JP2013258479A

JP2013258479A - マルチキャスト転送システムおよびマルチキャスト転送方法

Info

Publication number: JP2013258479A
Application number: JP2012131966A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Namiki; 雅俊並木; Takafumi Hamano; 貴文濱野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2013-12-26
Anticipated expiration: 2032-06-11
Also published as: JP5785134B2

Abstract

【課題】 Ingressノードおよび中継ノードにおいて高度な処理機能を必要とせずに、マルチキャスト転送を行うEgressノードの追加／削除に対応する。
【解決手段】１つの Ingressノードから送信されるマルチキャストパケットを中継ノードを介して複数のEgressノードに転送するシステムにおいて、 Ingressノードは、視聴要求を送信したEgressノードの組み合わせに対応するラベルを付けたマルチキャストパケットを送信し、かつ視聴要求を送信したEgressノードが変化したときに、変化したEgressノードの組み合わせに応じたラベルに書き換える手段を備え、中継ノードは、ラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルを備え、 Ingressノードから送信されたマルチキャストパケットのラベルに応じた配信先ＩＦにマルチキャスト転送する手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークを介して映像等のデータをマルチキャスト転送するマルチキャスト転送システムおよびマルチキャスト転送方法に関する。

図５は、マルチキャスト転送システムの構成例を示す。
図５において、ここに示すマルチキャスト転送システムは、１つの IngressノードＩＮから２つの中継ノードＲＮ１，ＲＮ２を介して６つのEgressノードＥＮ１〜ＥＮ６が接続されるツリー構成である。EgressノードＥＮ１〜ＥＮ３は中継ノードＲＮ１に接続され、EgressノードＥＮ４〜ＥＮ６は中継ノードＲＮ２に接続される。

ここで、 IngressノードＩＮおよび中継ノードＲＮ１，ＲＮ２は、それぞれ視聴要求のあった配信先に対してのみ転送するマルチキャスト転送テーブルを備える。例えば、ＥＮ１，ＥＮ３，ＥＮ４，ＥＮ５，ＥＮ６がチャネル＃１の視聴要求を送信した場合には、ＲＮ１のマルチキャスト転送テーブルのチャネル＃１には配信先ＩＦとしてＥＮ１，ＥＮ３が設定され、ＲＮ２のマルチキャスト転送テーブルのチャネル＃１には配信先ＩＦとしてＥＮ４，ＥＮ５，ＥＮ６が設定される。そして、ＩＮのマルチキャスト転送テーブルのチャネル＃１には、配信先ＩＦとしてＲＮ１，ＲＮ２が設定される。

従来のマルチキャスト転送システムでは、各EgressノードＥＮが視聴要求の追加／削除を行った場合、ホップバイホップで中継ノードＲＮおよび IngressノードＩＮのマルチキャスト転送テーブルの書き換えが行われていた（ＰＩＭ：Protocol-Independent Multicast等、非特許文献１）。従来のマルチキャスト転送システムにおける視聴要求の追加例を図６に示す。

図６において、チャネル＃１がＲＮ２を介してＥＮ６に配信されているときに、ＥＮ１，ＥＮ３がチャネル＃１の視聴要求を送信すると、ＲＮ１のマルチキャスト転送テーブルのチャネル＃１の配信先ＩＦとしてＥＮ１，ＥＮ３が追加され、さらにＩＮのマルチキャスト転送テーブルのチャネル＃１の配信先ＩＦとしてＲＮ１が追加される。

また、 IngressノードＩＮで書き換えを行った経路をシグナリングにより各中継ノードＲＮに広報すること（ＩＰ／ＭＰＬＳにおけるＲＳＶＰ−ＴＥ等）により、それぞれのマルチキャスト転送テーブルの書き換えを行う方法もある（非特許文献２）。

Request for Comments: 4601、Protocol Independent Multicast - Sparse Mode (PIM-SM): Protocol Specification (Revised) Request for Comments: 4875、Extensions to Resource Reservation Protocol - Traffic Engineering (RSVP-TE) for Point-to-Multipoint TE Label Switched Paths (LSPs)

従来のマルチキャスト転送システムでは、Egressノードが視聴要求の追加／削除を行う場合、 Ingressノードおよび中継ノードのそれぞれのマルチキャスト転送テーブルを書き換える必要が生じる。そのため、 Ingressノードおよび中継ノードにおいて、ＰＩＭやシグナリングに対応した高度な処理機能が必要になる。

本発明は、 Ingressノードおよび中継ノードにおいて高度な処理機能を必要とせずに、マルチキャスト転送を行うEgressノードの追加／削除に対応することができるマルチキャスト転送システムおよびマルチキャスト転送方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、１つの Ingressノードから送信されるマルチキャストパケットを中継ノードを介して複数のEgressノードにマルチキャスト転送するマルチキャスト転送システムにおいて、 Ingressノードは、視聴要求を送信したEgressノードの組み合わせに対応するラベルを付けたマルチキャストパケットを送信し、かつ視聴要求を送信したEgressノードが変化したときに、変化したEgressノードの組み合わせに応じたラベルに書き換える手段を備え、中継ノードは、ラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルを備え、 Ingressノードから送信されたマルチキャストパケットのラベルに応じた配信先ＩＦにマルチキャスト転送する手段を備える。

第２の発明は、１つの Ingressノードから送信されるマルチキャストパケットを中継ノードを介して複数のEgressノードにマルチキャスト転送するマルチキャスト転送システムにおいて、 Ingressノードは、チャネルと配信先Egressノードの組み合わせとラベルを対応付けて登録し、かつEgressノードから送信された視聴要求に応じて書き換えられる配信先登録テーブルと、配信先Egressノードの組み合わせとラベルを対応付けた配信先ラベル決定テーブルと、マルチキャストパケットに付与するラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルとを備え、視聴要求を送信したEgressノードが配信先登録テーブルに登録されていなければ配信先Egressノードとして追加登録するとともに、追加されたEgressノードを含む配信先Egressノードの組み合わせに応じたラベルを配信先ラベル決定テーブルから選択して書き換え、当該ラベルをマルチキャストパケットに付加し、マルチキャスト転送テーブルの当該ラベルに対応する配信先ＩＦに宛てて転送する構成であり、中継ノードは、ラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルを備え、当該マルチキャスト転送テーブルを参照して Ingressノードから送信されたマルチキャストパケットのラベルに応じた配信先ＩＦにマルチキャスト転送する構成である。

第２の発明のマルチキャスト転送システムにおいて、 Ingressノードは、配信先登録テーブルに常時配信先のEgressノードを設定し、視聴要求を送信したEgressノードが当該常時配信先として設定されていればそれ以降の処理を行わず、設定されていないときに配信先Egressノードとして追加登録し、ラベルの書き換えを行うか否かの処理に移行する構成であり、配信先ラベル決定テーブルおよびマルチキャスト転送テーブルは、常時配信先のEgressノードを除くEgressノードの組み合わせとラベルとを対応付けた構成である。

第３の発明は、１つの Ingressノードから送信されるマルチキャストパケットを中継ノードを介して複数のEgressノードにマルチキャスト転送するマルチキャスト転送方法において、 Ingressノードは、視聴要求を送信したEgressノードの組み合わせに対応するラベルを付けたマルチキャストパケットを送信し、かつ視聴要求を送信したEgressノードが変化したときに、変化したEgressノードの組み合わせに応じたラベルに書き換え、中継ノードは、ラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルを備え、 Ingressノードから送信されたマルチキャストパケットのラベルに応じた配信先ＩＦにマルチキャスト転送する。

第４の発明は、１つの Ingressノードから送信されるマルチキャストパケットを中継ノードを介して複数のEgressノードにマルチキャスト転送するマルチキャスト転送方法において、 Ingressノードは、チャネルと配信先Egressノードの組み合わせとラベルを対応付けて登録し、かつEgressノードから送信された視聴要求に応じて書き換えられる配信先登録テーブルと、配信先Egressノードの組み合わせとラベルを対応付けた配信先ラベル決定テーブルと、マルチキャストパケットに付与するラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルとを備え、視聴要求を送信したEgressノードが配信先登録テーブルに登録されていなければ配信先Egressノードとして追加登録するとともに、追加されたEgressノードを含む配信先Egressノードの組み合わせに応じたラベルを配信先ラベル決定テーブルから選択して書き換え、当該ラベルをマルチキャストパケットに付加し、マルチキャスト転送テーブルの当該ラベルに対応する配信先ＩＦに宛てて転送し、中継ノードは、ラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルを備え、当該マルチキャスト転送テーブルを参照して Ingressノードから送信されたマルチキャストパケットのラベルに応じた配信先ＩＦにマルチキャスト転送する。

第４の発明のマルチキャスト転送方法において、 Ingressノードは、配信先登録テーブルに常時配信先のEgressノードを設定し、視聴要求を送信したEgressノードが当該常時配信先として設定されていればそれ以降の処理を行わず、設定されていないときに配信先Egressノードとして追加登録し、ラベルの書き換えを行うか否かの処理に移行し、配信先ラベル決定テーブルおよびマルチキャスト転送テーブルは、常時配信先のEgressノードを除くEgressノードの組み合わせとラベルとを対応付ける。

本発明は、中継ノードにラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルを備え、 Ingressノードで視聴要求を送信したEgressノードの組み合わせの追加／削除に応じて、マルチキャストパケットのラベルを書き換えることにより、中継ノードではＰＩＭやシグナリングなどの高機能な処理を行わずに、当該ラベルに応じた配信先にマルチキャスト転送することができる。

また、常時配信先となるEgressノードが視聴要求の追加／削除を行っても、マルチキャストパケットのラベルの書き換え等の処理を行わないことにより、ラベルの書き換え頻度が低減し、またラベル数を削減することができるのでテーブルの縮小が可能となる。

本発明のマルチキャスト転送システムの実施例１を示す図である。実施例１における IngressノードＩＮの処理手順を示すフローチャートである。本発明のマルチキャスト転送システムの実施例２を示す図である。実施例２における IngressノードＩＮの処理手順を示すフローチャートである。従来のマルチキャスト転送システムの構成例を示す図である。従来のマルチキャスト転送システムにおける視聴要求の追加例を説明する図である。

図１は、本発明のマルチキャスト転送システムの実施例１を示す。
図１において、本実施例のマルチキャスト転送システムは、１つの IngressノードＩＮから２つの中継ノードＲＮ１，ＲＮ２を介して６つのEgressノードＥＮ１〜ＥＮ６が接続されるツリー構成である。EgressノードＥＮ１〜ＥＮ３は中継ノードＲＮ１に接続され、EgressノードＥＮ４〜ＥＮ６は中継ノードＲＮ２に接続される。

IngressノードＩＮは、配信先登録テーブル１１、配信先ラベル決定テーブル１２、マルチキャスト転送テーブル１３を備える。中継ノードＲＮ１はマルチキャスト転送テーブル１４を備え、中継ノードＲＮ２はマルチキャスト転送テーブル１５を備える。

配信先登録テーブル１１には、チャネルごとに、視聴要求を送信したEgressノードの組み合わせに応じたマルチキャストラベルが登録され、Egressノードの視聴要求の追加／削除に応じて書き換えが行われる。ここでは、チャネル＃１について、EgressノードＥＮ４〜ＥＮ６からの視聴要求に対してマルチキャストラベルＬ10が登録されているときに、EgressノードＥＮ１，ＥＮ３から視聴要求が追加され、マルチキャストラベルがＬ10からＬ63に書き換えが行われた例を示す。書き換え手順の詳細は後述する。

配信先ラベル決定テーブル１２には、配信先Egressノードの全組み合わせに応じたラベルが事前設定される。例えば、配信先EgressノードＥＮ４，ＥＮ５，ＥＮ６に対してラベルＬ10が設定され、配信先EgressノードＥＮ１，ＥＮ３，ＥＮ４，ＥＮ５，ＥＮ６に対してラベルＬ63が設定される。

マルチキャスト転送テーブル１３，１４，１５には、ラベルに応じた配信先ＩＦが事前設定される。ラベルＬ10は、中継ノードＲＮ２に接続されるEgressノードＥＮ４，ＥＮ５，ＥＮ６に対応するので、ＩＮのマルチキャスト転送テーブル１３にはＬ10−ＲＮ２として設定され、ＲＮ２のマルチキャスト転送テーブル１５にはＬ10−ＥＮ４，ＥＮ５，ＥＮ６として設定される。ＲＮ１のマルチキャスト転送テーブル１４にはＬ10の設定はない。ラベルＬ63は、中継ノードＲＮ１に接続されるEgressノードＥＮ１，ＥＮ３と、中継ノードＲＮ２に接続されるEgressノードＥＮ４，ＥＮ５，ＥＮ６に対応するので、ＩＮのマルチキャスト転送テーブル１３にはＬ63−ＲＮ１，ＲＮ２として設定され、ＲＮ１のマルチキャスト転送テーブル１４にはＬ63−ＥＮ１，ＥＮ３として設定され、ＲＮ２のマルチキャスト転送テーブル１５にはＬ63−ＥＮ４，ＥＮ５，ＥＮ６として設定される。

以下、図１の構成に基づいて、EgressノードＥＮが視聴要求を送信した後の IngressノードＩＮおよび中継ノードＲＮ１，ＲＮ２の動作について説明する。

EgressノードＥＮが視聴要求を送信すると、中継ノードＲＮは視聴要求に応じたテーブルの書き換えなどの処理をせずに、当該視聴要求を IngressノードＩＮに転送する。 IngressノードＩＮは、中継ノードＲＮを介して転送された視聴要求を受信すると、図２に示す処理を行う。

図２において、 IngressノードＩＮは、受信した視聴要求からチャネルおよび視聴要求の送信元のEgressノードを識別する（Ｓ１）。次に、配信先登録テーブル１１を参照し、識別したEgressノードが配信先Egressノードとしてすでに登録されているか否かを確認し（Ｓ２）、登録済みであれば当該チャネルのマルチキャスト転送がすでに行われているので終了する。一方、視聴要求を送信したEgressノードが未登録であれば、当該Egressノードを配信先登録テーブル１１に追加登録する処理を行う（Ｓ３）。Egressノードが追加登録されると、そのEgressノードの組み合わせに応じたラベルを配信先ラベル決定テーブル１２から選択し、配信先登録テーブル１１の書き換えを行う（Ｓ４）。

図１に示す例では、EgressノードＥＮ１，ＥＮ３から送信されたチャネル＃１の視聴要求が中継ノードＲＮ１を介して IngressノードＩＮに受信し、配信先登録テーブル１１のチャネル＃１の配信先Egressノードとして、すでに登録されていたＥＮ４，ＥＮ５，ＥＮ６にＥＮ１，ＥＮ３が追加登録され、さらに配信先ラベル決定テーブル１２を参照し、そのEgressノードの組み合わせに対応するマルチキャストラベルがＬ10からＬ63に書き換えられた状態を示す。

次に、 IngressノードＩＮは、チャネル＃１を配信する際に対応するラベル（Ｌ63）をマルチキャストパケットに付与して送信する（Ｓ５）。このマルチキャストパケットは、マルチキャスト転送テーブル１３に基づいて、ラベル（Ｌ63）に対応した中継ノードＲＮ１，ＲＮ２にマルチキャスト転送される。中継ノードＲＮ１，ＲＮ２では、それぞれのマルチキャスト転送テーブル１４，１５を参照し、マルチキャストパケットに付与されたラベルに対応した宛先にマルチキャスト転送される。図１の例では、中継ノードＲＮ１では、マルチキャスト転送テーブル１４に基づいて、ラベル（Ｌ63）に対応したEgressノードＥＮ１，ＥＮ３にマルチキャスト転送され、中継ノードＲＮ２では、マルチキャスト転送テーブル１５に基づいて、ラベル（Ｌ63）に対応したEgressノードＥＮ４，ＥＮ５，ＥＮ６にマルチキャスト転送される。

このように、視聴要求による配信先Egressノードの追加／削除は、 IngressノードＩＮの配信先登録テーブル１１のラベル変更のみで対応することができ、中継ノードＲＮ１，ＲＮ２における高機能なＰＩＭやシグナリングの処理は不要となる。

本発明のマルチキャスト転送システムでは、Egressノードの数が増大すると、その組み合わせ数に対応するラベル数が増大し、配信先ラベル決定テーブル１２、マルチキャスト転送テーブル１３，１４，１５の容量が拡大する。また、Egressノードの数が増大すると、視聴要求が増えて配信先登録テーブル１１の書き換え頻度が増加する。

実施例２では、Egressノードの数が増大しても、配信先ラベル決定テーブル１２、マルチキャスト転送テーブル１３，１４，１５のラベル数の増大を回避し、配信先登録テーブル１１の書き換え頻度を削減することができる方法として、視聴要求の頻度が高く、常時配信しても帯域の無駄が少ないEgressノードを常時配信先として配信先登録テーブル１１に設定する。以下、図３に示す本発明のマルチキャスト転送システムの実施例２、図４に示す実施例２における IngressノードＩＮの処理手順を参照して説明する。

図３および図４において、実施例１と実施例２の違いは、 IngressノードＩＮの配信先登録テーブル１１に常時配信先を設定するフィールドを設け、視聴要求を送信したEgressノードを識別した後に（Ｓ１）、当該Egressノードが配信先登録テーブル１１の常時配信先に設定されているか否かを判定し（Ｓ６）、常時配信先に設定されている場合には、マルチキャストラベルの書き換え等の処理を行わないように制御するところにある。常時配信先に設定されていない場合には、実施例１と同様にステップＳ２以降の処理を行う。

このように、視聴要求の送信元のEgressノードが常時配信先として設定されていれば、そのEgressノードからの視聴要求を無視することで、配信先登録テーブル１１の更新頻度を削減することができる。また、常時配信先として設定されていないEgressノードの組み合わせのみが対象となるのでラベル数が削減され、配信先ラベル決定テーブル１２およびマルチキャスト転送テーブル１３，１４，１５の容量を削減することができる。

ＩＮ Ingressノード
ＲＮ中継ノード
ＥＮ Egressノード
１１配信先登録テーブル
１２配信先ラベル決定テーブル
１３，１４，１５マルチキャスト転送テーブル

Claims

１つの Ingressノードから送信されるマルチキャストパケットを中継ノードを介して複数のEgressノードにマルチキャスト転送するマルチキャスト転送システムにおいて、
前記 Ingressノードは、視聴要求を送信した前記Egressノードの組み合わせに対応するラベルを付けたマルチキャストパケットを送信し、かつ視聴要求を送信した前記Egressノードが変化したときに、変化したEgressノードの組み合わせに応じたラベルに書き換える手段を備え、
前記中継ノードは、前記ラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルを備え、前記 Ingressノードから送信された前記マルチキャストパケットのラベルに応じた配信先ＩＦにマルチキャスト転送する手段を備えた
ことを特徴とするマルチキャスト転送システム。
１つの Ingressノードから送信されるマルチキャストパケットを中継ノードを介して複数のEgressノードにマルチキャスト転送するマルチキャスト転送システムにおいて、
前記 Ingressノードは、チャネルと配信先Egressノードの組み合わせとラベルを対応付けて登録し、かつ前記Egressノードから送信された視聴要求に応じて書き換えられる配信先登録テーブルと、前記配信先Egressノードの組み合わせとラベルを対応付けた配信先ラベル決定テーブルと、前記マルチキャストパケットに付与するラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルとを備え、前記視聴要求を送信した前記Egressノードが前記配信先登録テーブルに登録されていなければ前記配信先Egressノードとして追加登録するとともに、追加されたEgressノードを含む配信先Egressノードの組み合わせに応じたラベルを前記配信先ラベル決定テーブルから選択して書き換え、当該ラベルを前記マルチキャストパケットに付加し、前記マルチキャスト転送テーブルの当該ラベルに対応する配信先ＩＦに宛てて転送する構成であり、
前記中継ノードは、前記ラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルを備え、当該マルチキャスト転送テーブルを参照して前記 Ingressノードから送信された前記マルチキャストパケットのラベルに応じた配信先ＩＦにマルチキャスト転送する構成である
ことを特徴とするマルチキャスト転送システム。
請求項２に記載のマルチキャスト転送システムにおいて、
前記 Ingressノードは、前記配信先登録テーブルに常時配信先のEgressノードを設定し、前記視聴要求を送信した前記Egressノードが当該常時配信先として設定されていればそれ以降の処理を行わず、設定されていないときに配信先Egressノードとして追加登録し、ラベルの書き換えを行うか否かの処理に移行する構成であり、
前記配信先ラベル決定テーブルおよび前記マルチキャスト転送テーブルは、前記常時配信先のEgressノードを除くEgressノードの組み合わせとラベルとを対応付けた構成である
ことを特徴とするマルチキャスト転送システム。
１つの Ingressノードから送信されるマルチキャストパケットを中継ノードを介して複数のEgressノードにマルチキャスト転送するマルチキャスト転送方法において、
前記 Ingressノードは、視聴要求を送信した前記Egressノードの組み合わせに対応するラベルを付けたマルチキャストパケットを送信し、かつ視聴要求を送信した前記Egressノードが変化したときに、変化したEgressノードの組み合わせに応じたラベルに書き換え、前記中継ノードは、前記ラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルを備え、前記 Ingressノードから送信された前記マルチキャストパケットのラベルに応じた配信先ＩＦにマルチキャスト転送する
ことを特徴とするマルチキャスト転送方法。
１つの Ingressノードから送信されるマルチキャストパケットを中継ノードを介して複数のEgressノードにマルチキャスト転送するマルチキャスト転送方法において、
前記 Ingressノードは、チャネルと配信先Egressノードの組み合わせとラベルを対応付けて登録し、かつ前記Egressノードから送信された視聴要求に応じて書き換えられる配信先登録テーブルと、前記配信先Egressノードの組み合わせとラベルを対応付けた配信先ラベル決定テーブルと、前記マルチキャストパケットに付与するラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルとを備え、前記視聴要求を送信した前記Egressノードが前記配信先登録テーブルに登録されていなければ前記配信先Egressノードとして追加登録するとともに、追加されたEgressノードを含む配信先Egressノードの組み合わせに応じたラベルを前記配信先ラベル決定テーブルから選択して書き換え、当該ラベルを前記マルチキャストパケットに付加し、前記マルチキャスト転送テーブルの当該ラベルに対応する配信先ＩＦに宛てて転送し、
前記中継ノードは、前記ラベルと配信先ＩＦを対応付けたマルチキャスト転送テーブルを備え、当該マルチキャスト転送テーブルを参照して前記 Ingressノードから送信された前記マルチキャストパケットのラベルに応じた配信先ＩＦにマルチキャスト転送する
ことを特徴とするマルチキャスト転送方法。
請求項５に記載のマルチキャスト転送方法において、
前記 Ingressノードは、前記配信先登録テーブルに常時配信先のEgressノードを設定し、前記視聴要求を送信した前記Egressノードが当該常時配信先として設定されていればそれ以降の処理を行わず、設定されていないときに配信先Egressノードとして追加登録し、ラベルの書き換えを行うか否かの処理に移行し、
前記配信先ラベル決定テーブルおよび前記マルチキャスト転送テーブルは、前記常時配信先のEgressノードを除くEgressノードの組み合わせとラベルとを対応付ける
ことを特徴とするマルチキャスト転送方法。