JP2011041062A - Method for setting multicast transmission band and multicast distribution system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動的に伝送帯域の確認と確保を行うことができる、ＩＰｖ６(Internet Protocol Version 6)によるマルチキャスト配信システムに関し、特にプロセス制御システムで用いられるフィールドネットワークに用いて好適なマルチキャスト伝送帯域設定方法およびその配信システムに関するものである。 The present invention relates to a multicast distribution system based on IPv6 (Internet Protocol Version 6) capable of dynamically confirming and securing a transmission band, and particularly suitable for use in a field network used in a process control system. The present invention relates to a method and a distribution system thereof.
図１９にＩＰネットワークの構成を示す。図１９において、１０、１１、１６〜１８はホスト、１２〜１５はルータである。ホスト１０、１１はそれぞれルータ１２、１３と接続されている。ルータ１２はルータ１３に接続され、ルータ１３はルータ１４と１５に接続されている。ルータ１４にはホスト１６と１７が接続されており、ルータ１５にはホスト１８が接続されている。
FIG. 19 shows the configuration of the IP network. In FIG. 19, 10, 11, 16-18 are hosts, and 12-15 are routers.
ホスト１０と１１はマルチキャストトラフィックを送信し、ホスト１６〜１８はマルチキャストトラフィックを受信する。ルータ１２〜１５はマルチキャストトラフィックを転送する。ルータ１２〜１５には、ネットワーク管理者によってマルチキャストトラフィックを転送するための伝送帯域が事前に設定されている。図１９では、ルータ１２〜１５に割り当てられているマルチキャストトラフィックの伝送帯域を１．５Ｍ（１５３６Ｋ）ｂｐｓとする。
ホスト１０が伝送量７００ｋｂｐｓのマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信し、受信ホスト１６がそれを受信するとする。マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１はルータ１２〜１４をこの順で経由して、受信ホスト１６に到達する。このとき、ルータ１２〜１４は割り当てられた伝送帯域１．５Ｍｂｐｓのうち、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１のために７００Ｋｂｐｓを使用する。
Assume that the
この状態で、ホスト１１が、ホスト１７に向けて１Ｍ（１０２４Ｋ）ｂｐｓの帯域を要するマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０２の送信を開始する。ホスト１７は受信を開始する。
In this state, the
マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０２は、ルータ１３、１４を経由して受信ホスト１７に到達する。このとき、ルータ１３、１４には１つのインターフェイスからマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１とＭＣＡＳＴ０２の両方を転送することになり、合計で７００Ｋｂｐｓ＋１０２４Ｋｂｐｓ＝１７２４Ｋｂｐｓの伝送帯域が必要になる。
The multicast traffic MAST02 reaches the receiving
しかし、ルータ１３、１４には１５３６Ｋｂｐｓの伝送帯域しか割り当てられていない。このため、１７２４−１５３６＝１８８Ｋｂｐｓ分のトラフィックが転送されず、廃棄される。
However, only the transmission band of 1536 Kbps is assigned to the
特許文献１および特許文献２には、利用者端末から送出された帯域情報に適合した帯域を確保することができるマルチキャスト配信の発明が記載されている。
特許文献１に記載された発明は、利用者端末装置に接続されるノード装置が帯域情報を含むマルチキャストグループ参加メッセージを利用者端末装置から受信し、受信した帯域情報に基づいて帯域を確保し、参加メッセージを上流のノード装置に送信する。この処理を順次行うことにより、コンテンツを配信するための帯域を確保する。
In the invention described in
特許文献２に記載された発明は、コンテンツ送出装置に接続されるノード装置が、利用者端末装置に接続されたノード装置から帯域情報を含むマルチキャストグループ参加メッセージを受信すると、配信パスの経路を設定し、帯域情報を含む帯域確保起動メッセージを作成して、下流のノード装置に帯域確保起動メッセージを送信する。この処理を下流側ノード装置に対して順次行うことにより、ノード装置間の帯域を確保する。 In the invention described in Patent Document 2, when a node device connected to a content transmission device receives a multicast group join message including band information from a node device connected to a user terminal device, the route of the distribution path is set. Then, a bandwidth securing activation message including bandwidth information is created, and the bandwidth securing activation message is transmitted to the downstream node device. By sequentially performing this process on the downstream node device, a bandwidth between the node devices is secured.
特許文献１および２の第１の実施形態では、端末装置が送出するマルチキャストグループ参加メッセージとしてＩＧＭＰのＪｏｉｎメッセージに帯域情報を付加したものを用い、マルチキャストグループ離脱メッセージとしてＩＧＭＰのＬｅａｖｅメッセージに帯域情報を付加したものを用いる。また、ノード装置が送出するマルチキャストグループ参加メッセージＰＩＭのＪｏｉｎメッセージに帯域情報を付加したものを用いる。
In the first embodiment of
また、第２の実施形態では、端末装置が送出するマルチキャストグループ参加メッセージとしてＩＧＭＰのＪｏｉｎメッセージを用い、参加メッセージの送出に続いてＲＳＶＰのＰＡＴＨメッセージに含まれる帯域情報を省いたメッセージである帯域確保起動メッセージ、およびＰＡＴＨメッセージと対で使用される帯域確報メッセージを用いる。また、マルチキャストグループ離脱メッセージとしてＩＧＭＰのＬｅａｖｅメッセージを用いる。この離脱メッセージの送出に続いて、帯域確保起動取り消しメッセージおよび帯域確保取り消しメッセージを用いる。 In the second embodiment, an IGMP Join message is used as the multicast group join message sent from the terminal device, and the bandwidth reservation is a message obtained by omitting the bandwidth information included in the RSVP PATH message following the sending of the join message. An activation message and a bandwidth confirmation message used in a pair with the PATH message are used. Further, an IGMP Leave message is used as the multicast group leave message. Subsequent to the transmission of the leave message, a band securing activation cancellation message and a band securing cancellation message are used.
しかしながら、このようなマルチキャスト配信手法には、次のような課題があった。図１９のネットワークシステムでは、確保された伝送帯域を越えたトラフィックは廃棄される。フィールドネットワークにおいてマルチキャスト制御通信を行う場合は、送信ホストが送信するトラフィックを受信ホストが１００％正確に受信しなければならない。従って、トラフィックが廃棄される可能性があるネットワークは採用することができないという課題があった。 However, such a multicast distribution method has the following problems. In the network system of FIG. 19, traffic exceeding the reserved transmission band is discarded. When performing multicast control communication in a field network, the receiving host must receive the traffic transmitted by the transmitting host with 100% accuracy. Therefore, there is a problem that a network in which traffic may be discarded cannot be adopted.
トラフィックが廃棄されないようにするためには、常に必要十分な伝送帯域を確保しておかなければならない。しかし、マルチキャストトラフィックは受信ホストが決まっておらず、かつ複数の受信ホストがマルチキャストトラフィックを受信する可能性があるので、どの場所にどの程度の伝送帯域を割り当てるかを事前に把握することは困難である。各ルータに多めに伝送帯域を設定することも考えられるが、余分な伝送帯域を確保することになり、ネットワーク資源に無駄が発生するという課題もあった。 In order to prevent traffic from being discarded, a necessary and sufficient transmission band must always be secured. However, since the receiving host is not determined for multicast traffic and multiple receiving hosts may receive the multicast traffic, it is difficult to know in advance which transmission bandwidth is allocated to which location. is there. Although it is conceivable to set a larger transmission band for each router, there is a problem that an extra transmission band is secured, resulting in waste of network resources.
また、帯域管理サーバを用いて伝送帯域を管理することも考えられるが、マルチキャストトラフィックの伝送経路を特定し、その伝送経路のみに必要な伝送帯域を動的に設定することは困難であるという課題もあった。 Although it is conceivable to manage the transmission band using a band management server, it is difficult to specify a transmission path for multicast traffic and dynamically set a transmission band necessary only for the transmission path. There was also.
特許文献１、２に記載された発明は、動的に帯域を確保することができる。しかし、第１の実施形態では既存のＰＩＭ―ＳＭを改造しなければならないという課題があった。また、第２の実施形態は帯域制御をＲＳＶＰに依存しているが、ネットワーク全体の運用を考えると、ＤｉＦＦＳｅｒｖｅ(Differentiated Services : RFC2475)のような、より一般的でシンプルな優先制御を利用する方が望ましい。
The inventions described in
さらに、特許文献１、２に記載された発明では、受信ホストが必要な帯域を指定するようになっている。これはマルチメディアコンテンツの配信サービスでは有効であるが、フィールドネットワークで用いるマルチキャスト制御通信では、送信ホストが送信するマルチキャストトラフィックを１００％正確に受信しなければならないので、必ずしも適切ではない場合がある。このため、送信ホストが帯域を設定する方が望ましいという課題もあった。
Further, in the inventions described in
本発明の目的は、動的に伝送帯域の確認と確保を行うことができ、かつフィールドネットワークに適したマルチキャスト伝送帯域設定方法およびその配信システムを実現することにある。 An object of the present invention is to realize a multicast transmission band setting method and a distribution system thereof that can dynamically confirm and secure a transmission band and are suitable for a field network.
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
マルチキャストトラフィックを送信する第１のホストと、このマルチキャストトラフィックを受信する第２のホストと、前記第１のホストと第２のホストの経路中に配置される中継器で構成されたネットワークにマルチキャストトラフィックを伝送するための帯域を設定するマルチキャスト伝送帯域設定方法において、
前記第２のホストが帯域調査メッセージを前記中継器を経由して前記第１のホストに送信し、前記中継器はこの帯域調査メッセージを受信すると、その中継器が使用できる帯域に関する情報を前記帯域調査メッセージに書き込む工程と、
前記帯域調査メッセージを受信した前記第１のホストは、この帯域調査メッセージを参照し、マルチキャストトラフィックを送信できる帯域が確保できると判断すると、前記第２のホストに帯域通知メッセージを送信する工程と、
前記帯域通知メッセージを受信した前記第２のホストは、マルチキャストトラフィックを伝送するための帯域を前記中継器に設定させる帯域設定メッセージを、前記中継器を経由して前記第１のホストに送信し、前記中継器は前記帯域設定メッセージを受信すると、マルチキャストトラフィックを送信するための帯域を設定する工程と、
を具備したものである。マルチキャストトラフィックが破棄されることがない。
In order to achieve such a problem, the invention according to
Multicast traffic to a network composed of a first host that transmits multicast traffic, a second host that receives the multicast traffic, and a repeater that is arranged in the route between the first host and the second host In the multicast transmission bandwidth setting method for setting the bandwidth for transmitting
When the second host transmits a bandwidth survey message to the first host via the relay, and the relay receives the bandwidth survey message, information on a bandwidth that can be used by the relay is displayed in the bandwidth. Writing the survey message;
The first host that has received the bandwidth survey message refers to the bandwidth survey message, and determines that a bandwidth capable of transmitting multicast traffic can be secured, the step of transmitting a bandwidth notification message to the second host;
The second host that has received the bandwidth notification message transmits a bandwidth setting message that causes the repeater to set a bandwidth for transmitting multicast traffic to the first host via the repeater, When the repeater receives the bandwidth setting message, setting a bandwidth for transmitting multicast traffic;
Is provided. Multicast traffic is never discarded.
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記第２のホストは、設定した帯域を開放する帯域開放メッセージを前記中継器に送信し、前記中継器は、この帯域開放メッセージを受信すると、該当する帯域を開放するようにしたものである。ネットワーク資源を有効に活用できる。
The invention according to claim 2 is the invention according to
The second host transmits a band release message for releasing the set band to the repeater, and when the relay receives the band release message, the corresponding band is released. Network resources can be used effectively.
請求項３記載の発明は、請求項１若しくは請求項２に記載の発明において、
前記帯域調査メッセージ、帯域通知メッセージ、帯域設定メッセージ、帯域開放メッセージはホップバイホップオプションヘッダを具備し、このホップバイホップオプションヘッダに必要な情報を格納するようにしたものである。既存のプロトコルを変更することなく使用できる。
The invention according to claim 3 is the invention according to
The band check message, band notification message, band setting message, and band release message have a hop-by-hop option header, and necessary information is stored in the hop-by-hop option header. Can be used without changing existing protocols.
請求項４記載の発明は、
マルチキャストトラフィックを送信するホストと、このマルチキャストトラフィックを受信するホストと、これらのホスト間の経路中に配置される中継器で構成され、マルチキャストトラフィックを配信する配信システムにおいて、
中継器を経由して帯域調査メッセージを送信し、帯域通知メッセージを受信すると、前記中継器を経由して帯域設定メッセージを送信する第２のホストと、
前記帯域調査メッセージを受信すると、このメッセージの内容からマルチキャストトラフィックを送信できると判断すると帯域通知メッセージを前記第２のホストに送信し、帯域設定メッセージを受信すると、マルチキャストトラフィックを送信する第１のホストと、
帯域調査メッセージを受信すると使用できる帯域に関連する情報をこの帯域調査メッセージに書き込み、帯域設定メッセージを受信すると要求された帯域を設定する中継器と、
を具備したものである。マルチキャストトラフィックが破棄されることがない。
The invention according to claim 4
In a distribution system that distributes multicast traffic, comprising a host that transmits multicast traffic, a host that receives the multicast traffic, and a relay that is arranged in the path between these hosts,
A second host that transmits a band setting message via the repeater when a band check message is transmitted via the repeater and a band notification message is received;
When the bandwidth check message is received, if it is determined that the multicast traffic can be transmitted from the content of the message, the bandwidth notification message is transmitted to the second host, and when the bandwidth setting message is received, the first host that transmits the multicast traffic. When,
When a bandwidth survey message is received, information related to the available bandwidth is written to this bandwidth survey message, and when a bandwidth setting message is received, a repeater that sets the requested bandwidth,
Is provided. Multicast traffic is never discarded.
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記第２のホストは、設定された帯域を開放する帯域開放メッセージを前記中継器に送信し、前記中継器は、前記帯域開放メッセージを受信すると、自身に設定された帯域を開放するようにしたものである。ネットワーク資源を有効に活用できる。
The invention according to
The second host transmits a bandwidth release message for releasing the set bandwidth to the repeater, and the repeater releases the bandwidth set for itself when receiving the bandwidth release message. Is. Network resources can be used effectively.
請求項６記載の発明は、請求項４若しくは請求項５に記載の発明において、
前記帯域調査メッセージ、帯域通知メッセージ、帯域設定メッセージ、帯域開放メッセージはホップバイホップオプションヘッダを具備し、このホップバイホップオプションヘッダに必要な情報を格納するようにしたものである。既存のプロトコルを変更することなく使用できる。
The invention according to claim 6 is the invention according to
The band check message, band notification message, band setting message, and band release message have a hop-by-hop option header, and necessary information is stored in the hop-by-hop option header. Can be used without changing existing protocols.
本発明によれば以下のような効果がある。
本発明によれば、マルチキャストトラフィックを受信する第２のホストが帯域調査メッセージを中継器を経由してマルチキャストトラフィックを送信する第１のホストに送信し、各中継器が確保できる帯域の最小値を調査する。第１のホストはマルチキャストトラフィックを送信できる帯域が確保できると判断すると帯域通知メッセージを第２のホストに送信し、第２のホストは帯域通知メッセージを受信すると要求帯域が書かれた帯域設定メッセージを送信し、中継器はこの要求帯域を設定するようにした。
The present invention has the following effects.
According to the present invention, the second host that receives the multicast traffic transmits a bandwidth survey message to the first host that transmits the multicast traffic via the relay, and sets the minimum value of the bandwidth that each relay can secure. investigate. When the first host determines that a bandwidth capable of transmitting multicast traffic can be secured, the first host transmits a bandwidth notification message to the second host, and when the second host receives the bandwidth notification message, the bandwidth setting message in which the requested bandwidth is written is transmitted. The repeater sets this required bandwidth.
中継器が設定できる帯域の最小値を調査し、マルチキャストトラフィックが送信できる帯域が確保できるときのみマルチキャストトラフィックを送信するようにしたので、マルチキャストトラフィックが破棄されることはない。このため、マルチキャストトラフィックを１００％確実に受信できるという効果がある。また、マルチキャストトラフィックを伝送するために必要な帯域に関する情報を持っているホストが帯域を指定できるという効果もある。 Since the minimum value of the bandwidth that can be set by the repeater is investigated and the multicast traffic is transmitted only when the bandwidth capable of transmitting the multicast traffic can be secured, the multicast traffic is not discarded. For this reason, there is an effect that multicast traffic can be received with 100% certainty. In addition, there is an effect that a host having information related to a bandwidth necessary for transmitting multicast traffic can designate the bandwidth.
また、帯域削除メッセージを送信して不必要な帯域を削除できるので、ネットワーク資源の効率的な運用を図ることができるという効果もある。 In addition, since an unnecessary band can be deleted by transmitting a band deletion message, there is an effect that efficient operation of network resources can be achieved.
さらに、ホップバイホップオプションヘッダを用いることにより、既存のプロトコルを変更することなく、かつ既存のマルチキャストグループ管理、マルチキャストルーティング、および帯域制御とは独立して動作する帯域設定、削除の仕組みを導入することができるという効果もある。 In addition, by using a hop-by-hop option header, a bandwidth setting and deletion mechanism that operates independently of existing multicast group management, multicast routing, and bandwidth control is introduced without changing existing protocols. There is also an effect that it is possible.
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１に、本発明を説明するためのネットワークの構成を示す。図１において、２０、２１、２６〜２８はホスト、２２〜２５はルータである。このネットワークは、図１９のネットワークと同じ構成を有している。ホスト２０はルータ２２〜２４を経由してマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１をホスト２６に送信する。また、ホスト２１はルータ２３、２４を経由してマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０２をホスト２７に送信する。ルータ２２〜２５は、マルチキャストルーティングプロトコルとしてＰＩＭ−ＳＳＭ(Protocol Independent Multicast - Sparse Mode : RFC 4607)を用いる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a network configuration for explaining the present invention. In FIG. 1, 20, 21, 26 to 28 are hosts, and 22 to 25 are routers. This network has the same configuration as the network of FIG. The
なお、マルチキャストトラフィックを送信するホスト２０、２１は第１のホスト、マルチキャストトラフィックを受信するホスト２６〜２８は第２のホストに相当する。また、ルータ２２〜２５は中継器に相当する。
The
図２にホスト２０、２１、２６〜２８の構成を示す。図２において、３０は通信部であり、伝送路（図示せず）に接続され、パケットの送受信を行う。３１は送受信処理部であり、通信部３０から送信するパケットを生成し、また通信部３０が受信したパケットを処理する。３２は帯域指示部であり、マルチキャストトラフィックを送信する帯域を設定するための処理を行う。
FIG. 2 shows the configuration of the
図３にルータの構成を示す。図３において、４０は通信部であり、図示しない伝送路に接続され、パケットの送受信を行う。通信部４０は２つ以上のインターフェイスを備えている。
FIG. 3 shows the configuration of the router. In FIG. 3,
４１は転送処理部であり、パケットのルーティングを行う。転送処理部４１は、マルチキャストルーティングのプロトコルとして、ＰＩＭ−ＳＳＭを使用する。なお、ＰＩＭ−ＳＳＭは、受信ホストから送信ホストまでのユニキャストの経路を逆方向にたどる経路を、マルチキャストの経路とするプロトコルである。
A
転送処理部４１はマルチキャストトラフィックをルーティングするためのルーティングテーブルを備えており、このルーティングテーブルを参照して、マルチキャストトラフィックの転送先を決定する。なお、ルーティングテーブルは既存のものを用いることができるので、ここでは言及しない。
The
４２は帯域調整部であり、マルチキャストトラフィックの伝送帯域を調整する。５０はトラフィックリストであり、ルータが現在転送可能なマルチキャストトラフィックのリストである。６０は帯域リストであり、インターフェイス毎に設けられ、伝送帯域の割り当て状況を示している。
A
図４にトラフィックリスト５０の構成を示す。図４において、トラフィックリスト５０は複数（図４ではエントリ１〜エントリｎのｎ個）のエントリで構成される。各エントリは、送信元ＩＰアドレス５１とマルチキャストＩＰアドレス５２の組み合わせをキーとして、要求帯域５３、優先度ＩＤ５４、インターフェイス数５５、インターフェイスリスト５６で構成される。
FIG. 4 shows the configuration of the
送信元ＩＰアドレス５１はマルチキャストグループの送信元のＩＰアドレスを示しており、マルチキャストアドレスＩＰアドレス５２はマルチキャストグループの宛先となるＩＰアドレスを示している。要求帯域５３は、このマルチキャストトラフィックを伝送するために必要な帯域を示しており、優先度ＩＤ５４はこのマルチキャストトラフィックに割り当てられた優先度ＩＤを示している。
The
インターフェイス数５５はインターフェイスリストのエントリ数を表している。このインターフェイス数５５が０になると、このインターフェイス数が含まれるエントリが削除される。例えば、エントリ１内のインターフェイス数５５が０になると、エントリ１が削除され、後述する帯域リストの合計割当帯域から要求帯域が減算される。
The
インターフェイスリスト５６は、マルチキャストトラフィックを送信するインターフェイスのリストである。ルータは、このインターフェイスリスト５６に存在するインターフェイスからのみマルチキャストを送信することができる。
The
インターフェイスリスト５６はインターフェイス数５５の数のエントリを有している。各エントリには、インターフェイスＩＤをキーにして有効期限が含まれる。インターフェイスＩＤは、インターフェイス毎に付与される重複しない識別子である。インターフェイスＩＤは、同じルータ内では一意でなければならない。
The
インターフェイスリスト５６内の有効期限は、このインターフェイスがマルチキャストを送信することができる期間を表している。この有効期限を過ぎると、インターフェイスリスト５６から対応するインターフェイスのエントリが自動的に削除され、インターフェイス数５５がデクリメントされる。
The expiration date in the
図５に、帯域リスト６０の構成を示す。図５において、帯域リスト６０は伝送帯域の割り当て状況を示したリストである。ルータはインターフェイス毎に帯域リスト６０を保持しており、この帯域リスト６０を参照してマルチキャストトラフィックの伝送帯域を制御する。帯域リスト６０が更新されると、ルータの帯域制御にも即座に反映される。
FIG. 5 shows the configuration of the
帯域リスト６０は複数のエントリを有している。このエントリは、ネットワークで定義された優先度ＩＤの数だけ存在し、ネットワーク内で優先度の定義が変更にならない限り、増減されない。
The
各エントリは、優先度ＩＤ６１をキーにして合計割当帯域６２、および最大帯域６３で構成される。優先度ＩＤ６１はこのネットワークで定義されている優先度ＩＤである。合計割当帯域６２は、当該インターフェイスに現在割り当てられている帯域の合計を表している。図４のインターフェイス数５５が０になると、合計割当帯域６２から要求帯域５３を減算する。
Each entry includes a total allocated
最大帯域６３は、この優先度のトラフィックのためにインターフェイスが割り当てることができる最大の帯域を表している。最大帯域６３は、システムが稼働する前に予め設定しておく。
図６に、２つのインターフェイスを有するルータに用いる帯域リストの初期状態の例を示す。この帯域リストはエントリ１とエントリ２の２つのエントリを備えている。エントリ１、エントリ２の優先度ＩＤはそれぞれＰＲＩ０１、ＰＲＩ０２に、最大帯域はいずれも５Ｍｂｐｓに設定されている。初期状態なので、いずれのエントリの合計割当帯域も０ｂｐｓである。
FIG. 6 shows an example of an initial state of a band list used for a router having two interfaces. This bandwidth list has two entries,
次に、この実施例の動作を説明する。なお、図１のネットワークを使用し、ホスト２０、２１、２６、２７に設定されているＩＰアドレスをそれぞれＡＤＤＲ２０、ＡＤＤＲ２１、ＡＤＤＲ２６、ＡＤＤＲ２７とする。
Next, the operation of this embodiment will be described. Note that, using the network of FIG. 1, the IP addresses set in the
ホスト２０、２１が送信するマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１、ＭＣＡＳＴ０２の諸元を図７に示す。マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１、ＭＣＡＳＴ０２の送信元ＩＰアドレスはそれぞれＡＤＤＲ２０、ＡＤＤＲ２１、マルチキャストＩＰアドレスはそれぞれＡＤＤＲＭ１、ＡＤＤＲＭ２、必要な帯域はそれぞれ７００Ｋｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ、優先度ＩＤはそれぞれＰＲＩ０１、ＰＲＩ０２に設定されている。
The specifications of multicast traffic MAST01 and MAST02 transmitted by the
また、以下の４つの前提条件を設ける。
（１）マルチキャスト通信方式は、ＰＩＭ−ＳＳＭを用いる。
（２）全てのホスト（２０、２１、２６〜２８）およびルータ（２２〜２５）は、同じ帯域制御および優先制御のポリシーに従って運用される。図７の例では、ルータ２２〜２５はＰＲＩ０１、ＰＲＩ０２の優先度ＩＤのいずれかに対応した帯域を割り当てることができる。例えば帯域制御にＤｉｆｆＳｅｒｖ(Differentiated Services : RFC 2475)を使用する場合、優先度ＩＤはＤＳＣＰ(DiffServ Code Point)に相当する。また、帯域が設定されていないトラフィックは、全てベストエフォートのトラフィックとして扱われる。すなわち、能力を越えた要求はエラーの通知および再処理がされず、捨てられる。
（３）全てのルータ２２〜２５は、初期状態ではトラフィックリスト５０にエントリを有していない。また、初期状態で図６の帯域リストが設定される。
（４）マルチキャストトラフィックを受信するホスト２６〜２８は、自身が受信したいマルチキャストトラフィックのマルチキャストＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスを知っている必要はあるが、そのマルチキャストトラフィックに必要な帯域と優先度ＩＤを知っている必要はない。
In addition, the following four preconditions are provided.
(1) PIM-SSM is used as the multicast communication method.
(2) All hosts (20, 21, 26 to 28) and routers (22 to 25) are operated according to the same bandwidth control and priority control policies. In the example of FIG. 7, the
(3) All the
(4) The
図８に、ホスト２０からホスト２６にマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信する手順を示す。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。このマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１は、ホスト２０からルータ２２、２３、２４を経由してホスト２６で受信される。このルートは最短経路である。
FIG. 8 shows a procedure for transmitting multicast traffic MAST01 from the
マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信する前に、送信に必要な帯域を確保しなければならない。このため、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を受信するホスト２６は、ルータ２２〜２５を経由して帯域調査メッセージＭＳＧ０１をホスト２０（ＩＰアドレス：ＡＤＤＲ２０）に送信し、確保可能な帯域をホスト２０に報告する。ホスト２０は、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信可能と判断すると、ルータ２２〜２４を経由してホスト２６に帯域通知メッセージＭＳＧ０２を送信して、必要な帯域を通知する。
Before transmitting the multicast traffic MAST01, a bandwidth necessary for transmission must be secured. For this reason, the
ホスト２６は、メッセージＭＳＧ０２を受信すると、ルータ２２〜２５を経由して帯域設定メッセージＭＳＧ０３を送信ホスト２０に送信する。これによって、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信するための帯域が設定される。ホスト２０は、メッセージＭSＧ０３を受信すると、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信する。
Upon receiving the message MSG02, the
メッセージＭＳＧ０１、ＭＳＧ０３には、Ｉｐｖ６(RFC 2460)において標準で規定されているホップバイホップオプションヘッダが添付される。ホップバイホップオプションヘッダは、パケットの経路にある全ノードによって調査されなければならないオプション情報を伝送するために用いられるヘッダである。通常、ルータはパケットの宛先を見て転送するだけであるが、ホップバイホップオプションヘッダを付けると、オプションヘッダの中味をも処理する。 A hop-by-hop option header defined by the standard in Ipv6 (RFC 2460) is attached to the messages MSG01 and MSG03. The hop-by-hop option header is a header used to transmit option information that must be examined by all nodes in the packet's path. Normally, the router only looks at the destination of the packet and forwards it. However, when the hop-by-hop option header is added, the contents of the option header are also processed.
図９に帯域調査メッセージＭＳＧ０１のホップバイホップオプションヘッダの構成を示す。図９において、ホップバイホップオプションヘッダは送信元ＩＰアドレス７０、マルチキャストＩＰアドレス７１、帯域情報数７２、帯域情報７３で構成される。帯域情報７３は優先度ＩＤの数だけ作成され、優先度ＩＤと使用可能帯域幅で構成される。
FIG. 9 shows the configuration of the hop-by-hop option header of the bandwidth survey message MSG01. In FIG. 9, the hop-by-hop option header includes a
メッセージＭＳＧ０１はマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信するためのものであるので、図７から送信元ＩＰアドレスはＡＤＤＲ２０、マルチキャストＩＰアドレスはＡＤＤＲＭ１である。ホスト２６から送信される時点では、ホップバイホップオプションヘッダの送信元ＩＰアドレス７０にはＡＤＤＲ２０が、マルチキャストＩＰアドレス７１にはＡＤＤＲＭ１が、帯域情報数７２には０が入っている。帯域情報７３は存在しない。
Since the message MSG01 is for transmitting the multicast traffic MAST01, the source IP address is ADDR20 and the multicast IP address is ADDRM1 from FIG. At the time of transmission from the
図１０は、ルータ２２〜２５が帯域調査メッセージＭＳＧ０１を受信したときの動作を示すフローチャートである。なお、このメッセージＭＳＧ０１は図９のホップバイホップオプションヘッダを備えている。また、ルータ２２〜２５の動作は同じなので、単にルータとする。
FIG. 10 is a flowchart showing an operation when the
図１０において、工程（Ｐ１０−１）でメッセージＭＳＧ０１を受信すると、工程（Ｐ１０−２）でこのメッセージのホップバイホップオプションヘッダからパラメータを取得する。そして、工程（Ｐ１０−３）でトラフィックリスト５０を参照して、送信元ＩＰアドレスがＡＤＤＲ２０でマルチキャストＩＰアドレスがＡＤＤＲＭ１（マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１のＩＰアドレス）のエントリを検索する。
In FIG. 10, when message MSG01 is received in step (P10-1), parameters are obtained from the hop-by-hop option header of this message in step (P10-2). In step (P10-3), the
エントリがある（ＹＥＳ）と工程（Ｐ１０−４）に進み、検索したエントリにメッセージＭＳＧ０１を受信したインターフェイスがあるかどうかを調べる。インターフェイスがあると既に帯域が割り当てられているので、工程（Ｐ１０−１０）に遷移し、このメッセージを次のルータ（あるいは送信ホスト２０）に転送する。 If there is an entry (YES), the process proceeds to step (P10-4), and it is checked whether or not the searched entry has an interface that has received the message MSG01. If there is an interface, the bandwidth has already been allocated, so the process proceeds to step (P10-10), and this message is transferred to the next router (or sending host 20).
インターフェイスがない場合、あるいは工程（Ｐ１０−３）でエントリがない場合は工程（Ｐ１０−５）に進み、メッセージＭＳＧ０１を受信したインターフェイスの帯域リスト６０を参照して、最大帯域６３と合計割り当て帯域６２の差、すなわち割り当てることができる使用可能帯域を優先度ＩＤ毎に計算する。計算した使用可能帯域をＢＷ１（優先度ＩＤ：ＰＲＩ０１）、ＢＷ２（優先度ＩＤ：ＰＲＩ０２）とする。
If there is no interface, or if there is no entry in step (P10-3), the process proceeds to step (P10-5), and the
次に、工程（Ｐ１０−６）で、メッセージＭＳＧ０１のホップバイホップオプションヘッダ（ＨｂＨ）の帯域情報数７２が０であるかどうかを調べ、０であると（ＹＥＳ）、工程（Ｐ１０−７）でホップバイホップオプションヘッダ（ＨｂＨ）に帯域情報を追加する。優先度ＩＤはＰＲＩ０１とＰＲＩ０２の２つなので、帯域情報数７２には２が格納される。また、帯域情報１の優先度ＩＤ、使用可能帯域幅をそれぞれＰＲＩ０１、ＢＷ１とし、帯域情報２の優先度ＩＤ、使用可能帯域幅をそれぞれＰＲＩ０２、ＢＷ２とする。そして、工程（Ｐ１０−１０）に進んでメッセージＭＳＧ０１を次のルータ（あるいはホスト２０）に転送する。
Next, in step (P10-6), it is checked whether the
工程（Ｐ１０−６）で帯域情報数７２が０でないと（ＮＯ）、工程（Ｐ１０−８）で、工程（Ｐ１０―５）で計算した使用可能帯域ＢＷが、メッセージＭＳＧ０１のオプションヘッダの使用可能帯域幅よりも小さいかどうかをチェックし、小さいと（ＹＥＳ）工程（Ｐ１０−９）でオプションヘッダの使用可能帯域幅をＢＷで上書きする。大きいか等しいと（ＮＯ）、何もしない。このためオプションヘッダの使用可能帯域幅には、ルータ２２〜２５が使用できる最小の帯域幅が格納される。
If the number of
工程（Ｐ１０−８）でＮＯの場合、あるいは工程（Ｐ１０−９）が終了すると工程（Ｐ１０−１０）に遷移する。ルータはメッセージＭＳＧ０１を次のルータ（あるいはホスト２０）に転送する。 In the case of NO in the step (P10-8), or when the step (P10-9) is completed, the process transitions to the step (P10-10). The router forwards the message MSG01 to the next router (or host 20).
図８に示したように、ルータ２４〜２２を経由した帯域調査メッセージＭＳＧ０１はホスト２０によって受信される。このときのホスト２０の動作を図１１フローチャートに示す。
As shown in FIG. 8, the bandwidth survey message MSG01 via the
図１１において、工程（Ｐ１１−１）でホスト２０が帯域調査メッセージＭＳＧ０１を受信すると、工程（Ｐ１１−２）でメッセージＭＳＧ０１に添付されたホップバイホップオプションヘッダから使用可能帯域幅を取り出す。図１０フローチャートで説明したように、この使用可能帯域幅には、各優先度ＩＤで割り当て可能な最小帯域が格納されている。例えば、優先度ＩＤがＰＲＩ０１、ＰＲＩ０２の最小帯域がそれぞれＢＷ１、ＢＷ２とすると、帯域情報１、帯域情報２の優先度ＩＤにはそれぞれＰＲＩ０１、ＰＲＩ０２が、使用可能帯域幅にはＢＷ１、ＢＷ２が格納される。
In FIG. 11, when the
次に、工程（Ｐ１１−３）で、ホップバイホップオプションヘッダに格納されている使用可能帯域幅が、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信するのに充分であるかどうかをチェックする。マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信する為に必要な帯域を７００Ｋｂｐｓとすると、取り出した使用可能帯域幅と７００Ｋｂｐｓを比較する。 Next, in step (P11-3), it is checked whether the available bandwidth stored in the hop-by-hop option header is sufficient to transmit the multicast traffic MAST01. If the bandwidth necessary for transmitting the multicast traffic MAST01 is 700 Kbps, the extracted usable bandwidth is compared with 700 Kbps.
使用可能帯域幅が送信するために必要な帯域より大きいか等しいと（ＹＥＳ）、送信ホスト２０は充分な帯域を確保できると判断し、工程（Ｐ１１−４）で帯域通知メッセージＭＳＧ０２を、ルータ２２〜２５を経由してホスト２６に送信する。使用可能帯域幅が送信するために必要な帯域より小さいと（ＮＯ）、帯域通知メッセージＭＳＧ０２を送信しない。それ以降の処理を中止するか、送信量を減らす等の処理が取られる。なお、ＭＳＧ０２はルータ２２〜２５を経由しなくてもホスト２６に到達できればよい。
If the available bandwidth is greater than or equal to the bandwidth required for transmission (YES), the
帯域通知メッセージＭＳＧ０２のペイロード構成を図１２に示す。帯域通知メッセージＭＳＧ０２のペイロードは、送信元ＩＰアドレス８０、マルチキャストＩＰアドレス８１、要求帯域８２、および優先度ＩＤ８３で構成される。送信元ＩＰアドレス８０にはＡＤＤＲ２０が、マルチキャストＩＰアドレス８１にはＡＤＤＲＭ１が、要求帯域８２にはマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信するために必要な帯域が、優先度ＩＤにはＰＲＩ０１が格納される。
The payload configuration of the band notification message MSG02 is shown in FIG. The payload of the bandwidth notification message MSG02 includes a transmission
図８に示すように、帯域通知メッセージＭＳＧ０２をしたホスト２６は、帯域設定メッセージＭＳＧ０３を送信する。帯域設定メッセージＭＳＧ０３のホップバイホップオプションヘッダの構成は図１２と同じである。送信元ＩＰアドレス８０には送信ホスト２０のＩＰアドレスＡＤＤＲ２０が、マルチキャストＩＰアドレス８１にはＡＤＤＲＭ１が設定される。また、要求帯域８２にはマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１の送信に必要な７００Ｋｂｐｓが、優先度ＩＤ８３にはＰＲＩ０１が設定される。
As shown in FIG. 8, the
帯域設定メッセージＭＳＧ０３は、最短距離であるルータ２４〜２２をこの順に経由して、ホスト２０に到達する。ルータ２２〜２４が帯域設定メッセージＭＳＧ０３を受信したときの動作を、図１３フローチャートに示す。
The band setting message MSG03 reaches the
図１３において、工程（Ｐ１３−１）で帯域設定メッセージＭＳＧ０３を受信すると、工程（Ｐ１３−２）でこのメッセージＭＳＧ０３のホップバイホップオプションヘッダからパラメータを取得する。 In FIG. 13, when the band setting message MSG03 is received in step (P13-1), parameters are acquired from the hop-by-hop option header of this message MSG03 in step (P13-2).
工程（Ｐ１３−３）で、トラフィックリスト５０を参照し、送信元ＩＰアドレス５１が送信ホスト２０のＩＰアドレスＡＤＤＲ２０で、マルチキャストＩＰアドレス５２がマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１のＩＰアドレスＡＤＤＲＭ１であるエントリを検索する。
In step (P13-3), the
エントリが存在しないと（ＮＯ）、工程（Ｐ１３−４）でトラフィックリスト５０にエントリを新規作成する。エントリの送信元ＩＰアドレス５１はＡＤＤＲ２０、マルチキャストＩＰアドレス５２はＡＤＤＲＭ１、要求帯域５３は７００Ｋｂｐｓ、優先度ＩＤ５４はＰＲＩ０１、インターフェイス数５５は０とする。インターフェイスリスト５６は存在しない。
If no entry exists (NO), a new entry is created in the
次に、工程（Ｐ１３−６）でこのエントリのインターフェイス数５５を１増加させ、新たなインターフェイスを作成する。このインターフェイスのインターフェイスＩＤはメッセージＭＳＧ０３を受信したインターフェイスのＩＤとし、有効期限を１時間とする。そして、工程（Ｐ１３−７）で帯域リスト６０の合計割当帯域６２にマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信するために必要な帯域（７００Ｋｂｐｓ）を加算する。なお、この有効期限はホスト２６が設定し、メッセージＭＳＧ０３に含めて送信するようにしてもよい。
Next, in step (P13-6), the
工程（Ｐ１３−３）でエントリが存在するときは（ＹＥＳ）、工程（Ｐ１３−５）でメッセージＭＳＧ０３を受信したインターフェイスが、このエントリのインターフェイスリスト５６にあるかどうかを検索する。インターフェイスがないときは（ＮＯ）、工程（Ｐ１３−６）、（Ｐ１３−７）を実行する。工程（Ｐ１３−７）の終了後、あるいは工程（Ｐ１３−５）でインターフェイスがあるときは（ＹＥＳ）、工程（Ｐ１３−８）に遷移してメッセージＭＳＧ０３を次のルータあるいはホスト２０に転送する。
If there is an entry in the step (P13-3) (YES), it is searched whether the interface that received the message MSG03 in the step (P13-5) is in the
図８に示すように、ホスト２０は、メッセージＭＳＧ０３を受信すると、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１の送信を開始する。このとき、ホスト２６は、例えばＭＬＤｖ２(Multicast Listener Discovery Version 2 : RFC 3810)のようなマルチキャストグループ管理プロトコルを使用して、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１の受信宣言を行う。
As shown in FIG. 8, when the
マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１が伝送される経路は、ＰＩＭ−ＳＳＭを使用して確立する。ＰＩＭ−ＳＳＭによって確立されるマルチキャストトラフィックの経路は、ホスト２６からホスト２０へ向かうユニキャストトラフィックの経路を逆方向に辿る経路である。図１のネットワークでは、ホスト２６からホスト２０へ向かうユニキャスト最短経路はルータ２４、２３、２２を辿る経路なので、ＰＩＭ−ＳＳＭによって確立される経路は、ルータ２２、２３、２４を経由する。この経路は、帯域調査および帯域設定メッセージＭＳＧ０１、ＭＳＧ０３が辿る経路と一致する。
A path through which the multicast traffic MAST01 is transmitted is established using PIM-SSM. The path of multicast traffic established by PIM-SSM is a path that follows the path of unicast traffic from the
なお、帯域設定メッセージＭＳＧ０３が転送されると、ルータ２２〜２４にはそれぞれ７００Ｋｂｐｓの帯域が割り当てられる。このときの優先度ＩＤはＰＲＩ０１である。
When the bandwidth setting message MSG03 is transferred, a bandwidth of 700 Kbps is assigned to each of the
次に、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１の帯域設定が終了した後に、ホスト２１からホスト２７にマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０２を送信するための帯域設定について説明する。図１４に、メッセージの伝達手順を示す。手順は、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０２を送受信するホストおよび途中経路のルータが異なることを除くと、図８の手順とほぼ同じである。
Next, bandwidth setting for transmitting the multicast traffic MAST02 from the
ホスト２７は、帯域調査メッセージＭＳＧ０１をルータ２４、２３を経由してホスト２１に送信する。メッセージＭＳＧ０１の宛先ＩＰアドレスは送信ホスト２１のＩＰアドレスであるＡＤＤＲ２１である。また、このメッセージＭＳＧ０１には、ホップバイホップオプションヘッダが添付される。ホップバイホップオプションヘッダの構成は図９と同じであり、送信元ＩＰアドレス７０にはＡＤＤＲ２１が、マルチキャストＩＰアドレス７１にはＡＤＤＲＭ２が格納される。帯域情報数７２は０であり、帯域情報７３は存在しない。
The
ルータ２３、２４がメッセージＭＳＧ０１を受信したときの動作は、図１０フローチャートと同じであるので、説明を省略する。但し、マルチキャストトラフィックはＭＣＡＳＴ０２、送信元ＩＰアドレスはＡＤＤＲ２１、マルチキャストＩＰアドレスはＡＤＤＲＭ２と読み替える。
The operations when the
ホスト２１はメッセージＭＳＧ０１を受信する。このときのホスト２１の動作は、図１１フローチャートと同じであるので、説明を省略する。ホスト２１は、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０２を送信するための帯域を確保できると判断すると、帯域通知メッセージＭＳＧ０２をルータ２３、２４を経由してホスト２７に送信する。ホスト２７はこのメッセージＭＳＧ０２を受信する。
The
ホスト２７は、帯域通知メッセージＭＳＧ０２を受信すると、ホップバイホップオプションヘッダが添付された帯域設定メッセージＭＳＧ０３をホスト２１に送信する。ホップバイホップオプションヘッダの構成は図１２と同じである。図７の諸元に示すように、送信元ＩＰアドレス８０にはＡＤＤＲ２１が、マルチキャストＩＰアドレス８１にはＡＤＤＲＭ２が、要求帯域８２には１Ｍｂｐｓが、優先度ＩＤ８３にはＰＲＩ０２が格納される。
Upon receiving the bandwidth notification message MSG02, the
帯域設定メッセージＭＳＧ０３は最短ルートであるルータ２４、２３を経由して、ホスト２１に到達する。ルータ２３、２４がメッセージＭＳＧ０３を受信したときの動作は図１３フローチャートと同じであるので、説明を省略する。但し、マルチキャストトラフィックはＭＣＡＳＴ０２、送信元ＩＰアドレスはＡＤＤＲ２１、マルチキャストＩＰアドレスはＡＤＤＲＭ２、優先度ＩＤはＰＲＩ０２、要求帯域は１Ｍｂｐｓである。
The bandwidth setting message MSG03 reaches the
図１４に示すように、帯域設定メッセージＭＳＧ０３を受信すると、ホスト２１はマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０２を送信し、ホスト２７はこのマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０２を受信する。ホスト２７は、例えばＭＬＤｖ２のようなマルチキャストグループ管理プロトコルを使用して、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０２の受信宣言を行う。また、ホスト２１とホスト２７までのマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０２が通過する経路上のルータ２３、２４は、ＰＩＭ−ＳＳＭを使用して、ホスト２１からホスト２７までの経路を確立する。
As shown in FIG. 14, when the band setting message MSG03 is received, the
帯域設定が終了した時点における各ルータの帯域設定は、
ルータ２２：７００Ｋｂｐｓ（ＰＲＩ０１）
ルータ２３：７００Ｋｂｐｓ（ＰＲＩ０１）、１Ｍｂｐｓ（ＰＲＩ０２）
ルータ２４：７００Ｋｂｐｓ（ＰＲＩ０１）、１Ｍｂｐｓ（ＰＲＩ０２）
になる。なお、（）内は優先度ＩＤである。インターフェイス毎に割り当てられる帯域は異なる。たとえば、ルータ２４はホスト２６につながっているインターフェイスにＰＲＩ０１、ホスト２７につながっているインターフェイスにＰＲＩ０２の帯域が割り当てられる。
The bandwidth setting of each router at the time of bandwidth setting is
Router 22: 700 Kbps (PRI01)
Router 23: 700 Kbps (PRI01), 1 Mbps (PRI02)
Router 24: 700 Kbps (PRI01), 1 Mbps (PRI02)
become. In addition, () is a priority ID. The bandwidth allocated for each interface is different. For example, the
マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１、ＭＣＡＳＴ０２の帯域設定がされている状態で、ホスト２０からホスト２８にマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信するための帯域設定を説明する。図１５に、メッセージの伝達手順を示す。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を書略する。
The bandwidth setting for transmitting the multicast traffic MAST01 from the
ホスト２８は帯域調査メッセージＭＳＧ０１をホスト２０に送信し、ホスト２０はメッセージＭＳＧ０１を受信する。ホスト２０は、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信するための帯域が確保できると判断すると、帯域通知メッセージＭＳＧ０２をホスト２８に送信する。メッセージＭＳＧ０２を受信した受信ホスト２８は、メッセージＭＳＧ０１と同じ経路で帯域設定メッセージＭＳＧ０３を送信する。メッセージＭＳＧ０３を受信した送信ホスト２０は、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信する。メッセージＭＳＧ０１〜ＭＳＧ０３は、最短経路で転送される。
The
図１５において、受信ホスト２８は、ホップバイホップオプションヘッダが添付された帯域調査メッセージＭＳＧ０１を送信する。ホップバイホップオプションヘッダの構成は図９と同じであり、送信元ＩＰアドレス７０にはＡＤＤＲ２０が、マルチキャストＩＰアドレス７１にはＡＤＤＲＭ１が格納される。また、帯域情報数７２は０であり、帯域情報７３は存在しない。
In FIG. 15, the receiving
帯域調査メッセージＭＳＧ０１は、最短経路であるルータ２５、２３、２２を経由して送信ホスト２０で受信される。ルータ２５、２３、２２がメッセージＭＳＧ０１を受信したときの動作は図１０フローチャートと同じなので、説明を省略する。
The bandwidth survey message MSG01 is received by the
帯域調査メッセージＭＳＧ０１を受信したホスト２０は、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信するための帯域が確保できると判断すると、帯域通知メッセージＭＳＧ０２をルータ２２、２３、２５を経由してホスト２８に送信する。ホスト２８は、帯域通知メッセージＭＳＧ０２を受信し、パラメータを取得する。
When the
メッセージＭＳＧ０２を受信したホスト２８は、ホップバイホップオプションヘッダが添付された帯域設定メッセージＭＳＧ０３を送信する。このホップバイホップオプションヘッダの構成は図１２と同じであり、送信元ＩＰアドレス８０にはＡＤＤＲ２０が、マルチキャストＩＰアドレス８１にはＡＤＤＲＭ１が、要求帯域８２には７００Ｋｂｐｓが、優先度ＩＤ８３にはＰＲＩ０１が格納される。
The
帯域設定メッセージＭＳＧ０３は、最短経路であるルータ２５、２３、２２を順に経由し、ホスト２０で受信される。ルータ２５、２３、２２が帯域設定メッセージを受信したときの動作は図１３フローチャートと同じなので、説明を省略する。ホスト２０は、帯域設定メッセージＭＳＧ０３を受信すると、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信する。
The bandwidth setting message MSG03 is received by the
ホスト２８は、例えば例えばＭＬＤｖ２のようなマルチキャストグループ管理プロトコルを使用して、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１の受信宣言を行う。また、ホスト２０とホスト２８までのマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１が通過する経路上のルータ２２、２３、２５は、ＰＩＭ−ＳＳＭを使用してホスト２０からホスト２８までの経路を確立する。
For example, the
この時点での帯域設定は次のようになる。（）内は優先度ＩＤである。
ルータ２２：７００Ｋｂｐｓ（ＰＲＩ０１）
ルータ２３：７００Ｋｂｐｓ（ＰＲＩ０１）、１Ｍｂｐｓ（ＰＲＩ０２）
ルータ２４：７００Ｋｂｐｓ（ＰＲＩ０１）、１Ｍｂｐｓ（ＰＲＩ０２）
ルータ２５：７００Ｋｂｐｓ（ＰＲＩ０１）
なお、ルータ２３のＲＩ０１の帯域は、ホスト２６と２８に送信するマルチキャストトラフィックで重複している。
The bandwidth setting at this point is as follows. The parentheses are the priority IDs.
Router 22: 700 Kbps (PRI01)
Router 23: 700 Kbps (PRI01), 1 Mbps (PRI02)
Router 24: 700 Kbps (PRI01), 1 Mbps (PRI02)
Router 25: 700 Kbps (PRI01)
It should be noted that the bandwidth of RI01 of the
受信ホストがマルチキャストグループから脱退するときは、マルチキャストトラフィックを送信するホストから受信するホストまでの経路上の不要な帯域を開放する。以下、この帯域の開放手順を説明する。なお、図８、図１４、図１５の帯域設定が行われているものとし、ホスト２６がマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１の帯域を開放するものとして説明する。
When the receiving host leaves the multicast group, an unnecessary band on the route from the host that transmits the multicast traffic to the host that receives the multicast traffic is released. Hereinafter, the procedure for releasing the band will be described. In the following description, it is assumed that the bandwidth setting of FIGS. 8, 14, and 15 has been performed, and that the
図１６に、ホスト２０からホスト２６に至る、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を送信するための帯域を開放する帯域開放の手順を示す。ホスト２６はホップバイホップオプションヘッダが添付された帯域開放メッセージＭＳＧ０４を、ホスト２０に送信する。その際、ホスト２０に至る最短経路に位置するルータ２４、２３、２２を経由する。
FIG. 16 shows a bandwidth release procedure for releasing the bandwidth for transmitting the multicast traffic MAST01 from the
図１７に、帯域開放メッセージＭＳＧ０４に添付されるホップバイホップオプションヘッダの構成を示す。オプションヘッダは送信元ＩＰアドレス９０、マルチキャストＩＰアドレス９１、およびオプション無効フラグ９２で構成される。送信時には、送信元ＩＰアドレス９０にはＡＤＤＲ２０が、マルチキャストＩＰアドレス９１にはＡＤＤＲＭ１が、オプション無効フラグ９２には０が入っている。オプション無効フラグ９２が１になると、メッセージＭＳＧ０４を受信したルータはホップバイホップオプションの処理を行わない。
FIG. 17 shows a configuration of a hop-by-hop option header attached to the band release message MSG04. The option header includes a transmission
図１８フローチャートに、帯域開放メッセージＭＳＧ０４を受け取ったルータ２２〜２４の動作を示す。なお、ルータ２２〜２４をまとめてルータと称する。図１８において、工程（Ｐ１８−１）でルータがメッセージＭＳＧ０４を受信すると、工程（Ｐ１８−２）でホップバイホップオプションヘッダからパラメータを取得する。
FIG. 18 is a flowchart showing operations of the
ルータは、工程（Ｐ１８−３）でオプション無効フラグ９２が１であるかどうかをチェックする。１でないと（ＮＯ）、工程（Ｐ１８−４）でトラフィックリスト５０を検索し、同じ送信元ＩＰアドレスとマルチキャストＩＰアドレスのエントリがあるかどうかを検索する。エントリがあると（ＹＥＳ）、工程（Ｐ１８−５）でこのエントリのインターフェイスリスト５６に、帯域調査メッセージＭＳＧ０１を受信したインターフェイスがあるかどうかを検索する。
The router checks whether the option
インターフェイスがあると（ＹＥＳ）、工程（Ｐ１８−６）でエントリのインターフェイス数５５から１を減じ、このインターフェイスを削除する。そして、工程（Ｐ１８−７）でエントリのインターフェイス数５５が０より大きいかをチェックし、０であると（ＮＯ）工程（Ｐ１８−８）でオプション無効フラグ９２を１にする。
If there is an interface (YES), 1 is subtracted from the
工程（Ｐ１８−７）でインターフェイス数５５が０より大きいか（ＹＥＳ）、または工程（Ｐ１８−８）が終了すると、工程（Ｐ１８−９）で帯域リスト６０の合計割当帯域６２から帯域（この場合は７００Ｋｂｐｓ）を減算し、工程（Ｐ１８−１１）でメッセージＭＳＧ０４を次のルータあるいはホスト２０に転送する。
If the number of
工程（Ｐ１８−３）でオプション無効フラグ９２が１のときは（ＹＥＳ）、工程（Ｐ１８−１１）に遷移する。また、工程（Ｐ１８−４）でエントリがないか（ＮＯ）、あるいは工程（Ｐ１８−５）でインターフェイスリスト５６に該当するものがないと（ＮＯ）、工程（Ｐ１８−１０）に遷移してオプション無効フラグ９２を１にする。そして、工程（Ｐ１８−１１）に遷移して、メッセージＭＳＧ０４を転送する。
When the option
なお、工程（Ｐ１８−５）でインターフェイスリスト５６に該当するものがないと、その時点で処理を中断してもよい。また、オプション無効フラグ９２が０であるとマルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１を受信するホストがないので、ホスト２０が受信したメッセージＭＳＧ０４中のオプション無効フラグ９２が０であると、マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１の送信を中止してもよい。
Note that if there is nothing corresponding to the
マルチキャストトラフィックＭＣＡＳＴ０１の帯域が開放された後のルータ２２〜２５の帯域割り当て状況は下記になる。（）内は優先度ＩＤである。
ルータ２２：７００Ｋｂｐｓ（ＰＲＩ０１）
ルータ２３：７００Ｋｂｐｓ（ＰＲＩ０１）、１Ｍｂｐｓ（ＰＲＩ０２）
ルータ２４：１Ｍｂｐｓ（ＰＲＩ０２）
ルータ２５：７００Ｋｂｐｓ（ＰＲＩ０１）
The bandwidth allocation status of the
Router 22: 700 Kbps (PRI01)
Router 23: 700 Kbps (PRI01), 1 Mbps (PRI02)
Router 24: 1Mbps (PRI02)
Router 25: 700 Kbps (PRI01)
なお、図８、図１４、図１５から明らかなように、マルチキャストトラフィックを送信するホストは、帯域調査メッセージＭＳＧ０１、帯域設定メッセージＭＳＧ０３を受信する。これらのメッセージを受信することで、ホストはマルチキャストの帯域設定状況や受信ホストの数などを知ることができ、これらを管理することができる。 As is clear from FIGS. 8, 14, and 15, the host that transmits the multicast traffic receives the bandwidth check message MSG01 and the bandwidth setting message MSG03. By receiving these messages, the host can know the bandwidth setting status of multicast and the number of receiving hosts, and can manage them.
マルチキャストトラフィックを受信するホストの管理とは、例えばマルチキャストトラフィックを送信するホストが、マルチキャストトラフィックを受信するホストのＩＰアドレスのリスト（リスナーリスト）を持ち、帯域設定メッセージＭＳＧ０３を受信すると、前記リスナーリストの帯域設定メッセージＭＳＧ０３を送信したホストのＩＰアドレスに、設定された帯域を登録する。また、帯域開放メッセージＭＳＧ０４を受信すると、このメッセージのホップバイホップオプションヘッダのオプション無効フラグ９２が０のときに限り、前記リスナーリストのその帯域開放メッセージＭＳＧ０４を送信したホストのＩＰアドレスから開放された帯域を削除する。
Management of hosts that receive multicast traffic is, for example, when a host that transmits multicast traffic has a list (listener list) of IP addresses of hosts that receive multicast traffic and receives a bandwidth setting message MSG03, The set bandwidth is registered in the IP address of the host that transmitted the bandwidth setting message MSG03. Also, when the bandwidth release message MSG04 is received, it is released from the IP address of the host that sent the bandwidth release message MSG04 in the listener list only when the option
このようにすることにより、マルチキャストトラフィックを送信するホストは、マルチキャストトラフィックを受信するホストの管理を行うことができる。このリスナーリストはいろいろな用途に使用することができる。例えば、リスナーリストのＩＰアドレス数が０になったら、マルチキャストトラフィックの送信を中止することができる。 In this way, a host that transmits multicast traffic can manage hosts that receive the multicast traffic. This listener list can be used for various purposes. For example, when the number of IP addresses in the listener list becomes 0, transmission of multicast traffic can be stopped.
また、前述の実施例では、マルチキャストの経路を設定する前の１回のみ、帯域調査メッセージＭＳＧ０１を送信してその帯域を確保するようにしていたが、マルチキャストトラフィックを受信するホストが定期的に帯域調査メッセージＭＳＧ０１を送信するようにすることもできる。 In the above-described embodiment, the bandwidth check message MSG01 is transmitted only once before the multicast route is set to secure the bandwidth. However, the host receiving the multicast traffic periodically The survey message MSG01 may be transmitted.
このようにすることにより、マルチキャストトラフィックを送信するホストは、自身が送信するマルチキャストパケットのトラフィック使用状況を把握することができる。このため、トラフィックの使用状況によってマルチキャストトラフィックの送信を制限する等の対策を取ることができる。 By doing in this way, the host which transmits multicast traffic can grasp | ascertain the traffic usage condition of the multicast packet which self transmits. For this reason, it is possible to take measures such as limiting the transmission of multicast traffic depending on the traffic usage.
また、フィールドネットワークは、インターネットのように不特定多数の機器が接続される環境ではなく、またインターネットを経由する制御通信は少ないのが普通である。従って、外部からの攻撃に対しては、検疫ネットワーク、ファイアウオール、ＩＰＳ(Intrusion Prevention System)のようなフィールドネットワークが予めサポートしているセキュリティの仕組みで十分であると考えられる。 A field network is not an environment in which an unspecified number of devices are connected as in the Internet, and usually there are few control communications via the Internet. Therefore, it is considered that a security mechanism previously supported by a field network such as a quarantine network, a firewall, or an IPS (Intrusion Prevention System) is sufficient for an attack from the outside.
マルチキャストトラフィックを送信するホストと受信するホストとの間では、例えばＩＫＥ(Internet Key Exchange : RFC 4109/RFC 4306)とＩＰｓｅｃ(Security Architecture for Internet Protocol : RFC 4301)の組み合わせ、またはＫＩＮＫ(Kerberized Internet Negotiation of Keys : RFC 4430)とＩＰｓｅｃの組み合わせなどによって認証を行うことができる。 For example, a combination of IKE (Internet Key Exchange: RFC 4109 / RFC 4306) and IPsec (Security Architecture for Internet Protocol: RFC 4301), or KINK (Kerberized Internet Negotiation of) Authentication can be performed by a combination of Keys: RFC 4430) and IPsec.
また、前述した実施例では、マルチキャストルーティングプロトコルにＰＩＭ−ＳＳＭを使用したが、このプロトコルに限られることはない。ＰＩＭ−ＳＳＭはマルチキャストトラフィックを受信するホストから送信するホストまでのユニキャストの経路を逆方向に辿る経路をマルチキャストの経路とするプロトコルであるが、ＰＩＭ−ＳＳＭと結果的に同じマルチキャスト経路を設定することができるプロトコルであれば、ＰＩＭ−ＳＳＭ以外のプロトコルを使用することができる。 In the above-described embodiment, PIM-SSM is used as the multicast routing protocol, but the present invention is not limited to this protocol. PIM-SSM is a protocol in which a multicast path is a path that follows a unicast path from a host that receives multicast traffic to a host that transmits the multicast traffic. As a result, the same multicast path as PIM-SSM is set. Any protocol other than PIM-SSM can be used.
また、前述した実施例では、帯域開放メッセージＭＳＧ０４のホップバイホップオプションヘッダにオプション無効フラグ９２を設定し、このオプション無効フラグを１にすると、それ以降のルータはホップバイホップオプションヘッダを処理しないようにしたが、オプション無効フラグ９２を１にする代わりに、帯域開放メッセージＭＳＧ０４の転送を中止するようにすることもできる。
In the above-described embodiment, when the option
このようにすると、マルチキャストトラフィックを送信するホストは帯域開放メッセージを受信しない場合もあるので、マルチキャストトラフィックを受信するホストの管理を行うことができないが、管理の必要がない場合はトラフィックを削減することができるという利点がある。 In this way, hosts that send multicast traffic may not receive the bandwidth release message, so it is not possible to manage hosts that receive multicast traffic, but reduce traffic if there is no need for management. There is an advantage that can be.
さらに、本発明はネットワークスイッチにも適用することができる。ネットワークスイッチがトラフィックリスト５０、帯域リスト６０を保持し、マルチキャストトラフィックを受信するホストと送信するホストとの間で伝送される帯域調査メッセージＭＳＧ０１および帯域設定メッセージＭＳＧ０３をネットワークスイッチが中継する際に、これらのホップバイホップオプションを参照して、自身のトラフィックリスト５０および帯域リスト６０を更新するようにすればよい。この場合、ネットワークスイッチが中継器に相当する。
Furthermore, the present invention can also be applied to a network switch. When the network switch maintains the
なお、これらの実施例ではメッセージＭＳＧ０１〜０４にホップバイホップオプションヘッダを添付し、このオプションヘッダに情報を書き込むようにしたが、ホップバイホップオプションヘッダを使用しないようにすることもできる。 In these embodiments, the hop-by-hop option header is attached to the messages MSG01 to 04, and information is written in the option header. However, the hop-by-hop option header may not be used.
また、必要がなければ、帯域削除メッセージによる帯域削除は行わなくてもよい。 If not necessary, the band deletion by the band deletion message may not be performed.
２０、２１、２６〜２８ ホスト
２２〜２５ ルータ
３０、４０ 通信部
３１ 送受信処理部
３２ 帯域指示部
４１ 転送処理部
４２ 帯域調整部
５０ トラフィックリスト
５１、７０、８０、９０ 送信元ＩＰアドレス
５２、７１、８１、９１ マルチキャストＩＰアドレス
５３、８２ 要求帯域
５４、６１、８３ 優先度ＩＤ
５５ インターフェイス数
５６ インターフェイスリスト
６０ 帯域リスト
６２ 合計割当帯域
６３ 最大帯域
７２ 帯域情報数
７３ 帯域情報
９２ オプション無効フラグ
20, 21, 26 to 28
55 Number of
Claims (6)
前記第２のホストが帯域調査メッセージを前記中継器を経由して前記第１のホストに送信し、前記中継器はこの帯域調査メッセージを受信すると、その中継器が使用できる帯域に関する情報を前記帯域調査メッセージに書き込む工程と、
前記帯域調査メッセージを受信した前記第１のホストは、この帯域調査メッセージを参照し、マルチキャストトラフィックを送信できる帯域が確保できると判断すると、前記第２のホストに帯域通知メッセージを送信する工程と、
前記帯域通知メッセージを受信した前記第２のホストは、マルチキャストトラフィックを伝送するための帯域を前記中継器に設定させる帯域設定メッセージを、前記中継器を経由して前記第１のホストに送信し、前記中継器は前記帯域設定メッセージを受信すると、マルチキャストトラフィックを送信するための帯域を設定する工程と、
を具備したことを特徴とするマルチキャスト帯域設定方法。 Multicast traffic to a network composed of a first host that transmits multicast traffic, a second host that receives the multicast traffic, and a repeater that is arranged in the route between the first host and the second host In the multicast transmission bandwidth setting method for setting the bandwidth for transmitting
When the second host transmits a bandwidth survey message to the first host via the relay, and the relay receives the bandwidth survey message, information on a bandwidth that can be used by the relay is displayed in the bandwidth. Writing the survey message;
The first host that has received the bandwidth survey message refers to the bandwidth survey message, and determines that a bandwidth capable of transmitting multicast traffic can be secured, the step of transmitting a bandwidth notification message to the second host;
The second host that has received the bandwidth notification message transmits a bandwidth setting message that causes the repeater to set a bandwidth for transmitting multicast traffic to the first host via the repeater, When the repeater receives the bandwidth setting message, setting a bandwidth for transmitting multicast traffic;
A multicast bandwidth setting method comprising:
中継器を経由して帯域調査メッセージを送信し、帯域通知メッセージを受信すると、前記中継器を経由して帯域設定メッセージを送信する第２のホストと、
前記帯域調査メッセージを受信すると、このメッセージの内容からマルチキャストトラフィックを送信できると判断すると帯域通知メッセージを前記第２のホストに送信し、帯域設定メッセージを受信すると、マルチキャストトラフィックを送信する第１のホストと、
帯域調査メッセージを受信すると使用できる帯域に関連する情報をこの帯域調査メッセージに書き込み、帯域設定メッセージを受信すると要求された帯域を設定する中継器と、
を具備したことを特徴とするマルチキャスト配信システム。 In a distribution system that distributes multicast traffic, comprising a host that transmits multicast traffic, a host that receives the multicast traffic, and a relay that is arranged in the path between these hosts,
A second host that transmits a band setting message via the repeater when a band check message is transmitted via the repeater and a band notification message is received;
When the bandwidth check message is received, if it is determined that the multicast traffic can be transmitted from the content of the message, the bandwidth notification message is transmitted to the second host, and when the bandwidth setting message is received, the first host that transmits the multicast traffic. When,
When a bandwidth survey message is received, information related to the available bandwidth is written to this bandwidth survey message, and when a bandwidth setting message is received, a repeater that sets the requested bandwidth,
A multicast distribution system comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009187404A JP2011041062A (en) | 2009-08-12 | 2009-08-12 | Method for setting multicast transmission band and multicast distribution system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009187404A JP2011041062A (en) | 2009-08-12 | 2009-08-12 | Method for setting multicast transmission band and multicast distribution system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011041062A true JP2011041062A (en) | 2011-02-24 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009187404A Pending JP2011041062A (en) | 2009-08-12 | 2009-08-12 | Method for setting multicast transmission band and multicast distribution system |
Country Status (1)
| Country | Link |
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-
2009
- 2009-08-12 JP JP2009187404A patent/JP2011041062A/en active Pending
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