN03−001の配信帯域は10Mbpsとなる。なおこれらの情報から、図2のリンク別マルチキャスト配信帯域テーブル5aが作成される。リンクA1のマルチキャスト配信帯域は22Mbpsであり、リンクA2のマルチキャスト配信帯域は10Mbpsである。リンクAのマルチキャスト配信帯域はこれらを合計した32Mbpsである。
以上述べたように第1の実施形態では、マルチキャストルータ1に記憶されるマルチキャスト配信テーブル10aを、ルータ管理装置4からのコマンド投入により読み出し、トラフィック量集計装置5に転送する。マルチキャスト配信テーブル10aには、マルチキャスト配信に係わるチャネルごとに、そのチャネルを配信するVLANが対応付けられる。トラフィック量集計装置5は取得したマルチキャスト配信テーブル情報5cからVLANごと、および配信チャネルごとのストリームの数をカウントしてストリーム数を得る。このストリーム数に、予め記憶している配信チャネルごとの帯域値を乗算してVLANごとに合算することにより、トラフィック量集計装置5はVLANごとの配信トラヒック量を算出する。
このようにすることで、トラフィック量を把握するための測定の対象がマルチキャスト配信テーブル10aのみとなり、演算処理によりVLANごとの配信トラヒック量が算出される。よって既存の技術のようにVLANごとにパケット量を直接測定するといった負荷の高い処理を要さず、またリソースも過大に消費すること無くVLANごとの配信トラヒック量を把握することが可能になる。つまりマルチキャストルータ1と端末2−1,2−2間のリンク上の配信帯域を把握することが可能になる。
しかもマルチキャストルータ1に収容されるVLANの数が如何に多くなろうとも、トラフィック量を把握するために必要な測定対象は、マルチキャスト配信テーブル10aだけである。つまりVLANの数によらず、測定の対象はただ1つの項目で済む。よってVLANの数が多くなるに伴ってこのVLANの数に比例してマルチキャストルータ1の測定のための処理負荷が増えたり、測定のために準備すべき実装リソースが増大したりすることも無い。これらのことから第1の実施形態によれば、マルチキャスト配信システムにおいてVLANごとの配信帯域を容易にモニタすることが可能になる。
[第2の実施形態]
図5は、図1のシステムの第2の実施の形態を示す図である。第1の実施形態ではルータ管理装置4からのコマンド投入によりマルチキャスト配信テーブル10aを読み出す形態を説明した。第2の実施形態ではこれに代えて、マルチキャストルータ1がマルチキャスト配信テーブル10aを自発的にルータ管理装置4出力する形態を示す。
すなわちマルチキャスト配信機能部10のテーブル送信部10cは、例えば定期的に、あるいはマルチキャスト配信テーブル10aに変化が生じた時点で、その時点のマルチキャスト配信テーブル10aをルータ管理装置4に出力する。これを受けたルータ管理装置4は直ちにマルチキャスト配信テーブル10aをトラフィック量集計装置5に転送する。
第2の実施形態によれば第1の実施形態と同様の効果を得られるに加え、より最新の情報に基づく帯域の把握を実現することが可能になる。例えばマルチキャスト配信テーブル10aが更新されればその都度、更新されたデータをトラフィック量集計装置5に通知するようにしておけば、VLANごとの配信帯域の最新の状態を常に把握できるようになる。またコマンド投入の必要が無いので、ルータ管理装置の処理やシステムオペレータの手間を軽減することができる。
図6は、第1および第2の実施形態におけるトラフィック量集計装置5の処理手順をまとめて示すフローチャートである。トラフィック量集計装置5は、ルータ管理装置4からのコマンド投入(第1の実施形態)、あるいはマルチキャストルータ1の自発的な送出(第2の実施形態)によりマルチキャスト配信テーブル10aを取得する(ステップST1)。次にトラフィック量集計装置5は、取得したマルチキャスト配信テーブル10aからVLANごと、および配信チャネルごとのストリームの数をカウントしてストリーム数を得る(ステップST2)。
ストリーム数を得ると、トラフィック量集計装置5は予め記憶している配信チャネルごとの帯域値をこのストリーム数に乗算し(ステップST3)、その結果をVLANごとに合算してVLANごとの配信帯域を算出する(ステップST4)。このように、カウンタを用いてVLANごとの配信帯域を直接計測するのではなく、ストリーム数を算出するための情報がマルチキャスト配信テーブル10aのかたちで管理されていることを利用し、このマルチキャスト配信テーブル10aとチャネルごとの帯域値とからVLANごとの配信帯域を演算することができる。以上から第1および第2の実施形態によれば、マルチキャスト配信システムにおけるVLANごとの配信帯域を容易に把握することが可能になる。
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば図2、図5においてはマルチキャストルータ1と、ルータ管理装置4と、トラフィック量集計装置5とを個別の筐体のように示したが、これらを例えばマルチキャストルータ1にまとめて実装することも可能である。つまりマルチキャストルータ1に、ルータ管理装置4の機能を持つブロックと、トラフィック量集計装置5の機能を持つブロックとを併せて実装するようにしてもよい。このようにすればマルチキャストルータ1単体でVLANのトラフィックを計測することが可能になる。
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
100…マルチキャストストリーム送信装置、200…IPネットワーク、1…マルチキャストルータ、2−1,2−2…端末、9…転送ノード、4…ルータ管理装置、4a…コマンド投入部、5…トラフィック量集計装置、10…マルチキャスト配信機能部、10a…マルチキャスト配信テーブル、10b…パケットコピー部、10c…テーブル送信部、50a…トラフィック算出部、5a…リンク別マルチキャスト配信帯域テーブル、5b…配信チャネル別帯域テーブル、5c…マルチキャスト配信テーブル情報

Claims (10)

  1. マルチキャストストリーム送信装置とクライアント端末との間に形成されるVLAN(Virtual Local Area Network)を介してストリームパケットをマルチキャスト配信するマルチキャスト配信システムにおいて、
    前記マルチキャストストリーム送信装置からのストリームパケットを前記クライアント端末に向けマルチキャスト配信するマルチキャストルータと、
    前記ストリームパケットのトラフィック量を算出するトラフィック量集計装置とを具備し、
    前記マルチキャストルータは、
    前記ストリームパケットを配信するチャネルごとにそのチャネルを配信するVLANを対応付けたマルチキャスト配信テーブルと、
    このマルチキャスト配信テーブルを前記トラフィック集計装置に宛てて送信する送信手段とを備え、
    前記トラフィック量集計装置は、
    前記チャネルごとにその帯域値を対応付けたチャネル別帯域テーブルと、
    このチャネル別帯域テーブルと、前記送信手段により送信されたマルチキャスト配信テーブルとに基づいて前記VLANごとのマルチキャスト配信トラヒック量を算出する算出手段とを備えることを特徴とするマルチキャスト配信システム。
  2. 前記算出手段は、
    前記マルチキャスト配信テーブルからVLANごと、および配信チャネルごとのストリームの数をカウントしてストリーム数を得て、
    このストリーム数に前記チャネル別帯域テーブルの前記チャネルごとの帯域値を乗算した乗算値を得て、
    この乗算値をVLANごとに合算して、前記VLANごとのマルチキャスト配信トラヒック量を算出することを特徴とする請求項1に記載のマルチキャスト配信システム。
  3. 前記送信手段は、前記マルチキャスト配信テーブルの送信を要求するコマンドを受けて前記マルチキャスト配信テーブルを送信することを特徴とする請求項1に記載のマルチキャスト配信システム。
  4. 前記送信手段は、前記マルチキャスト配信テーブルを自発的に送信することを特徴とする請求項1に記載のマルチキャスト配信システム。
  5. マルチキャストストリーム送信装置とクライアント端末との間に形成されるVLAN(Virtual Local Area Network)を介してストリームパケットをマルチキャスト配信するマルチキャスト配信システムにおける前記ストリームパケットのトラフィック量を算出するトラフィック量集計装置において、
    前記ストリームパケットを配信するチャネルごとにそのチャネルを配信するVLANを対応付けたマルチキャスト配信テーブルを、前記マルチキャストストリーム送信装置からのストリームパケットを前記クライアント端末に向けマルチキャスト配信するマルチキャストルータから取得する取得手段と、
    前記チャネルごとにその帯域値を対応付けたチャネル別帯域テーブルと、
    このチャネル別帯域テーブルと、前記取得手段により取得されたマルチキャスト配信テーブルとに基づいて前記VLANごとのマルチキャスト配信トラヒック量を算出する算出手段とを備えることを特徴とするトラフィック量集計装置。
  6. 前記算出手段は、
    前記マルチキャスト配信テーブルからVLANごと、および配信チャネルごとのストリームの数をカウントしてストリーム数を得て、
    このストリーム数に前記チャネル別帯域テーブルの前記チャネルごとの帯域値を乗算した乗算値を得て、
    この乗算値をVLANごとに合算して、前記VLANごとのマルチキャスト配信トラヒック量を算出することを特徴とする請求項5に記載のトラフィック量集計装置。
  7. マルチキャストストリーム送信装置とクライアント端末との間に形成されるVLAN(Virtual Local Area Network)を介してストリームパケットをマルチキャスト配信するマルチキャスト配信システムに設けられるトラフィック量集計装置におけるトラフィック量算出方法であって、
    前記トラフィック量集計装置が、前記ストリームパケットを配信するチャネルごとにそのチャネルを配信するVLANを対応付けたマルチキャスト配信テーブルを、前記マルチキャストストリーム送信装置からのストリームパケットを前記クライアント端末に向けマルチキャスト配信するマルチキャストルータから取得し、
    前記トラフィック量集計装置が、前記チャネルごとにその帯域値を対応付けたチャネル別帯域テーブルを予め記憶し、
    前記トラフィック量集計装置が、前記チャネル別帯域テーブルと、前記取得したマルチキャスト配信テーブルとに基づいて前記VLANごとのマルチキャスト配信トラヒック量を算出することを特徴とするトラフィック量算出方法。
  8. 前記トラフィック量集計装置は、
    前記マルチキャスト配信テーブルからVLANごと、および配信チャネルごとのストリームの数をカウントしてストリーム数を得て、
    このストリーム数に前記チャネル別帯域テーブルの前記チャネルごとの帯域値を乗算した乗算値を得て、
    この乗算値をVLANごとに合算して、前記VLANごとのマルチキャスト配信トラヒック量を算出することを特徴とする請求項7に記載のトラフィック量算出方法。
  9. VLAN(Virtual Local Area Network)を介してストリームパケットをマルチキャスト配信するマルチキャストストリーム送信装置からの前記ストリームパケットをクライアント端末に向けマルチキャスト配信するルータ装置において、
    前記ストリームパケットのトラフィック量を算出するトラフィック量集計手段を具備し、
    このトラフィック量集計手段は、
    前記ストリームパケットを配信するチャネルごとにそのチャネルを配信するVLANを対応付けたマルチキャスト配信テーブルと、
    前記チャネルごとにその帯域値を対応付けたチャネル別帯域テーブルと、
    このチャネル別帯域テーブルと、前記マルチキャスト配信テーブルとに基づいて前記VLANごとのマルチキャスト配信トラヒック量を算出する算出手段とを備えることを特徴とするルータ装置。
  10. 前記算出手段は、
    前記マルチキャスト配信テーブルからVLANごと、および配信チャネルごとのストリームの数をカウントしてストリーム数を得て、
    このストリーム数に前記チャネル別帯域テーブルの前記チャネルごとの帯域値を乗算した乗算値を得て、
    この乗算値をVLANごとに合算して、前記VLANごとのマルチキャスト配信トラヒック量を算出することを特徴とする請求項9に記載のルータ装置。
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