JP2011091761A - ネットワークシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】ネットワークサービスを高速かつ容易に提供する。
【解決手段】第1のサーバー12中の動画圧縮プログラム13及び第2のサーバー14中の圧縮動画を復号するプログラム15にも、ネットワーク装置と同様にIPアドレスを割り当てる。カメラ11で撮像した動画を第1のサーバー12で圧縮して第2のサーバー14に転送し、そこで復号してディスプレー装置16に出力するサービスを実現するとする。このとき、カメラ11→第1のサーバー12→第2のサーバー14→ディスプレー装置16の通信路を確立するためのシグナリング処理において、第1のサーバー12に実装されている動画圧縮プログラム13と第2のサーバー14に実装されている圧縮動画復号プログラム15もIPアドレスで指定することにより、ネットワーク装置の経路確立と同時にサービスを提供するプログラムの起動も行う。
【選択図】図1

Description

本発明は、ネットワークを利用したサービスを容易に提供することができるネットワークシステムに関する。
図9は、従来のGMPLS(Generalized MPLS (Multi-Protocol Label Switching))のシグナリングを説明する図である。
この図に示すように、GMPLSのシグナリングは、ソースのインタフェースボード91のIPアドレス(IPアドレス,S)とディスティネーションのインタフェースボード92のIPアドレス(IPアドレス,D)間に、スイッチングケーパビリティとして媒体の種類や帯域を決め、接続していた。スイッチングケーパビリティとしては、光ファイバー、波長TDM(時分割)、イーサネット(レイヤ2)、MPLSラベル等があった。これらは、いずれも物理的なインタフェースであった。
このようなシグナリングのプロトコルとして、RSVP-TE(Resource reSerVation Protocol with Traffic Extensions)が用いられている。なお、RSVP-TEの詳細については、非特許文献1を参照されたい。
図10は、ネットワークを利用したサービス(ネットワークサービス)のシンプルな実現例を示す図である。このサービスは、遠隔地にあるカメラのIPアドレスを指定して、PC上でカメラの画像を見るというというものである。
図示するように、ネットワーク100にカメラ101とPC102が接続されている。カメラ101のIPアドレスを指定し、カメラ101で撮像された動画のデータをネットワーク100を介してPC102に転送することにより、PC102上でカメラ101で撮像された映像を見ることができる。
図11は、より高度化されたネットワークサービスの一例を示す図である。
図示するように、この例では、ネットワーク100に、カメラ101、PC102、サーバー103及び104が接続されている。そして、遠隔地にあるカメラ101により撮影された動画のデータを第1のサーバー103でH.264圧縮してPC102の近くの第2のサーバー104まで長距離伝送を行い、第2のサーバー104で圧縮動画を復号してPC102でモニタする。
この場合、まず、カメラ101−第1のサーバー103間、第1のサーバー103−第2のサーバー104間、及び、第2のサーバー104−PC102間の各コネクションを必要な帯域で接続する。これは、前述したシグナリング処理により行われる。
そして、第1のサーバー103の中ではH.264圧縮を実行するプログラムを動作させ、第1のサーバー103の入力インタフェースより入ってくる動画像をH.264圧縮動画に変換して、その出力インタフェースに出力する処理を行わせる。また、第2のサーバー104では、圧縮動画を復号するプログラムを動作させて、その入力インタフェースから入ってくる第1のサーバー103からの圧縮動画のデータを復号して、その出力インタフェースを介してPC102に出力する処理を行うように設定する。
そのためには、経路を決定し帯域を確保する処理とは別に、第1のサーバー103において動画圧縮プログラムを起動し、第2のサーバー104において圧縮動画を復号するプログラムを起動させることが必要であった。
山中直明編著、「MPLSとフォトニックGMPLS −ブロードバンドを支えるバックボーンネットワーク技術−」、初版、社団法人電気通信協会、平成15年12月15日、p.151-162, p.231-242
従来よりシグナリングに用いられているRSVP-TEは、スイッチやルーターといったネットワークの装置のIPアドレスで構成された経路リストに基づき、シグナリングを行いネットワーク装置の設定を行うことで、伝送路の確立を行う。
RSVP-TEは伝送路の確立のみを行うため、伝送路を使用してネットワークサービスを提供する場合、上述のように、伝送路の確立とは別に、サーバー内のプログラムを起動・設定する必要があり、サービス提供までの処理が煩雑となるという問題があった。
そこで本発明は、ネットワーク装置の設定による伝送路の確立とプログラムの起動・設定とを同時に実行することで、ネットワークサービスの提供を高速かつ容易になし得ることができるネットワークシステムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明のネットワークシステムは、複数の装置がネットワークに接続されたネットワークシステムであって、ネットワークに接続された装置、前記装置において実行可能なプログラム及び前記装置に記憶されているデータに、それぞれIPアドレスが割り当てられており、提供するサービスを実現するために用いられる前記装置、前記プログラム及び前記データのIPアドレスを経路リストとして列挙し、該経路リストに沿ってシグナリング処理を行う手段と、前記シグナリング処理による伝送路の確立と前記経路リストに含まれているプログラムの起動とを同時に実行させる手段とを有するものである。
また、RSVP-TEプロトコルを用いて前記シグナリング処理を行い、RSVP-TEのメッセージ中に、前記プログラムのIPアドレスとそのプログラムにおいて必要とされるパラメータを格納するものである。
さらに、複数のプログラムを格納するプログラムサーバーが前記ネットワークに接続されており、前記経路リストにより指定されたサーバーに指定されたプログラムが存在しないとき、前記指定されたサーバーは、前記プログラムサーバーに前記指定されたプログラムのダウンロードを要求するようになされているものである。
さらにまた、プログラムとその存在する場所との対応付けを管理するサービスDNSサーバーが前記ネットワークに接続されており、各サーバーは、その所有するプログラムのIPアドレスを前記サービスDNSサーバーに対して常時通知するように構成されており、また、前記サービスDNSサーバーに問い合わせることによって所望のプログラムの所在に関する情報を取得することができるようになされているものである。
さらにまた、前記プログラムのIPアドレスは、そのプログラムの所在地を示すビット部分、プログラムの識別のためのビット部分、及び、コピー回数を示すシーケンシャル番号を含むビット部分から構成されているものである。
本発明のネットワークシステムによれば、プログラムにIPアドレスを付与してネットワークの装置とプログラムを自由に接続して所望のサービスを実現することができる。
また、一度シグナリングを実行するだけで、伝送路の確立とサービス設定(サーバー内のプログラムの起動及び設定)を同時に行うことができ、高速かつ容易にネットワークサービスを提供することができる。
さらに、複数のプログラムを格納するプログラムサーバーを備えた本発明のネットワークシステムによれば、所望のサーバーに対応するプログラムが存在しないときでも、プログラムサーバーからダウンロードすることにより、所望のサービスを提供することができるようになる。
さらにまた、サービスDNSサーバーを備えた本発明のネットワークシステムによれば、所望のサービスに対応するプログラムが実装されているサーバーの情報を得ることができ、所望のサービスを実現するための経路リストを容易に作成することが可能となる。
さらにまた、プログラムに対して、プログラムの所在地を示すビット部分、プログラムの識別のためのビット部分及びコピー回数を示すシーケンシャル番号を含むビット部分からなるIPアドレスを割り当てる本発明のネットワークシステムによれば、所望のプログラムが格納されているサーバー、及び、任意のサーバーに実装されているプログラムなどの情報を容易に取得することができる。
本発明のネットワークシステムの一実施の形態の構成例を示す図である。 プログラムにIPアドレスが付与されていることを説明する図である。 図1に示した実施の形態において設定される経路に含まれるIPアドレスを示す図である。 サービスを行うケーパビリティを持った伝送路を示す図である。 シグナリングパケットの構成例を示す図である。 プログラムサーバーを設けた本発明の実施の形態の構成例を示す図である。 サービスDNSサーバーを設けた本発明の実施の形態の構成例を示す図である。 プログラムに付与するIPアドレスの構成例を示す図である。 GMPLSのシグナリングについて説明する図である。 従来のネットワークサービスのシンプルな実現例を示す図である。 従来のネットワークサービスのより高度化された実現例を示す図である。
本発明のネットワークシステムの第1の実施の形態について、図1〜図3を参照して説明する。
図1は本発明のネットワークシステムの一実施の形態を構成例を示す図、図2は実行形式のプログラムにIPアドレスが付与されている様子を説明するための図、図3は図1に示した例において設定される経路に含まれるIPアドレスを示す図である。
本発明のネットワークシステムにおいては、ネットワークに接続されるサーバーやルーターなどの装置だけではなく、サーバーなどの装置に実装されているプログラムやサーバーなどの装置に記憶されているデータに対しても、IPアドレスを割り当てるようにしている。
図2に示す例では、動画圧縮(この例では、H.264による圧縮)のプログラム(実行形式、以下同じ)にIP#iというIPアドレス、色補正のプログラムにIP#jというIPアドレス、圧縮動画をもとの動画に復号するプログラムにIP#kというIPアドレスが付与されている。付与されるIPアドレスとしては、アドレス空間を考えてIPv6を用いることが考えられる。
なお、ここでは、プログラムにIPアドレスが割り当てられている例を示したが、サーバーに格納されているデータ、例えば、アーカイバに含まれている動画データなどに対してIPアドレスを割り当てることもできる。
図1は本発明のネットワークシステムの一構成例を示す図である。この図に示すように、動画を撮像するカメラ11、動画圧縮のプログラム13を実行する第1のサーバー12、圧縮動画を復号するプログラム15を実行する第2のサーバー14、及び、ディスプレー装置(又はPC)16が、ネットワーク10に接続されている。なお、ここでは、ネットワーク10内のカメラ11と第1のサーバー12間、第1のサーバー12と第2のサーバー14間、及び、第2のサーバー14とディスプレー装置16間に存在するルーターやスイッチなどのネットワーク装置については、説明の煩雑さを避けるためにその記載を省略する。
図1に示すように各装置及びプログラムにはそれぞれIPアドレスが付与されており、カメラ11にはIP#s、第1のサーバー12の入力インタフェースボードにはIP#n1、同出力インタフェースボードにはIP#n2、第1のサーバー12に実装されている動画圧縮プログラム13にはIP#i、第2のサーバー14の入力インタフェースボードにはIP#n3、同出力インタフェースボードにはIP#n4、第2のサーバー14に実装されている圧縮動画を復号するプログラム15にはIP#k、ディスプレー装置16にはIP#dが、それぞれ割り当てられている。
このように構成されたネットワークシステムにおいて、カメラ11で撮像された動画を、第1のサーバー12に実装されている動画圧縮プログラム13で圧縮し、圧縮された動画のデータをディスプレー装置16の近傍にある第2のサーバー14に転送して第2のサーバー14に実装されている圧縮動画を復号するプログラム15で復号し、ディスプレー装置16から出力するというネットワークサービスを実現する場合について説明する。
このようなネットワークサービスを実現するために、カメラ11が、必要な処理を実行するサーバーを経由してディスプレー装置16に至る伝送路をシグナリング処理(例えば、GMPLS RSVP-TE)により設定するものとする。このようにサービス(プログラム)を含む経路をシグナリングすることをサービスシグナリングと呼ぶこととする。
ここで、カメラ11は、ネットワーク10に接続されているサーバーや装置に割り当てられているIPアドレス、サーバーに実装されているプログラムやデータに割り当てられているIPアドレスの情報を取得しているものとする。これらの情報は、例えば、各サーバーがリンクの情報に加えて自己に実装されているプログラムやデータの情報を広告することなどによって取得することができる。
カメラ11は、上述のネットワークサービスを実現するために、図3に示す経路、すなわち、カメラ11(IP#s)→第1のサーバー12の入力インタフェース(IP#n1)→第1のサーバー12に実装されている動画圧縮プログラム13(IP#i)→第1のサーバー12の出力インタフェース(IP#n2)→第2のサーバー14の入力インタフェース(IP#n3)→第2のサーバー14に実装されている圧縮動画を復号するプログラム15(IP#k)→第2のサーバー14の出力インタフェース(IP#n4)→ディスプレー装置16(IP#d)の経路を指定するディスプレー装置16宛のシグナリングパケット(Pathメッセージ)を作成し、第1のサーバー12に向けて送信する。このシグナリングパケットにはこの経路中の全てのIPアドレスが列挙された経路リストが含まれる。
前記シグナリングパケットを受信した第1のサーバー12は、その内容を解釈し、自己に関係するIP#n1、IP#i及びIP#n2の情報を抜き取ったシグナリングパケットを第2のサーバー14に向けて送信するとともに、IP#iに対応する動画圧縮プログラム13の起動を行う。
第1のサーバー12から転送されたシグナリングパケットを受信した第2のサーバー14は、その内容を解釈し、自己に関係するIP#n3、IP#k及びIP#n4の情報を抜き取ったシグナリングパケットをディスプレー装置16に向けて送信するとともに、IP#kに対応する圧縮動画を復号するプログラム15の起動を行う。
前記第2のサーバー14からのシグナリングパケットを受信したディスプレー装置16は、その内容を解釈し、Resvメッセージを作成しカメラ11宛に送信する。このResvメッセージは、Pathメッセージと逆の経路を通ってカメラ11に転送される。
この結果、カメラ11、第1のサーバー12、第2のサーバー14及びディスプレー装置16を結ぶ伝送路が確立される。また、それと同時に、第1のサーバー12に実装されている動画圧縮プログラム(IP#i)と第2のサーバー14に実装されている圧縮動画を復号するプログラム(IP#k)が起動される。
これにより、カメラ11で撮像された動画は第1のサーバー12に送られて、そこで動画圧縮プログラム13によってH.264などの動画圧縮処理を施され、圧縮された動画のデータは伝送路を通って復号化する第2のサーバー14に転送され、そこで圧縮動画を復号するプログラム15により復号されてディスプレー装置16に映し出されることとなる。
このように、従来のシグナリング処理では、インタフェースのアドレスを知ることができて、それを接続するのみであったのに対し、本発明では、プログラム処理(サービス)にもIPアドレスが割り当てられており、処理の場所を知って、処理を含めたアドレスの経路を指定してパスを設定することができる。
上述した実施の形態における、プログラムの処理とGMPLSにおけるコネクションのケーパビリティについて説明する。
図4は、前記図1における第1のサーバー12を伝送路としてみた図であり、処理のパイプの入口と出口のIPアドレスがIP#n1、IP#n2となっており、処理の中身がIP#i(動画圧縮のプログラム)となっている。すなわち、サービス(プログラム処理)を行うケーパビリティを持った伝送路であるといえる。
通常のRSVP-TEのコネクションにおいては、ペイロード(情報自体)はせいぜい暗号化や符号化、パリティの処理程度しか伝送路内では行われず、出口ではトランスペアレントに(情報を変えずに)出力される。しかし、本発明では、IP#iで示される情報自身の圧縮などの処理を行うことができる。
伝送路を確立するときに送信されるシグナリングパケットは、基本的にGMPLS RSVP-TEのシグナリングパケットと同様の構成でよいが、本発明においては、IPアドレスが割り当てられたプログラムなども経路中に指定するようにしているため、プログラムに必要なパラメータ、例えば、そのプログラムが動画圧縮プログラムであるならば圧縮率などのパラメータを指定する情報をシグナリングパケット中に含ませるようにすることが望ましい。
図5は、プログラムに必要なパラメータが格納されたシグナリングパケットの構成例を示す図である。
この図に示すパケットは、IPアドレス「IP#i」に対するパケットであり、TLV(Type Length Value)フィールドに圧縮率などのプログラム処理に用いられるパラメータが格納されている。
このようなシグナリングパケットを用いることにより、パスを設定するときに、プログラム処理に必要なパラメータも同時に指定することが可能となる。
上述した実施の形態においては、所望のサービスを提供するためのプログラムがサーバーに実装されていた。しかしながら、使用しようとするサーバーに所望のプログラムが実装されていない場合がある。そのような場合に好適な本発明の他の実施の形態について説明する。
図6は、この実施の形態の構成例を示す図である。図示するように、この実施の形態では、ネットワーク10に各種のプログラムを格納しているプログラムサーバー21が設けられており、サーバーからの要求に応じて要求されたプログラムをダウンロードさせるようになされている。
例えば、カメラ11の近くのサーバー12内に動画をH.264によって圧縮するプログラム(IP#i)が存在していなかったとする。このとき、この実施の形態では、前記サーバー12は、前述したシグナリングパケットを受信したときに、プログラムサーバー21に動画圧縮プログラム(IP#i)のダウンロード要求を送信し、プログラムサーバー21よりIP#iのプログラム(動画圧縮プログラム)をダウンロードして起動させる。また、第2のサーバー13も、自サーバー中に圧縮動画を復号するプログラム(IP#k)が実装されていなかったときは、同様に、プログラムサーバー21にIP#kのプログラムのダウンロード要求を送信して、プログラムサーバー21からIP#kの圧縮動画の復号プログラムをダウンロードし、該プログラムを起動させる。
このようにして、所望のサーバーに対応するプログラムが存在しないときでも、プログラムサーバー21からそのプログラムをダウンロードすることにより、所望のサービスを提供することができるようになる。
次に、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。
前記カメラ11のようなシグナリングを行う装置が経路リストを作成するときに、所望のサービスを実行するプログラムがどのサーバーに実装されているという情報を取得する必要がある。図7は、このような場合に好適な本発明のネットワークシステムのさらに他の実施の形態の構成例を示す図である。
図示するように、この実施の形態においては、ネットワークに、サービスDNSサーバー22が接続されている。このサービスDNSサーバー22は、ネットワーク内の各サーバーに実装されているプログラムのIPアドレスの情報、すなわち、IPアドレスで指定される各プログラムとその存在場所の情報を格納するものである。
ネットワーク内の各サーバーは、自サーバーに格納されているプログラムのIPアドレスをサービスDNSサーバー22に対して常時(例えば、所定の短い時間間隔ごとに)通知するようになされている。これにより、サービスDNSサーバー22に、各サーバーに格納されているプログラムの最新の情報が蓄積されることとなる。
また、各サーバーは、このサービスDNSサーバー22に対してプログラムのIPアドレスで問い合わせることにより、問い合わせたプログラムがどのサーバーに実装されているかの情報を得ることができる。あるいは、サーバー名で問い合わせることにより、そのサーバーに実装されているプログラムのIPアドレスを知ることができる。
例えば、前記カメラ11が経路リストを作成するときに、動画圧縮をするプログラムIP#iが実装されているサーバーの位置が不明であったとする。このとき、カメラ11は該サービスDNSサーバー22にIP#iについて問い合わせることにより、IP#n1のサーバー12にIP#1のプログラムがあるという情報を取得することができる。また、圧縮動画を復号するプログラムIP#kのプログラムが実装されているサーバーの位置が分からないときも、同様に、サービスDNSサーバー22にIP#kについて問い合わせることにより、IP#n3のサーバー14にIP#kのプログラムが実装されているという情報を得ることができる。あとは、前記図1に示した実施の形態と同様に、サービスシグナリングを行えばよい。
このようにこの実施の形態によれば、どのサーバーに所望のサービス(プログラム)が実装されていないときでも、所望のサービスを提供することができる。
なお、上述した実施の形態においては、カメラ11で撮像した動画を圧縮処理し、転送し、復号してディスプレー装置に出力する場合を例にとって説明したが、これに限られることはない。例えば、サーバーに圧縮されて保存されている動画のデータを転送し、復号してディスプレー装置に出力するネットワークサービスを実現する場合もある。この場合には、サーバーに圧縮して保存されている動画のデータ又はその動画のデータを含むアーカイバにIPアドレスを割り当てて、前述と同様に、伝送路を確立することにより、サービスを実現することができる。
次に、前記サービス(プログラム又はデータ)に付与するIPアドレスについて検討する。
前述においては、プログラム又はデータに付与するIPアドレスとしてはIPv6であることが望ましいとしたが、図8に示すアドレス構成例とするのがより好適である。
図8は、サービスに付与するIPアドレスの構成例を示す図である。ここでは、128ビットのIPv6のアドレス体系の中でのサービス#iの表現方法を示している。
図示するように、LSB側の96ビットでサービスを識別する情報であるサービスIPを実現する。この96ビットのうち、80ビットはこのサービスを識別するための情報であある。そして、残りの16ビットは、そのプログラム又はデータのコピー回数を示すシーケンシャル番号に割り当ててある。このシーケンシャル番号は、例えば、オリジナルのファイルには“0000”とし、コピーされたファイルにはその回数により“0001”、“0002”などの値とする。これにより、このプログラム又はデータの履歴を知ることが可能となる。
また、上位の32ビットは、そのプログラム又はデータが格納されているサーバーの物理アドレスを表現するものとされており、例えば、IPv4で表現したアドレスとされている。
このように、物理的な場所を示す情報(サーバーアドレス)と、機能を示す情報(サービスアドレス)の両方を含ませることにより、サービスアドレスで検索すれば、そのサービスが実装されているサーバーを容易に知ることができ、また、サーバーアドレスで検索すれば、そのサーバーに実装されているプログラム又はデータを容易に知ることが可能となる。
10:ネットワーク、11:カメラ、12,14:サーバー、13,15:プログラム、16:ディスプレー装置、21:プログラムサーバー、22:サービスDNS、31:サーバーアドレス領域、32:サービスアドレス領域、33:コピーシーケンシャル番号領域

Claims (5)

  1. 複数の装置がネットワークに接続されたネットワークシステムであって、
    ネットワークに接続された装置、前記装置において実行可能なプログラム及び前記装置に記憶されているデータに、それぞれIPアドレスが割り当てられており、
    提供するサービスを実現するために用いられる前記装置、前記プログラム及び前記データのIPアドレスを経路リストとして列挙し、該経路リストに沿ってシグナリング処理を行う手段と、
    前記シグナリング処理による伝送路の確立と前記経路リストに含まれているプログラムの起動とを同時に実行させる手段と
    を有することを特徴とするネットワークシステム。
  2. RSVP-TEプロトコルを用いて前記シグナリング処理を行い、RSVP-TEのメッセージ中に、前記プログラムのIPアドレスとそのプログラムにおいて必要とされるパラメータを格納することを特徴とする請求項1記載のネットワークシステム。
  3. 複数のプログラムを格納するプログラムサーバーが前記ネットワークに接続されており、
    前記経路リストにより指定されたサーバーに指定されたプログラムが存在しないとき、前記指定されたサーバーは、前記プログラムサーバーに前記指定されたプログラムのダウンロードを要求することを特徴とする請求項1又は2に記載のネットワークシステム。
  4. プログラムとその存在する場所との対応付けを管理するサービスDNSサーバーが前記ネットワークに接続されており、
    各サーバーは、その所有するプログラムのIPアドレスを前記サービスDNSサーバーに対して常時通知するように構成されており、また、前記サービスDNSサーバーに問い合わせることによって所望のプログラムの所在に関する情報を取得することができるようになされていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のネットワークシステム。
  5. 前記プログラムのIPアドレスは、そのプログラムの所在地を示すビット部分、プログラムの識別のためのビット部分、及び、コピー回数を示すシーケンシャル番号を含むビット部分から構成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のネットワークシステム。
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