JP3150624B2 - 通信システム及び通信経路制御方法 - Google Patents
通信システム及び通信経路制御方法Info
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Description
上において、例えばビデオデータ等のストリームデータ
を送信ノードから受信ノードに伝送する通信システム及
び通信経路制御方法に関する。
ディジタル情報の通信技術の発展に伴って、例えばビデ
オ・オン・デマンド(video on deman
d)を実現するような、時系列上に構成される一連のデ
ータ列(以下、ストリームデータと称する)を転送する
システムが開発されている。
ば映画等のビデオ信号をディジタル情報(フレームと称
する多数のデータ要素(データフレーム))に順次変換
し、ストリームデータとして、ネットワーク上の通信路
を介して、送信元(ビデオサーバ等)である送信ノード
から受信元(ユーザ端末またはクライアント等)である
受信ノードに転送する。このとき、ストリームデータの
転送速度は、受信ノード側の受信速度に依存して決定さ
れる。
なデータ伝送では、送信ノード側が、要求されたストリ
ームデータを高速の転送速度で送信し、次の要求に応じ
たストリームデータの送信処理に移行するような処理は
できない。すなわち、一連のストリームの伝送処理が終
了するまで、送信ノード側は解放されない。
トリームデータを伝送する通信システム上に中継ノード
を設けて、この中継ノードによって送信ノードから送信
されたストリームを一旦バッファメモリにバッファする
方式が考えられる。このような方式であれば、送信ノー
ドは、受信ノードの受信速度とは関係なく、高速転送速
度によりストリームを送信することが可能となる。中継
ノードは、送信ノードから転送されたストリームデータ
をバッファした後、受信ノード側に受信処理速度に応じ
た転送速度で送出する。
る通信ノード(送信ノード、受信ノード)間に、複数設
けることができる。ネットワークに接続された通信ノー
ド間で通信を行なう場合、制御ノードからの制御指令に
より、ネットワークに接続された他のいくつかの通信ノ
ードを中継ノードとして経由したストリーム転送経路を
設定することができる。
るストリーム転送を実現するために、各通信ノードにお
いては図14に示すようなストリームデータ転送制御テ
ーブルの設定がなされる。
送信元ノード、通信ノードM1,M2,Mnを中継ノー
ド、通信ノードBを受信元ノードとしている。すなわ
ち、通信ノードAから、通信ノードM1、通信ノードM
3、通信ノードMnを経て通信ノードBへ至る通信路が
設定された例である。
例えば通信ノードM3において、通信ノードM1から入
来したストリームデータは通信ノードMnへ送出し、逆
に通信ノードMnから入来したストリームデータは通信
ノードMlヘ送出することを表す。制御ノードは、制御
通信ネットワークを介して、各通信ノードの転送制御テ
ーブルの値を変更すれば、ネットワーク上のストリーム
転送経路を変更することができる。
に変更するために、いくつかの通信ノードを介してスト
リームデータが転送されている最中に、各通信ノードの
状態を獲得したり、動作パラメータを設定する必要があ
る。
動作パラメータを設定したりするために適用可能な技術
としては、制御ノードからインターネット標準の管理プ
ロトコルであるSNMP(Simple Network Management
Protocol)を用いて各通信ノードを直接制御する方法、
あるいは、同様の方法であるが、制御ノード側に階層的
な構成を許したOSI(開放型システムインタフェー
ス)標準の管理プロトコルであるCMIP(Common Man
agement Information Protocol)を用いる方法が知られ
ている。
システムにおいては、ネットワーク上を複数の通信ノー
ドを介して流れるストリームデータの転送が、前述した
ようなSNMP、CMIPなどの管理プロトコルを用い
た制御ノードによって管理、制御されていた。
管理用プロトコルは、ネットワーク装置の制御を目的と
して設計されており、通常、ハードウェア装置全体、ま
たはその一部を対象に管理操作を行なう構成になってお
り、管理対象の構成を表現する管理情報モデルが一般に
静的な記述で表される。また従来の管理プロトコルは、
通常、ネットワークを管理する特権を持ったオペレータ
にのみ、その使用が許されるものとなっている。
うな管理プロトコルにより制御ノードがストリームデー
タの転送制御、管理を行なっていたために、ネットワー
ク上を転送される個々のストリームデータの転送を、デ
ータ転送を行なう通信ノード自身(または同通信ノード
に関係するアプリケーション)が、そのストリームデー
タの利用形態に応じて管理、制御するといったことがで
きず、ネットワーク上を複数の通信ノードを介してスト
リームデータを転送する上での制約となっていた。
リームデータ転送の管理、制御する場合には、ネットワ
ーク上でのストリーム転送が任意の通信ノード間におい
て発生され、通信ノードが頻繁に設定、開放されるだけ
でなく、同一通信ノード上に、同時に多数のストリーム
が流れることになる。
うためには、ネットワーク上の特定の端点(通信ノー
ド)間のストリーム転送の状況把握やパラメータ制御が
必要となるが、従来の管理プロトコルでは、前述したよ
うにネットワーク装置の制御を目的としているために機
能的に不十分となってしまう。
転送の管理、制御することは、同通信ノードに関係する
アプリケーションの立場で、ストリームデータの転送を
発生することができ、しかもストリーム転送に関わる複
数のユーザアプリケーションからのアクセスが生じうる
ことから、不特定の複数の通信ノードがストリーム転送
の状況把握やパラメータ制御を行なうことになり、各通
信ノードにおいて単純に従来の管理プロトコルで任意の
ストリーム転送の管理、制御を許すことはセキュリティ
管理の面で問題となってしまう。
ードから各通信ノードヘ制御メッセージを直接送達する
ネットワーク手段が得られない場合には、制御通信自身
もいくつかの通信ノードで中継する必要がある。このた
めの接続構成を管理するオーバヘッドによって各通信ノ
ード上のメモリ資源が消費され、ひとつの通信ノードで
処理できるストリームの最大数を制約する要因となって
しまう。
個々のストリームデータの転送を、そのストリームデー
タの利用形態に応じて管理、制御するための機構を提供
すると共に、そのストリームデータに関連するユーザア
プリケーションのみにその管理、制御操作を許すことに
よりセキュリティを保証できるようにすることである。
送信するための制御通信ネットワークと、ストリームデ
ータを送信するためのデータ通信ネットワークと、前記
制御通信ネットワークと前記データ通信ネットワークと
の両方に接続され、前記制御データによる制御に基づい
て前記データ通信ネットワークを介してストリームデー
タを転送する複数の通信ノードと、前記制御通信ネット
ワークを介して前記通信ノードとの間で制御データを交
信してストリームデータの転送を制御することができる
制御手段とからなる通信システムであって、前記通信ノ
ードは、共通するストリームデータを転送する他の通信
ノードとの接続関係と、この接続関係によって定義され
るストリームデータ転送に関わる自通信ノードに接続さ
れる制御手段を示すデータとを保持するための転送制御
テーブルと、前記ストリームデータ転送に係わる前記制
御手段に対して、対応するストリームデータ転送を示す
暗号化された識別子を予め通知しておき、前記制御通信
ネットワークを介して得られる前記制御手段からの制御
データに対して、この制御データに含まれる暗号化され
た識別子に基づいて、正当な制御手段であるか否かを判
定する判定手段と、前記判定手段によって正当な制御手
段と判定された場合に、この制御手段を示すデータを前
記転送制御テーブルに登録すると共に、この登録した制
御手段からの前記制御通信ネットワークを介して得られ
る制御データに基づいて、前記転送制御テーブルに保持
された接続関係を設定する転送制御テーブル設定手段と
を具備したことを特徴とする。
いて、転送制御テーブルによって、制御手段(制御ノー
ド、アプリケーション)に対するアクセスインタフェー
スを提供しつつ、データ転送経路(ストリーム転送経
路)をデータの利用形態に応じて制御することができ
る。また、データ転送を示す暗号化された識別子(スト
リーム識別子)を用いて、制御手段からのアクセスの判
定を行なうことで、より確実にセキュリティを確保する
ことができる。
信ネットワークと、ストリームデータを送信するための
データ通信ネットワークとの両方に接続され、前記制御
データによる制御に基づいて、前記データ通信ネットワ
ークを介してストリームデータを転送する複数の通信ノ
ードとからなる通信システムであって、前記通信ノード
は、共通するストリームデータを転送する他の通信ノー
ドとの接続関係と、この接続関係によって定義されるス
トリームデータ転送に関わる自通信ノードに接続される
制御手段を示すデータとを保持するための転送制御テー
ブルと、前記制御通信ネットワークを介して得られる制
御データに基づいて、前記転送制御テーブルに保持され
た接続関係を設定する転送制御テーブル設定手段とを具
備し、前記制御手段は、前記転送制御テーブルに自己を
示すデータが保持された通信ノードを通じて、ストリー
ムデータを転送する複数の通信ノードのうち一つの通信
ノードに対して、他の通信ノードの状態を獲得すると共
に他の通信ノードを制御する機能を持つマスタノードに
設定する設定手段を具備したことを特徴とする。
ド)から各通信ノードを直接制御する必要がなく、制御
手段から通信ノードへ制御データを送達するネットワー
ク手段が得られなかったとしても、制御手段を中継する
必要もない。また、データ転送を行なう通信ノード自身
で、データ転送を行なう際の管理、制御を行なうことが
できることで、ネットワークの利用の制約が低減され
る。
ノードは、前記制御通信ネットワークを介して、他の通
信ノードに対してマスタノードの役割を委譲することを
示す制御データを送信する委譲手段を具備し、前記委譲
手段によって前記制御データを送信された通信ノードが
マスタノードとなることを特徴とする。
れた通信ノード自体が、任意に他の通信ノードにマスタ
ノードを委譲できることから、各通信ノードの状況に応
じてデータ転送に関係する制御、管理を行なうことがで
きる。
施の形態について説明する。図1は本実施形態に係わる
通信システムの構成を示すブロック図である。図1に示
す通信システムは、物理的な装置構成ではなく機能構成
を概念的に示すものである。図1に示す通信システムを
実現する物理的な装置構成については後述する。 (システム構成)図1に示すように、本実施形態におけ
る通信システムは、制御通信ネットワーク10、データ
通信ネットワーク12、複数の通信ノード14、制御ノ
ード16によって構成される。
ド14と制御ノード16、あるいは通信ノード14間
で、相互に各種制御データ(メッセージ)を交信するた
めの経路である。制御データの詳細については後述す
る。
ド14間でストリームデータを転送するための経路であ
る。ストリームデータは、フレームと称する多数のデー
タ要素(データフレーム)が、時系列上に構成される一
連のデータ列であり、連続することに意味を持つデータ
である。詳細については後述する。
10とデータ通信ネットワーク12との両方に接続さ
れ、制御通信ネットワーク10を介して他の通信ノード
14との間で各種制御データを交信でき、またデータ通
信ネットワーク12上を介して任意の通信ノード14を
介して通信路18(ストリーム転送経路)を設定し、ス
トリームデータを転送することができる。
10を介して通信ノード14との間で制御データを交信
することができる。制御ノード16は、制御通信ネット
ワーク10を介して各種制御データを通信ノード14に
送信することで、ストリームデータの転送の制御(スト
リーム転送経路の設定)、管理(ストリームデータの転
送状況の獲得)を行なうことができる。 (通信ノードの構成)次に、通信ノード14の詳細な構
成について説明する。
ている。図2に示すように、通信ノード14は、制御部
20、データ転送部22、通信インタフェース24a,
24bが設けられている。
データ転送部22、通信インタフェース24a,24b
を制御すると共に、制御ノード16あるいはアプリケー
ションとの間で制御データ(各種メッセージ)の交信を
行ない、制御データの内容に応じた処理を実行する。制
御部20は、ストリームデータ転送に関する転送制御パ
ラメータ、品質制御パラメータ、ならびに統計データを
管理する。転送制御パラメータには、送出レート、バッ
ファリングの最大値、データ廃棄条件等が含まれる。品
質制御パラメータには、End−Endデータ損失率、
End−End遅延のばらつき等に関する許容値が含ま
れる。統計データには、ストリームデータの転送バイト
数、転送エラー検出数、データ到着間隔、データ送出間
隔等を含む。また、制御部20は、隣接した通信ノード
14やアプリケーションとの接続関係を表す転送制御テ
ーブルを管理する。転送制御テーブルの具体例について
は後述する。制御部20は、アプリケーションからの制
御データに対し、転送制御テーブルを参照して、アクセ
ス権の有無を判定する機能を持つ。
御のもとで、通信インタフェース24a,24bを介し
て入出力されるストリームデータの転送を実行する。通
信インタフェース24a,24bは、他の通信ノード1
4との交信のためのインタフェースであり、制御データ
(制御メッセージ)については制御部20との間に介在
し、ストリームデータについてはデータ転送部22との
間に介在する。
構成する物理的構成中のネットワーク機器上でソフトウ
ェアにより実現されるもので、必要に応じて生成される
ものである。また、一つのネットワーク機器の上に、複
数の通信ノード14を同時に動作させることができる。
各通信ノード14は、自己が関連するストリームを識別
するストリーム識別子を持ち、受信したストリームデー
タに対してストリーム識別子を参照することで、同一ネ
ットワーク機器上に複数の通信ノード14が生成されて
も、自己が関連するストリームデータであるか否かを識
別することができる。なお、通信ノード14の生成の詳
細については後述する。
4と同様にして、ネットワーク機器上でソフトウェアに
より実現されるもので、ストリームデータの転送に何ら
かの関わりを持ち、通信ノード14に対してストリーム
データ転送に関する各種要求を行なう機能を持つ。例え
ばアプリケーションは、ストリーム転送経路の構築、ス
トリームデータの転送開始、ストリーム転送状態や転送
制御パラメータの獲得等を要求する。 (転送制御テーブルの構成)次に、通信ノード14の制
御部20によって管理される転送制御テーブルの詳細に
ついて説明する。図2には転送制御テーブルの設定例を
示している。
0とデータ通信ネットワーク12は、制御データとスト
リームデータをそれぞれ転送する経路の制御が、同一の
転送制御テーブルにより管理され、制御データがストリ
ーム転送経路に含まれる各通信ノード14間で転送され
る。
ドAから、通信ノードM1、通信ノードM3、通信ノー
ドMnを経て通信ノードBへ至る通信路18が設定され
たときの各通信ノード14の制御部20によって管理さ
れる転送制御テーブルである。
は、データを流す入方路と出方路を示すデータ(通信ノ
ードやデバイス)が登録されており、また自通信ノード
に接続されるアプリケーションを示すデータ(アプリケ
ーションP1,P2,P3,P4)が登録されている。
入来された通常のストリームデータや制御データが出方
路へ送出される。これに加え、アプリケーションを示す
データが登録されている場合、その通信ノード14に制
御データが到着した際に、指定されているアプリケーシ
ョンへ制御データが伝達される。また、アプリケーショ
ンから入力された制御データは、転送制御テーブルへの
アプリケーションの登録内容を参照してアクセス権の有
無を判定し、アクセス権のあるアプリケーションからの
制御データであれば通信ノード14から全ての出方路へ
転送される。
スを示すデータが登録されている揚合、ストリームデー
タは他の通信ノード14からではなく、該当する通信ノ
ード14に付属する入力デバイスから与えられることを
表している。同様に、出方路に出力デバイスを示すデー
タが登録されている場合、ストリームデータは他の通信
ノード14へではなく該当する通信ノード14に付属す
る出力デバイスヘ与えられることを表している。 (制御データとストリームデータの詳細)本実施形態に
おける制御データとストリームデータの、概念的なデー
タ形式を図4に示している。
送信ノード識別子、宛先ノード識別子、メッセージ識別
子、及び添付パラメータから構成されている。送信ノー
ド識別子には、そのメッセージを発信する通信ノード1
4またはアプリケーションを識別する識別子が記入され
る。宛先ノード識別子には、次の(1)〜(3)の何れ
かを記入することができる。
識別子、または、複数の通信ノード14の識別子のリス
ト、(2)データストリーム転送経路に含まれる全通信
ノード14ヘ同報を意味する識別子、(3)データスト
リーム転送経路の端点を意味する識別子である。
セージ)の一覧と、各制御メッセージに対応する添付パ
ラメータの種類を図5に示している。各制御メッセージ
の使用方法については後述する。
うに、多数のフレーム(例えば画像情報の単位であるデ
ータ要素)からなる。各フレームは、先頭部のフレーム
境界部、タイムスタンプ、及びデータ本体(BODY)
からなる。タイムスタンプは、ストリームデータの先頭
からの時間差を示す時間情報である。 (マスタ・ノードとスレーブノード)本実施形態におけ
る通信システムでは、一連のストリーム転送経路を構成
する複数の通信ノード14の中で、一つの通信ノード1
4が転送制御を行なう権限を持つマスタ・ノードに設定
され、他のノードがマスタ・ノードからの制御指令に従
うスレーブ・ノードとして動作する。
トリーム転送経路に含まれる各通信ノード14に対し
て、後述するアプリケーション(制御ノード16)と同
等の権限を持ち、後述する制御データ(メッセージ)の
発信を行なうことができるものとする。
体の管理に関する処理を行なう。ストリーム転送経路を
構成する何れかの通信ノード14に接続されるアプリケ
ーションから制御メッセージが与えられた場合、その内
容がストリーム転送処理動作を変更するものであれば、
その制御メッセージがまずマスタ・ノードヘ転送され
る。また、その内容がストリーム転送の状況問い合わせ
など、転送処理動作を変更しないものであれば、マスタ
・ノードへの転送は必要としない。マスタ・ノードはそ
の役割を他の通信ノード14ヘ委譲することができる。
マスタ・ノードの設定やマスタ・ノードの他の通信ノー
ド14への委譲の処理については後述する。 (通信システムの具体的な構成例)次に、前述したよう
な機能構成を持った通信システムを実現する具体的(物
理的)な構成例について説明する。
て通信ノード14を実現した例を示している。図6に示
す通信システムは、コンピュータ装置30が、構内デー
タ通信網32または広域データ通信網34において多数
接続され、任意のコンピュータ装置30間で各通信網を
介してデータ転送が行なわれる。
0により実現され、ホストコンピュータ、個人端末を含
んでいる。(2)物理ネットワーク手段は、構内データ
通信網32と広域データ通信網34であり、制御通信ネ
ットワーク10とデータ通信ネットワーク12とを実現
する。(3)通信ノードは、制御部20、データ転送部
22ともにコンピュータ装置30上で実行される処理プ
ロセス(制御通信プロセス、データ転送プロセス)であ
り、必要に応じて生成される。(4)制御通信手段は、
異なるコンピュータ装置30上で生成されたプロセス間
のデータグラム通信により実現される。(5)データ転
送手段は、異なるコンピュータ装置30上で生成された
プロセス間の通信網を介したデータグラム通信により実
現される。
ドの組合わせにより通信ノード14を実現した例を示し
ている。図7に示す通信システムは、コンピュータ装置
40がパケット送受信装置41を通じてルータ装置42
を介して接続され、またコンピュータ装置43がルータ
装置42に接続され、構内ATM通信網44または広域
ATM通信網46を介して、任意のコンピュータ装置4
0,43間でデータ転送が行なわれる。
41とそれを制御するコンピュータ装置40との組み合
わせ、ルータ装置42とそれを制御するコンピュータ装
置43との組み合わせにより実現される。(2)物理ネ
ットワーク手段は、構内ATM通信網44と広域ATM
通信網46であり、制御通信ネットワーク10とデータ
通信ネットワーク12とを実現する。(3)通信ノード
は、制御部20がコンピュータ装置40,43上で実行
される処理プロセス(制御通信プロセス)であり、必要
に応じて生成され、データ転送部22がルータ装置42
の転送機能によって実現される。(4)制御通信手段
は、異なるコンピュータ装置40,43上で生成された
制御通信プロセス間のデータグラム通信により実現され
る。(5)データ転送手段は、ルータ装置42間の制御
プロトコルによって実現される。
本実施形態におけるアプリケーション(ストリームデー
タ転送に関わる機能)は、構成上の何れの場所で実現さ
れても良い。通常、アプリケーションは、コンピュータ
装置30,40,43上において、ストリームデータ転
送に関係するアプリケーションプログラムに基づいて生
成されるプロセスとする。
構成する具体的な構成は一例であって、図1に示す構成
及び機能を実現できる通信システムであれば、図6また
は図7に示す構成以外の通信システムにおいても本発明
を適用することができる。 (本実施形態の動作)次に、本実施形態における動作に
ついて説明する。 (通信ノードの生成及び初期化)ある通信ノード14が
ひとつのストリーム転送経路に関わるためにはまず、そ
の通信ノード14がネットワーク機器(図6、図7にお
けるコンピュータ装置30,40)の上で制御データを
受け取る準備ができていなければならない。
については、ネットワーク機器上で予め必要な数の通信
ノード14を生成する構成でもよいし、通信ノード14
の生成・消滅を管理するモジュールを常駐させ、アプリ
ケーションまたは他の通信ノード14から要求があった
毎に生成する構成でもよい。
ションは、直接アクセス可能なネットワーク機器、例え
ば同一ネットワーク機器上に存在する通信ノード14
へ、ストリーム識別子設定を示す制御データであるse
t_idメッセージを送り、これから転送しようとする
ストリームデータを示す固有のストリーム識別子を設定
する。
ード14に対して、アプリケーション接続を示すadd
_appメッセージに自己のアプリケーション識別子を
添付して送付し、その通信ノード14の制御部20が管
理する転送制御テーブルのアプリケーションの欄にアプ
リケーション識別子を登録する。
ド14に、マスタ・ノード委譲を示すmasterメッ
セージを送り、この通信ノード14に初期のマスタ・ノ
ードの役割を与える。 (ストリーム転送経路の設定)通信ノード14は、スト
リームデータを転送するためにストリーム転送経路を構
築する。通信ノード14は、隣接ノード接続を示すad
d_nodeメッセージ及びノード接続延長を示すex
tendメッセージを利用し、この各メッセージを制御
通信ネットワーク10を介して他の通信ノード14に送
信することでストリーム転送経路を設ける。
際の通信ノード14の処理手順を表すフローチャートを
示し、図9にはストリーム転送経路の状況を簡単に説明
するための通信ノード(X1,X2,X3)の関係を示
している。
する通信ノードX1は、add_nodeメッセージに
自己の通信ノード識別子を添付パラメータとして添付し
て他の通信ノードX2に送信する(図9(a))。
(制御データ)がadd_nodeメッセージであった
場合(ステップA1,A7)、制御部20によって転送
制御テーブルの一方のデータ転送方向に対応する入方路
の欄と、他方のデータ転送方向に対応する出方路の欄
に、add_nodeメッセージに添付された通信ノー
ド識別子を示すデータを登録する(ステップA8)。
めに、通信ノードX1は、extendメッセージに、
経路の延長先を示す通信ノード識別子(例えば通信ノー
ドX3)を添付して通信ノードX2に送信する(図9
(b))。
ジを受け取ると(ステップA1,A2)、添付パラメー
タにより指定された通信ノードX3への転送経路リンク
の伸長を試みる。
転送制御テーブルにおいて出方路が空きの欄があれば
(ステップA3)、その出方路の欄と他方のデータ転送
方向に対応する入方路の欄に、与えられた通信ノードX
3の通信ノード識別子を記入し(ステップA4)、ad
d_nodeメッセージに自己の通信ノード識別子を添
付して通信ノードX3ヘ送付する(ステップA5)(図
9(c))。
信ノードX3は、前述した通信ノードX2と同様にして
一方のデータ転送方向に対応する入方路の欄と、他方の
データ転送方向に対応する出方路の欄に、add_no
deメッセージに添付された通信ノード識別子を示すデ
ータを登録する。こうして、通信ノードX1から通信ノ
ードX2を介した通信ノードX3までのストリーム転送
経路が構築される(図9(d))。
xtendメッセージを受信した際に、転送制御テーブ
ルに出方路に空きの欄がない場合には、既に出方路の欄
に登録されている通信ノード、すなわち隣接した通信ノ
ードに対してこのextendメッセージを転送する
(ステップA6)。この場合は、転送されたexten
dメッセージを受信した通信ノードは、先に説明した通
信ノードX2と同様の処理を実行することになる。
ションは、接続された通信ノードに、extendメッ
セージを順々に送付することにより、ストリーム転送経
路のリンクを延長し、所定の通信ノード間にストリーム
転送経路を構築することができる。 (アプリケーション接続に関する処理)アプリケーショ
ンは、同一ネットワーク機器上の通信ノード14ヘ、ア
プリケーション接続を示すadd_appメッセージ
に、アプリケーション識別子とストリーム識別子を添付
して送付することにより、その通信ノード14が関連す
るストリーム転送経路に対するアクセスを要求すること
ができる。
ジに添付するストリーム識別子の値を暗号化し、add
_appメッセージを受信する通信ノード14側で復号
判定するものとする。アクセス権を持つ正規のアプリケ
ーションには、予め別の手段によって、暗号化されたス
トリーム識別子を与えておく。これにより、本来アクセ
ス権持たないアプリケーションからのアクセスを排除す
ることができる。
ノード14(制御部20)は、add_appメッセー
ジに添付された暗号化されたストリーム識別子を復号判
定し、その結果、正当なストリーム識別子であれば、転
送制御テーブルのアプリケーションの欄にアプリケーシ
ョン識別子の内容を登録する。この処理の結果、通信ノ
ード14への接続アクセスを許可されたアプリケーショ
ンは、その後、所定の制御データ(メッセージ)を送信
することで、ストリーム識別子が示すストリームデータ
の転送に関わることができる。 (データストリームの転送開始)通信ノード14間にス
トリーム転送経路が構築されると、アプリケーション
は、次のようにしてデータストリームの転送を開始させ
る。なお、アプリケーションは、必ずしもストリームデ
ータを送出する端点となる通信ノード14に接続されて
いる必要はない。
れる通信ノード14ヘ、ストリームデータの転送開始を
示すstartメッセージを送信する。startメッ
セージを受信した通信ノード14(制御部20)は、自
己がストリーム転送経路の端点であり、ストリームデー
タの送出を行なうノードであればストリームデータの送
出を開始する。一方、自己がストリーム転送経路の端点
でない場合には、通信ノード14は、転送制御テーブル
を参照して出方路が示す隣接する通信ノード14へst
artメッセージを転送する。startメッセージを
隣接ノードから受け取った通信ノード14は、先の説明
した通信ノード14と同様の処理を行なう。
されたstartメッセージは、ストリーム転送経路を
通ってストリームデータを送出する端点(通信ノード1
4)まで転送される。端点の通信ノード14は、受信し
たstartメッセージに対して、ストリーム転送経路
を介したストリームデータの転送を開始する。 (ストリームデータの転送)ストリームデータは、スト
リーム転送経路の一方の端点(通信ノード14)から送
出され、いくつかの通信ノード14で中継され、他方の
端点(通信ノード14)へ転送される。ストリーム転送
経路に関連する各通信ノード14は、ストリームデータ
の転送に関する統計情報(転送バイト数、転送エラー検
出数、データ到着間隔、データ送出間隔等)を保管す
る。
通信ノード14は、以下に述べる(1)タイミング調
整、(2)フィルタリング、(3)データ変換の各機能
を備えているものとする。
イミング調整は、到着したストリームデータをバッファ
に一次蓄積し、外部から指定されたタイミングで出方路
へ送出するものである。このタイミングの指定には、デ
ータ送出速度やデータ送出間隔に関する最大または最小
または平均の指定が含まれる。
ィルタリングは、到着したデータのうちの一部分のみを
選択的に転送し、残りの部分を破棄する処理のことであ
り、外部からの指令により、このデータ選択条件の設定
と条件に合致したデータの取り扱い方法が指定される。
ータ変換は、到着したデータを、外部から指定された方
法で加工した後、出方路へ送出するものである。この変
換方法の指定には、データ表現形式の変換を含む。
10を介して外部から指定することができるため、制御
ノード16(アプリケーション)あるいはマスタ・ノー
ドから、ストリーム転送経路に関わる各ノードの中継処
理動作を総合的に制御することができる。 (ストリーム転送状態及び転送制御パラメータの獲得)
アプリケーションは、次のようにして、ストリームデー
タ転送動作実行中のデータストリームの状態を獲得する
ことができる。図10には、データストリームの状態を
獲得する際の通信ノード14の処理手順を表すフローチ
ャートを示している。
ン(制御ノード16)と同等の権限を持つため、以下の
説明におけるアプリケーションと同じ要求を行なうこと
ができるものとして説明を省略する。
得を示すget_statメッセージに、要求する統計
データの内容を示す識別子を添付パラメータとして添付
し、また統計データ獲得の対象とする宛先通信ノードを
宛先ノード識別子によって指定して、自己が接続される
通信ノード14ヘ送信する。
通信ノード14は(ステップB1,B2)、指定された
宛先通信ノードに自己が含まれるか否かを、自己の通信
ノード識別子とメッセージ中の宛先ノード識別子とを比
較して判別する(ステップB3)。
である場合、通信ノード14は、受信したメッセージに
対する処理(受信処理)として、添付パラメータの統計
データの識別子に示される統計データに関する処理を実
行する(ステップB4)。
atメッセージを他の通信ノード14に転送する必要が
あるか否かを、宛先ノード識別子に基づいて判別する
(ステップB5)。すなわち、通信ノード14は、宛先
ノード識別子が、同報アドレスであるか、自ノード以外
のノード識別子を含むリストであるか、自己が端点でな
い場合に宛先ノード識別子が端点を表していれば、他の
通信ノード14にget_statメッセージを転送す
る必要があると判別する。
要がある場合、通信ノード14は、転送制御テーブルを
参照して、出方路が示す隣接する通信ノード14ヘge
t_statメッセージを転送する(ステップB6)。
から受け取った通信ノード14は、前述と同様の処理を
行なう。従って、get_statメッセージは、宛先
ノード識別子で指定された全ての通信ノード14ヘ転送
される。
信ノード14は、応答を示すackメッセージを用い
て、受信処理によって得られた要求された統計情報を、
添付パラメータの処理結果情報として返答する。
・ノード)は、ストリーム転送経路上の各通信ノード1
4のストリーム転送状態を管理することができる。な
お、アプリケーションは、ストリームデータ転送動作実
行中に転送制御パラメータを獲得することができる。こ
の場合、アプリケーションは、転送制御パラメータ獲得
を示すget_paramメッセージを、前述したge
t_statメッセージと同様にして自己が接続される
通信ノード14ヘ送信する。
した通信ノード14は、図10に示すフローチャートと
同様の手順によって処理を実行する。従って、アプリケ
ーションは、ackメッセージによって転送制御パラメ
ータを獲得することができる。 (pollメッセージによる回覧処理)前述したget
_statメッセージ及びget_paramメッセー
ジによるストリーム転送状態及び転送制御パラメータの
獲得は、メッセージを受信した各々の通信ノード14か
らackメッセージの形で返される方法となっている。
これに対し、pollメッセージは、添付パラメータに
設定される回覧事項識別子の内容について、メッセージ
が通信ノード14間を転送(回覧)される途中で、必要
に応じた通信ノード14が添付パラメータ(記入値)に
記入する処理を実行させることができる。
覧処理を行なう際の通信ノード14の処理手順を表すフ
ローチャートを示している。アプリケーション(制御ノ
ード16)またはマスタ・ノードは、pollメッセー
ジを、宛先ノード識別子に転送リンクの端点を記入して
送出する。pollメッセージを受信すると(ステップ
C1,C2)、通信ノード14は、pollメッセージ
を、添付パラメータに含まれる記入値に対して、回覧事
項識別子によって示される内容に応じて加工した上で
(ステップC3)、自己通信ノードが端点でなければ
(ステップC4)、転送制御テーブルの出方路が示す隣
接する通信ノード14ヘ転送する(ステップC5)。
に対する加工の例としては、ストリーム転送経路上の複
数の通信ノード14の中で、ボトルネックとなっている
通信ノード14を検出するために、統計データのストリ
ームデータの転送バイト数を用いて、ストリームデータ
転送のスループットが最小、最大を求める内容の回覧事
項識別子が設定されているものとする。
メッセージの添付パラメータに含まれる記入値(ストリ
ームデータの転送バイト数)と、自己が管理する自通信
ノード14におけるストリームデータの転送バイト数と
比較演算し、その結果該当する値であれば記入値を書き
替える。すなわち、記入値よりも大きければ、それまで
の経路上の通信ノード14の中で最大値であり、記入値
よりも小さければ同様に最小値ということになる。
ではなく、各通信ノード14が持つ応答内容を示すデー
タを、各通信ノード14においてそれぞれ積み重ねてい
くようにしてpollメッセージを回覧することもでき
る。
に、このpollメッセージが到着すると(ステップC
4)、この端点の通信ノード14は、他の通信ノード1
4と同様に回覧事項識別子の内容に応じた処理を実行し
た後、ackメッセージにpollメッセージの添付パ
ラメータに書かれた記入値の内容を処理結果情報として
添付して、pollメッセージの発信元へ返送する(ス
テップC6)。
に、ストリーム転送経路上の全ての通信ノード14の応
答結果を反映させることができる。なお、必ずしも、p
ollメッセージを受信した全ての通信ノード14が、
添付パラメータに含まれる記入値に対して加工する処理
を行なう必要はなく、回覧事項識別子によって対象とす
る通信ノード14の条件を設定することで、ストリーム
転送経路上の任意の通信ノード14に対してのみ、実質
的なpollメッセージの回覧を行なうこともできる
(pollメッセージ自体は転送されるが、メッセージ
に応じた処理を実行しない通信ノード14を設けること
もできる)。 (マスタ・ノードによるストリーム転送の制御)図12
には、マスタ・ノードによるストリーム転送の制御を簡
単に説明するための通信ノード(X1,X2,X3,X
4)とアプリケーションAの関係を示している。図12
は、通信ノードX1から通信ノードX2,X3を介して
通信ノードX4へストリームデータを転送するストリー
ム転送経路が設定されている例を示している。また、通
信ノードX3にアプリケーションAが接続され、通信ノ
ードX2にマスタ・ノードが設定されているものとす
る。
ストリームデータ転送動作実行中のデータストリームの
品質制御パラメータを変更することができる(図12
(a))。
タ設定を示すset_qosメッセージに、ストリーム
転送品質に関する制御パラメータを添付パラメータに設
定し、宛先ノード識別子にマスタ・ノード識別子を記入
して、自己が接続される通信ノードX3ヘ送付する。
タには、ストリーム転送状態が正常であるために満たす
べき条件(転送品質条件の識別子)と、正常状態が満た
されない場合の処置方法(非正常時の処理方法の識別
子)が設定される。
信ノードは、自己がマスタ・ノードでなく、ストリーム
転送経路の端点でなければ、転送制御テーブルを参照し
て、隣接する通信ノードへset_qosメッセージを
転送する。従って、マスタ・ノードがストリーム転送経
路上のどこに存在しても、set_qosメッセージが
到達する。
sメッセージを受け取った通信ノードX3は、マスタ・
ノードでないため、隣接する通信ノードX2,X4ヘs
et_qosメッセージを転送する。これにより、最終
的にset_qosメッセージがマスタ・ノードである
通信ノードX2に到着する。
ージに対して、対応する処理を実行し、処理結果をac
kメッセージを用いて、通信ノードX3を介して、要求
元のアプリケーションAへ返送する。
データの品質制御パラメータ獲得を要求するget_q
osメッセージも、図12(a)に示すように、set
_qosメッセージと同様の手順でマスタ・ノードまで
転送され、マスタ・ノードからackメッセージを用い
て対応する返答が要求元アプリケーションヘ返される。
ム転送経路に含まれる各通信ノード14に対して、アプ
リケーションと同等の権限を持ち、アプリケーションと
同様に、前述したような制御メッセージを発信すること
ができる。
スタ・ノードである通信ノードX2は、ストリームデー
タ転送の継続中、アプリケーションと同様にして、他の
ノードヘ転送状態を問い合わせるget_statメッ
セージや、get_paramメッセージを発信し、そ
の応答であるackメッセージを得ることによってスト
リーム転送全体の状況を獲得することができる。
ブ・ノード側からも通知を示すnotifyメッセージ
を用いて、ストリーム転送処理の状況やイベント発生な
どを自発的にマスタ・ノード(通信ノードX2)ヘ通知
することができる。
集められたストリーム転送状況が、先にset_qos
メッセージヘ与えられた条件を満たさない場合には、予
め与えられた処置方法に基づき、set_paramメ
ッセージを用いてストリーム転送制御パラメータを変更
したり、隣接ノード削除を示すremove_node
メッセージ、隣接ノードを示すadd_nodeメッセ
ージ、xtendメッセージを用いて転送経路構成の変
更を行なう。
マスタ・ノード自身がストリーム転送経路から外れる場
合には、マスタノード委譲を示すmasterメッセー
ジを用いてマスタ・ノードを他の通信ノードへ委譲す
る。
ム転送の制御の一例を示している。図13の初期段階で
は通信ノードX3,X2,X1のストリームデータ転送
経路が設定され、マスタノードである通信ノードX3か
ら、通信ノードX2を介して通信ノードX1にストリー
ムデータを転送しているものとする。
ノードX3は、ストリーム転送動作中に例えばget_
statメッセージにより、通信ノードX2における負
荷が増大し、ボトルネックとなっていることを検出した
ものとする。
e_nodeメッセージにより通信ノードX2を削除
し、新たにadd_nodeメッセージとextend
メッセージにより、図13中の破線(1)(2)で示す
通信ノードX4を介したストリーム転送経路を設定する
ことができる。
例えば通信ノードX3から通信ノードX2に対して、通
信ノードX2から通信ノードX1への本来の転送速度よ
りも高速にストリームデータを転送して、通信ノードX
3を解放する。通信ノードX2は、中継ノードとして通
信ノードX3からのストリームデータをバッファリング
し、通信ノードX1に対して本来の転送速度で転送す
る。
5に対してmasterメッセージを送信することでマ
スタ・ノードを委譲し、スレーブノードとなって自己の
処理負担を軽減させることができる。
通信ノードであっても、マスタ・ノードを委譲すること
ができ、その他、受信元の通信ノードあるいは中継する
通信ノードであっても、ストリームデータの転送状態に
応じて、マスタ・ノードを変更することができる。 (ストリーム転送の終了)ストリームデータの転送を終
了する場合、stopメッセージが送信される。sto
pメッセージは、startメッセージの逆操作を行な
うことで、ストリームの転送動作を終了することができ
る。また、remove_nodeメッセージ、rem
ove_appメッセージによって、ストリームデータ
転送経路に関連した通信ノードを解放することができ
る。なお、remove_nodeメッセージは、ad
d_nodeメッセージの逆操作を実行させ、remo
ve_appメッセージは、add_nodeメッセー
ジの逆操作を実行させるメッセージである。
ットワーク上を流れる個々のストリームデータの転送
を、そのストリームデータの利用形態に応じて管理・制
御することが可能になり、ストリームへのアクセスは関
連するユーザアプリケーションに限定することができる
ためセキュリティが保証され、また、同時に複数のユー
ザアプリケーションからのアクセスを受けることができ
る。さらに、制御メッセージの転送経路をストリームデ
ータの転送経路と同一にすることにより、接続構成を管
理するオーバヘッドを削減し、ひとつのノードで処理で
きるストリームの最大数を増大させることができる。
を示すブロック図。
を示す図。
転送を実現するための転送制御テーブルの一例を示す
図。
ータの概念的なデータ形式を示す図。
ジ)の一覧と各制御メッセージに対応する添付パラメー
タの種類を示す図。
によって通信ノード14を実現した例を示す構成図。
理ノードを組合わせにより通信ノード14を実現した例
を示す構成図。
する際の通信ノード14の処理手順を表すフローチャー
ト。
を簡単に説明するための通信ノードの関係を示す図。
を獲得する際の通信ノード14の処理手順を表すフロー
チャート。
る回覧処理を行なう際の通信ノード14の処理手順を表
すフローチャート。
トリーム転送の制御を簡単に説明するための通信ノード
とアプリケーションの関係を示す図。
トリーム転送の制御の一例を示す図。
を実現するための転送制御テーブルの一例を示す図。
Claims (5)
- 【請求項1】 制御データを送信するための制御通信ネ
ットワークと、ストリームデータを送信するためのデー
タ通信ネットワークと、前記制御通信ネットワークと前
記データ通信ネットワークとの両方に接続され、前記制
御データによる制御に基づいて前記データ通信ネットワ
ークを介してストリームデータを転送する複数の通信ノ
ードと、前記制御通信ネットワークを介して前記通信ノ
ードとの間で制御データを交信してストリームデータの
転送を制御することができる制御手段とからなる通信シ
ステムであって、 前記通信ノードは、 共通するストリームデータを転送する他の通信ノードと
の接続関係と、この接続関係によって定義されるストリ
ームデータ転送に関わる自通信ノードに接続される制御
手段を示すデータとを保持するための転送制御テーブル
と、 前記ストリームデータ転送に係わる前記制御手段に対し
て、対応するストリームデータ転送を示す暗号化された
識別子を予め通知しておき、前記制御通信ネットワーク
を介して得られる前記制御手段からの制御データに対し
て、この制御データに含まれる暗号化された識別子に基
づいて、正当な制御手段であるか否かを判定する判定手
段と、 前記判定手段によって正当な制御手段と判定された場合
に、この制御手段を示すデータを前記転送制御テーブル
に登録すると共に、この登録した制御手段からの前記制
御通信ネットワークを介して得られる制御データに基づ
いて、前記転送制御テーブルに保持された接続関係を設
定する転送制御テーブル設定手段とを具備したことを特
徴とする通信システム。 - 【請求項2】 制御データを送信するための制御通信ネ
ットワークと、ストリームデータを送信するためのデー
タ通信ネットワークとの両方に接続され、前記制御デー
タによる制御に基づいて、前記データ通信ネットワーク
を介してストリームデータを転送する複数の通信ノード
とからなる通信システムであって、 前記通信ノードは、 共通するストリームデータを転送する他の通信ノードと
の接続関係と、この接続関係によって定義されるストリ
ームデータ転送に関わる自通信ノードに接続さ れる制御
手段を示すデータとを保持するための転送制御テーブル
と、 前記制御通信ネットワークを介して得られる制御データ
に基づいて、前記転送制御テーブルに保持された接続関
係を設定する転送制御テーブル設定手段とを具備し、 前記制御手段は、 前記転送制御テーブルに自己を示すデータが保持された
通信ノードを通じて、ストリームデータを転送する複数
の通信ノードのうち一つの通信ノードに対して、他の通
信ノードの状態を獲得すると共に他の通信ノードを制御
する機能を持つマスタノードに設定する設定手段を具備
したことを特徴とする通信システム。 - 【請求項3】 前記マスタノードに設定された通信ノー
ドは、前記制御通信ネットワークを介して、他の通信ノ
ードに対してマスタノードの役割を委譲することを示す
制御データを送信する委譲手段を具備し、前記委譲手段
によって前記制御データを送信された通信ノードがマス
タノードとなることを特徴とする請求項2記載の通信シ
ステム。 - 【請求項4】 制御データを送信するための制御通信ネ
ットワークと、ストリームデータを送信するためのデー
タ通信ネットワークと、前記制御通信ネットワークと前
記データ通信ネットワークとの両方に接続され、前記制
御データによる制御に基づいて前記データ通信ネットワ
ークを介してストリームデータを転送する複数の通信ノ
ードと、前記制御通信ネットワークを介して前記通信ノ
ードとの間で制御データを交信してストリームデータの
転送を制御することができる制御手段とからなる通信シ
ステムの通信経路制御方法であって、 前記通信ノードは、 前記制御通信ネットワークを介して得られる制御データ
に基づいて、共通するストリームデータを転送する他の
通信ノードとの接続関係と、この接続関係によって定義
されるストリームデータ転送に関わる自通信ノードに接
続される制御手段を示すデータとを転送制御テーブルに
設定し、 前記制御通信ネットワークを介して得られる前記制御手
段からの制御データに対して、この制御データに含まれ
る暗号化された識別子に基づいて、正当な制御手段であ
るか否かを判定し、 正当な制御手段と判定された場合に、この制御手段から
の前記制御通信ネットワークを介して得られる制御デー
タに基づいて、前記転送制御テーブルに保持された接続
関係を設定することを特徴とする通信経路制御方法。 - 【請求項5】 制御データを送信するための制御通信ネ
ットワークと、ストリームデータを送信するためのデー
タ通信ネットワークと、前記制御通信ネットワークと前
記データ通信ネットワークとの両方に接続され、前記制
御データによる制御に基づいて、前記データ通信ネット
ワークを介してストリームデータを転送する複数の通信
ノードと、前記制御通信ネットワークを介して前記通信
ノードとの間で制御データを交信することができる制御
手段とからなる通信システムの通信経路制御方法であっ
て、 前記通信ノードは、 前記制御通信ネットワークを介して得られる制御データ
に基づいて、共通するストリームデータを転送する他の
通信ノードとの接続関係と、この接続関係によって定義
されるストリームデータ転送に関わる自通信ノードに接
続される制御手段を示すデータとを転送制御テーブルに
設定し、 前記制御手段は、 前記転送制御テーブルに自己を示すデータが保持された
通信ノードを通じて、ストリームデータを転送する複数
の通信ノードのうち一つの通信ノードに対して、他の通
信ノードの状態を獲得すると共に他の通信ノードを制御
する機能を持つマスタノードに設定することを特徴とす
る通信経路制御方法。
Priority Applications (3)
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