JP3558977B2 - Stream relay device, stream broadcast distribution network, and recording medium - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像、音声を含むストリーム放送の配信に利用する。特に、大規模かつ高速な放送サービスを扱うストリーム配信に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のストリーム中継装置は、RealNetworks社のスプリッタ装置が該当する。これは、ストリームサーバとクライアントとの間に一つまたは複数設置され、ユニキャストにてストリーム放送データを受信し、これを複製して下流のクライアントへ配信している。
【0003】
また、従来の情報配信システムとして「情報配信システムの制御方法および情報配信システム(特開平11−68744号公報)」が知られている。これは、所望のコンテンツをすでに受信しているマルチメディア端末がある場合に、この端末がサーバに代わって配信を行うものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のストリーム中継装置における技術では、まずストリームサーバからストリーム中継装置へのデータ配信は、下流のクライアントからのリクエストの有無にかかわらず事前の設定に基づきデータを垂れ流しているため、伝送帯域に無駄を生じる。
【0005】
したがって、下流からの視聴要求をベースにデータ中継を開始し、視聴終了要求によりデータ中継を終了する効率的な転送の仕組みがない。また、ストリーム中継装置は、ストリーム制御プロトコルを終端せず、直接ストリームサーバとの視聴要求処理を実行しているため、サーバに処理負荷が集中する。各ストリーム中継装置が負荷分散することにより、サーバに集中する負荷を軽減する仕組みがない。
【0006】
また、ストリーム放送の開始および終了の指示に使われるストリーム制御プロトコルは、クライアントと中継サーバとの間と、中継サーバとストリームサーバとの間では異なるプロトコルが用いられる。よって、二種類のソフトウェアモジュールおよびコンフィグレーションを強いられるために効率が悪い。相互接続の容易性および運用コスト等の面では、一種類のストリーム制御プロトコルにより運用することが得策である。
【0007】
一方、従来の情報配信システムにおける技術では、マルチメディア端末が、サーバに代わって配信を行うことにより、サーバへの処理負荷を軽減することは可能であるが、多数の端末装置から同時に配信要求が発生した場合には、代理配信を行うマルチメディア端末自身の配信処理が大きくなってしまうという問題や、このマルチメディア端末と配信ネットワークとの間の回線の帯域を配信数分だけ消費してしまい、各クライアントの通信コストが大きくなってしまうという問題が生じている。また、マルチメディア端末間で配信を行うため、配信ネットワーク資源の無駄も大きくなってしまい、階層的なストリーム中継技術が求められる。
【0008】
さらに、従来のストリーム中継装置および情報配信システムでは、ストリーム放送データを送信することに専念し、放送するコンテンツや宛先クライアントなどによって、ユニキャストかマルチキャストかをプロファイルにしたがって選択する機能がない。放送形サービスではマルチキャストが転送効率の面で適しているが、IPマルチキャスト等のプロトコルに適合したネットワーク機器の普及が十分でない。よって、ユニキャストとマルチキャストを適材適所で使い分ける必要があるが、従来のストリーム中継装置では、使い分けることができないために、ユニキャストもしくはマルチキャストのいずれかを用いて配信することしかできない。コンテンツやクライアントの属性により、自動的に選択する機能がサービス性を高めるために必要である。
【0009】
さらに、ストリームデータを転送する際、イーサネット、ギガビットイーサネット、ATM等の転送プロトコルを選択する機能もない。よって、ストリーム放送の品質を差異化することは困難である。
【0010】
本発明は、このような背景に行われたものであって、ストリーム放送データの受付処理の負荷分散、中継トラヒック量の効率化、ストリーム制御プロトコルの単一化、転送プロトコルの選択機能等により、ストリーム放送サービス提供における大規模化、効率化、既存網との親和性の向上を目指すことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ストリーム中継装置を上流にはクライアントとして、下流にはサーバとしてみせるために、クライアントとストリームサーバの両方の制御プロトコル処理機能を具備する。このときに、クライアントとストリーム中継装置との間およびストリーム中継装置相互間およびストリーム中継装置とストリームサーバとの間のいずれかの区間においても、クライアントとストリームサーバとが直接やりとりするストリーム制御プロトコル手順を使用することが望ましい。これにより、プロトコル制御を簡単化することができる。
【0012】
また、上流のストリームサーバあるいはストリーム中継装置から1本のストリーム放送データを受信して複製する機能を実現するために、受信したストリームデータを一旦蓄積するための放送データメモリと、ストリーム放送単位に放送中か否かを表示するテーブルを持つ。
【0013】
ストリーム中継装置は、クライアントからの視聴要求をサーバの立場で処理し、その装置で当該ストリーム放送のデータを受信している場合は、放送データメモリから読み出して当該クライアントへ放送する。しかしながら、当該ストリーム放送の視聴要求が一番目の場合は、当該視聴要求をクライアントの代理でそのストリーム中継装置が上流のストリーム中継装置あるいはストリームサーバへ要求し、最終的に当該ストリーム放送データを受信して下流のクライアントへ配信する。
【0014】
さらに、宛先クライアントアドレスやストリーム放送コンテンツなどのプロファイルにより、通信プロトコルを明示しておき、プロファイルにしたがってユニキャストあるいはマルチキャストで放送データを配信したり、複数の転送プロトコルを選択して配信したりすることができる。この選択は、ストリーム中継装置毎に実行される。
【0015】
本発明のストリーム中継装置が複数分散配置されたネットワークを構成することにより、ストリーム放送データの受付処理の負荷分散、中継トラヒック量の効率化を図ることができる。
【0016】
このように本発明では、まず、ストリーム中継装置は、上流にも下流にも同一のストリーム制御プロトコルを用い、かつ、下流にはサーバ、上流にはクライアントの役割を持つため、階層的に接続することが容易である。また、下流からの要求にしたがって、中継データを転送するため、伝送効率が高い。さらに、宛先クライアントやコンテンツに対して通信プロトコルを対応させることにより、接続されたネットワーク機器に親和性の高い放送配信を実現することができる。特に、ストリーム中継装置毎にユニキャストかマルチキャストかの選択をするため、ネットワーク全体で最も適した放送配信を実現することができる。
【0017】
すなわち、本発明の第一の観点は、ストリームサーバの送信するストリーム放送のパケットを受信して当該パケットをクライアントへ放送配信するストリーム中継装置である。
【0018】
ここで、本発明の特徴とするところは、自己とクライアントとの間でやりとりするプロトコルの処理手段と、自己とストリームサーバとの間でやりとりするプロトコルの処理手段と、ストリーム放送データを蓄積する放送データメモリと、ストリーム放送毎に放送中を表示する放送中管理テーブルと、クライアントから視聴要求を受付ける手段と、前記放送中管理テーブルの表示に基づき当該要求ストリーム放送が放送中のときには前記放送データメモリからデータを読出して前記視聴要求を送信したクライアントに向け放送を開始する手段と、前記放送中管理テーブルの表示に基づき当該要求ストリームの放送が放送中でないときには前記視聴要求を上流のストリーム中継装置あるいはストリームサーバに送信し上流から当該要求ストリーム放送データを受信して前記放送データメモリに蓄積後に当該視聴要求を送信したクライアントに向け放送を開始する手段とを備えたところにある。
【0019】
下流で同一ストリーム放送コンテンツを受信しているクライアントあるいはストリーム中継装置の視聴が全て終了したときには上流のストリームサーバあるいはストリーム中継装置に視聴終了要求を送信する手段を備えることが望ましい。これにより、上流にあるストリームサーバあるいはストリーム中継装置は、無駄となるストリーム放送の垂れ流しを回避することができる。
【0020】
クライアントとストリーム中継装置との間およびストリーム中継装置相互間およびストリーム中継装置とストリームサーバとの間に同一ストリーム制御プロトコル手順を用いることが望ましい。これにより、プロトコル制御を簡単化することができる。
【0021】
ストリーム放送データを下流に送信するための通信プロトコルを当該ストリーム放送コンテンツ名あるいは配信先クライアントアドレスに対応付けしておき、受信したストリーム放送データを当該対応付けにしたがう通信プロトコルを選択して送信する手段を備えることが望ましい。これにより、異なる通信プロトコルに柔軟に対応することができる。この際に、通信プロトコルの選択肢にIPユニキャストプロトコルおよびIPマルチキャストプロトコルを含むことができる。また、IPユニキャストまたはIPマルチキャストを転送する下位レイヤプロトコルを選択する手段を備えることが望ましい。さらに、選択した通信プロトコルに応じて配信先アドレスを変換して送信する手段を備えることが望ましい。
【0022】
本発明の第二の観点は、ストリーム放送データを転送する方向に対して上流は1以上の本発明のストリーム中継装置およびまたは1以上のストリームサーバに直接または間接的に接続されるとともに下流は1以上の本発明のストリーム中継装置およびまたは1以上のクライアントに直接または間接的に接続された階層構造を形成することを特徴とするストリーム放送配信ネットワークである。このようなストリーム放送配信ネットワークを形成することにより、ストリーム放送データの受付処理の負荷分散、中継トラヒック量の効率化を図ることができる。
【0023】
本発明の第三の観点は、所定のハードウェアと、このハードウェアにインストールされた所定の基本ソフトウェアとを備えたコンピュータ装置に、さらにインストールすることによりそのコンピュータ装置を本発明のストリーム中継装置に相応する装置とするソフトウェアが記録された記録媒体である。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明実施例のストリーム中継装置およびストリーム放送配信ネットワークの構成を図1および図2を参照して説明する。図1は本発明のストリーム放送配信ネットワークの構成図である。図2は本発明のストリーム中継装置のブロック構成図である。ここではストリーム中継装置11に着目して説明する。
【0025】
本発明は、図1に示すように、ストリームサーバ21の送信するストリーム放送のパケットを受信して当該パケットをクライアント1および2へ放送配信するストリーム中継装置11である。
【0026】
ここで、本発明の特徴とするところは、図2に示すように、自己とクライアント1および2との間でやりとりするプロトコルの処理手段としてのサーバプロトコル処理部104と、自己とストリームサーバ21との間でやりとりするプロトコルの処理手段としてのクライアントプロトコル処理部106と、ストリーム放送データを蓄積する放送データメモリ114と、ストリーム放送毎に放送中を表示する放送中管理テーブル113と、クライアント1および2から視聴要求を受付ける要求受付処理部105と、放送中管理テーブル113の表示に基づき当該要求ストリーム放送が放送中のときには放送データメモリ114からデータを読出して前記視聴要求を送信したクライアント1および2に向け放送を開始し、放送中管理テーブル113の表示に基づき当該要求ストリームの放送が放送中でないときには前記視聴要求を上流のストリーム中継装置13あるいはストリームサーバ21に送信し上流から当該要求ストリーム放送データを受信して放送データメモリ114に蓄積後に当該視聴要求を送信したクライアント1および2に向け放送を開始する手段としての転送制御部107とを備えたところにある。
【0027】
また、転送制御部107は、下流で同一ストリーム放送コンテンツを受信しているクライアント1および2の視聴が全て終了したときには上流のストリーム中継装置13に視聴終了要求を送信する。このとき、ストリーム中継装置13の転送制御部107は、ストリーム中継装置12およびクライアント5および6に対して配信したストリーム放送コンテンツに対してストリーム中継装置12およびクライアント5および6からも視聴終了要求が送信されているときには、視聴終了要求をストリームサーバ21に送信する。
【0028】
クライアント1〜6とストリーム中継装置11〜13との間およびストリーム中継装置11〜13相互間およびストリーム中継装置11〜13とストリームサーバ21との間に同一ストリーム制御プロトコル手順を用いる。
【0029】
また、転送制御部107は、ストリーム放送データを下流に送信するための通信プロトコルを当該ストリーム放送コンテンツ名あるいは配信先クライアントアドレスに対応付けしておき、受信したストリーム放送データを当該対応付けにしたがう通信プロトコルを選択して送信する。この際に、通信プロトコルの選択肢にIPユニキャストプロトコルおよびIPマルチキャストプロトコルを含む。さらに、IPユニキャストまたはIPマルチキャストを転送する下位レイヤプロトコルを選択する。また、選択した通信プロトコルに応じて配信先アドレスを変換して送信する。
【0030】
本発明のストリーム放送配信ネットワークは、例えば、図1のストリーム中継装置13に着目すると、ストリーム放送データを転送する方向に対して上流はストリームサーバ21に直接に接続されるとともに下流はストリーム中継装置11および12およびクライアント1〜6に直接または間接的に接続された階層構造を形成することを特徴とする。
【0031】
本発明のストリーム中継装置11は、所定のハードウェアと、このハードウェアにインストールされた所定の基本ソフトウェアとを備えたコンピュータ装置に、さらにインストールすることによりそのコンピュータ装置を本発明のストリーム中継装置11に相応する装置とするソフトウェアが記録された記録媒体によりコンピュータ装置に当該ソフトウェアをインストールすることにより実現できる。
【0032】
以下では、本発明実施例をさらに詳細に説明する。
【0033】
図1に、本発明実施例におけるクライアント1〜6、ストリーム中継装置11〜13、ストリームサーバ21の接続構成を示す。なお、これらは、回線31〜39により接続されているが、この回線は、直接接続される場合と、スイッチあるいはルータ等のネットワーク機器が含まれる場合とがある。
【0034】
また、ストリーム制御プロトコルとして、IETF(Internet Engineering Task Force:インターネット技術標準化委員会)のRFC(Request for Comments)2326で規定されたRTSP(Real Time Streaming Protocol)プロトコルを想定し、視聴受信要求、視聴終了要求、あるいはそれらの応答手順を実行する。RTSPパケットは、下位レイヤとしてTCP(Transmission Control Protocol)プロトコル、IP(Internet Protocol)ユニキャストプロトコルにより転送されるものとする。さらに、RTSPによりストリームサーバ21、ストリーム中継装置11、12、13、クライアント1、2、3、4、5、6の順番にストリーム放送データを中継するが、このデータは、IETF RFC1889で規定されたRTP(Real−time Transport Protocol)プロトコルにより転送され、その下位プロトコルとして、UDP(User Datagram Protocol)、IPユニキャストプロトコルを使用するものとする。
【0035】
接続構成に関しては、ストリーム中継装置11は下流にクライアント1、2、上流にストリーム中継装置13と直接接続され、また、ストリーム中継装置13は、下流にクライアント5、6、ストリーム中継装置11、12、上流にストリームサーバ21が直接接続されている。この中で、ストリーム中継装置13は、その下流のクライアント1、2、3、4、5、6とストリーム中継装置11、12が接続され、それらの下流装置からの視聴要求に対して、上流のストリームサーバ21へ視聴要求を代理で実行し、ストリーム放送データを受信しながら中継する。
【0036】
図1において、クライアント1、2、3の順番に視聴受信要求を送信する場合の実施形態を説明する。まず、クライアント1は、サーバ21のストリーム放送を視聴するため、視聴要求をストリーム中継装置11へ送信する。ストリーム中継装置11は、未だ要求コンテンツの放送データを受信していないため、上流のストリーム中継装置13へ視聴要求を送信する。ストリーム中継装置13も、未だ要求コンテンツの放送データを受信していないため、同様に視聴要求をストリームサーバ21へ送信する。ストリームサーバ21は、要求を受付け、当該ストリーム放送データを39→13→35→11→31を経由してクライアント1へ配信する。
【0037】
次にクライアント2が同一のコンテンツに対して視聴要求をストリーム中継装置11へ送信する。この場合は、ストリーム中継装置11が既にストリーム放送データを受信し、クライアント1へ配信している。したがって、ストリーム中継装置11は、クライアント2の視聴要求を受付け、放送データメモリ114より当該コンテンツデータを読み出し、クライアント2宛てに同一コンテンツを配信する。
【0038】
さらに、クライアント3が同一のコンテンツに対して視聴要求をストリーム中継装置12へ送信した場合には、ストリーム中継装置12は、クライアント3の視聴要求に対するコンテンツ未受信中のため、上流のストリーム中継装置13へ視聴要求を送信する。ここで、ストリーム中継装置13は、既に当該コンテンツを受信しているため、その要求は受付けられ、ストリーム中継装置13から36→12→33→3の経路でクライアント3宛てに同一コンテンツを配信する。
【0039】
また、これら3つのクライアント1〜3への放送が3、2、1の順番に終了する場合の流れについて説明する。クライアント3が視聴終了要求をストリーム中継装置12宛てに送信すると、ストリーム中継装置12は、同一コンテンツに関してクライアント3宛ての中継を中止するとともに、下流の全てのクライアントが視聴を終了したと判断し、ストリーム中継装置13に代表して視聴終了要求を送信する。ストリーム中継装置13は、下流のストリーム中継装置11がまだクライアント1および2に配信中であるため、上流であるストリームサーバ21には、視聴終了要求を送信しない。
【0040】
次に、クライアント1、2が共に視聴終了要求をストリーム中継装置11に送信すると、ストリーム中継装置11は、下流がすべて視聴終了したことを理解し、上流のストリーム中継装置13へ視聴終了要求を代表で送信する。この時点で、ストリーム中継装置13は、下流すべて視聴が終了したことを知り、ストリームサーバ21へ代表で視聴終了要求を送信する。これにより、当該コンテンツの全配信サービスは終了する。
【0041】
以上のように、ストリームサーバ21が配信しているストリーム放送コンテンツは、クライアントの要求に合わせてデータ中継を開始し、クライアントが視聴を終了した部分から中継を中止してゆくため、ネットワーク利用に無駄がない。また、回線31から39上でやりとりされる視聴要求や視聴終了要求等のストリーム制御プロトコルは、どの区間においても同一のRTSPプロトコル手順で、回線の左端はクライアント処理、右端はサーバ処理が実行される。よって、相互接続性、ネットワーク拡張性に優れ、階層的にストリーム中継装置を増設することにより大規模化が図れる。
【0042】
図2は、本発明実施例におけるストリーム配信装置11〜13の構成図である。図2では、ストリームサーバとストリーム中継装置との間、ストリーム中継装置相互間、ストリーム中継装置とクライアントとの間の各区間でのストリームデータ転送はRTP、UDP、IPユニキャストプロトコルにて転送することとする。
【0043】
ここで、下流回線終端部101は、下流のストリーム配信装置かクライアント宛ての回線と接続する部分、受信ドライバ部102は、受信したパケットを下流回線終端部101から取り出しサーバプロトコル処理部104へ転送する処理部である。送信ドライバ部103は、処理済のストリーム制御プロトコルパケットか、ストリームデータを下流回線終端部101へ転送する処理部、サーバプロトコル処理部104は、下流のストリーム配信装置かクライアントから受信した要求信号を解析し、解析結果を要求受付処理部に伝える処理部である。要求受付処理部105は、視聴要求を受けると、放送中管理テーブル113に記載されたコンテンツ毎の受信状態を参照し、既に要求コンテンツを受信している場合は、そのままサーバプロトコル処理部104に受付を許可するとともに、配信テーブル112に要求を受け付けた配信先の情報を更新する。
【0044】
一方、視聴要求に記載されたコンテンツが未受信である場合には、クライアントプロトコル処理部106へ、上流に対して視聴要求を送信するよう指示をする。その結果として、上流から視聴要求の受付信号を受信した時点で、要求受付処理部105は、放送中管理テーブル113を放送中に設定し、配信テーブルに宛先情報を追加して、サーバプロトコル処理部104へ下流に対して受付信号を返信するように指示する。配信テーブル112は、下流へ直接配信するためのアドレス情報を記載したテーブル、放送中管理テーブル113は、上流から受信中のコンテンツを表示するテーブルである。転送制御部107は、上流回線終端部111から受信したデータのうち、振分け部108で選択されたストリームデータパケットを受信し、配信テーブル112に基づいて宛先情報等のパケットヘッダ情報を書き換え、送信する処理部である。
【0045】
振分け部108は、ストリーム制御プロトコルパケットとストリームデータパケットをポート番号により識別して、それぞれクライアントプロトコル処理部106と転送制御部107へ転送する処理部である。送信ドライバ部109は、クライアントプロトコル処理部106により処理済のパケットを上流へ送る機能を持つ。受信ドライバ部110は、上流回線終端部111からデータを受信し、振分け部108へ転送する。各機能ブロック間をつなげた矢線は、データ、制御の流れを示す。
【0046】
図2のストリーム中継装置の基本的なストリーム制御プロトコル処理の流れの中で、下流からの視聴要求を受け付ける部分の処理に関して図3を用いて説明する。
【0047】
矢印の201から206は、下流のクライアントあるいはストリーム中継装置が要求したコンテンツが既に受信中の場合の処理フローを示している。下流から視聴要求が到着すると、201により受信ドライバ部102に伝えられ、202によりサーバプロトコル処理部104へ転送される。サーバプロトコル処理部104は、信号内容を解析し、要求コンテンツ名を取り出して、203によりそのコンテンツが受信中かどうかを要求受付処理部105へ問い合わせる。放送中管理テーブル113参照の結果受信中であることが204によりサーバプロトコル処理部104に伝えられるとともに、配信先のクライアントあるいは下流ストリーム中継装置のアドレス情報を配信テーブル112に設定する。
【0048】
サーバプロトコル処理部104は、視聴要求に対する許可応答を作成し、205にて送信ドライバ部103へ転送し、206により下流へ伝えられる。これにより、受信中のコンテンツに対するストリーム放送を下流に接続することができる。
【0049】
次に、矢印の211から223は、下流のクライアントあるいはストリーム中継装置が要求したコンテンツが未受信である場合の処理フローを示している。211から213は前記201から203と同等のため説明を省略する。要求受付処理部105は、213により受信したコンテンツ情報を放送中管理テーブル113を参照し、未受信であることが分かった場合には、視聴要求を上流に発行するようクライアントプロトコル処理部106へ指示する(214)。この視聴要求は、215、216を経由して上流のストリームサーバあるいはストリーム中継装置へ送信され、最終的には、217、218、219により許可応答が返答される。これを受けて、クライアントプロトコル処理部106は、要求受付処理部105へ許可応答が伝えられる(220)。
【0050】
その結果、要求受付処理部105は、放送中管理テーブル113を受信中に更新し、配信先のクライアントあるいは下流ストリーム中継装置のアドレス情報を配信テーブル112に設定する。それ以降の処理は、204から206の流れと同等のため、説明を省略する。これにより、未受信のコンテンツに対するストリーム放送を下流へ接続することができる。
【0051】
次に、図2にストリーム中継装置の基本的なストリーム制御プロトコル処理の流れの中で、下流からの視聴終了要求を受け付ける部分の処理に関して図4を用いて説明する。なお、この場合は、二つのクライアントへストリーム放送を提供しており、1台ずつ視聴終了要求を送信した場合の例である。また、下流の二台は、ストリーム中継装置であってもよい。
【0052】
矢印301から306は、一番目の視聴終了要求をストリーム配信装置が処理する流れを示す。視聴終了要求は、301、302を経てサーバプロトコル処理部104に到着する。サーバプロトコル処理部104は、303により要求受付処理部105へ、現在下流へ配信中のストリーム本数を問い合わせる。その結果、当該要求処理後の宛先アドレス登録数が1であることを304により返答される。これにより、下流全てが視聴終了していないことを理解し、305、306により視聴終了要求したクライアントに対して受付応答を返す。これにより、一つのクライアントだけが切断される。
【0053】
矢印311から323は、二番目の視聴終了要求をストリーム配信装置が処理する流れを示す。視聴終了要求は、311、312を経て、サーバプロトコル処理部104へ到着する。その後、313により303と同様の問い合わせを行った結果、この視聴終了要求により、下流全てが退去することが314により伝えられる。これにより、サーバプロトコル処理部104は、1番目の処理と同様に受付応答を返答するとともに、配信テーブル112のアドレス情報を削除、放送中管理テーブル113の状態を初期化する。
【0054】
これとは別に、要求受付処理部105は、クライアントプロトコル処理部106に対して316により下流全てが退去したため、上流から得ているストリームデータ受信を終了するために、視聴終了要求を上流に送るように指示する(317)。これを受けて、視聴終了要求は、上流回線へ送信され、それに対する応答が要求受付処理部105に返答される(318〜323)。これにより、全部の下流クライアントの配信が終了されるとともに、上流から得ていたストリーム受信も終了することになる。以上説明したとおり、図3と図4により、必要最小限の伝送リソースを使った配信が実現できる。
【0055】
次に、図2の転送制御部の動作を図5を用いて説明する。図5は、通信プロトコル選択に関する処理の一実施形態を説明する図である。プロトコル選択部401は、配信テーブル112に記載された送信IPプロトコル(510)を引き、IPユニキャスト転送であれば402、IPマルチキャスト転送であれば404に制御を移す処理部、コピー処理部402は、受信したパケットを配信テーブル112を参照しながらコピーする処理部、ユニキャストIPアドレス変換部403は、下流のストリーム中継装置あるいはクライアントの宛先IPアドレスを配信テーブル112から求めて書き換える処理部、ポート番号変換部404は、配信テーブル112から求めたポート番号に付け替える処理部、チェックサム計算部405は、IPヘッダおよびUDPポート番号の書き換えによるチェックサム再計算の処理部である。下位レイヤマッピング部406は、配信テーブルから求めた下位レイヤ転送プロトコルによりIPパケットをカプセル化する処理部である。なお、ここでの矢線は、制御とデータの流れを示しており、401〜406の各処理ブロックには、放送データメモリが格納されているものとする。なお、放送データメモリは、各処理ブロック共通のメモリを用いることもできる。
【0056】
図5を用いて、転送制御部107の処理の流れを説明する。なお、この中で後述する図6を引用する。受信されたストリームデータは、まずプロトコル選択部401において、パケットヘッダを解析し、IPアドレス(SA)(503)、IPアドレス(DA)(504)、Destポート番号505により対応するコンテンツ識別子501を取得する。当該コンテンツ識別子に対応した送信IPプロトコル510により、ユニキャストであれば、コピー処理部402、マルチキャストであれば、ポート番号変換部404へデータを転送する。マルチキャストの場合は、当該コンテンツ識別子に記載された送信パケット書換データ506の登録数分だけ受信パケットをコピーする。次に、ユニキャストIPアドレス変換部403とポート番号変換部404は、配信テーブル112の送信パケット書換データ506を参照し、ヘッダを書き換える。また、マルチキャストの場合は、ポート番号変換部404が、配信テーブルより、送信パケット書換データ506を参照してDestポート番号を求め、受信パケットのDestポート番号505に対応する値に付け替える。
【0057】
それぞれのルートでヘッダ変換されたパケットは、IPヘッダとUDPパケットのチェックサム値が変更されるため、その再計算をチェックサム再計算部405で行う。さらに、下位レイヤマッピング部406は、配信テーブル112で対応する下位レイヤプロトコルをマッピングする。
【0058】
以上の説明によりストリーム中継装置は、中継毎に、指定されたIPマルチキャストまたはユニキャストや下位レイヤプロトコルを選択した配信が可能となる。これにより、接続ネットワークのプロトコルに合わせたストリーム放送サービスを実現することができる。
【0059】
図6に配信テーブル112の構成を示す。本テーブルは、ストリーム中継装置がコンテンツ毎に受信パケットのヘッダパターンから送信パケットへの書き換えパターン、送信IPプロトコルや下位レイヤプロトコルの選択を示している。ここで、コンテンツ識別子501は、ストリーム放送コンテンツを一意に識別する番号である。受信パケット参照データ502は、受信したパケットヘッダのIPアドレス(SA)(503)、IPアドレス(DA)(504)、およびUDPのDestポート番号(505)を持つ。送信パケット書換データ(506)は、受信時と送信時に変換するヘッダ情報が記載されており、IPアドレス(SA)(507)、IPアドレス(DA)(508)、Destポート番号(509)を持つ。以上のデータはRTSP制御プロトコルで最初にストリームセッションを確立した際に書き込まれ、セッションが解放された時点で削除される。
【0060】
次に、送信IPプロトコル(510)は、送信時にユニキャストで転送するか、マルチキャストで転送するかの選択を表示する。また、送信下位レイヤプロトコル(511)は、IPパケットの下位レイヤプロトコルを表示するものである。これらのデータは、図7で示す転送モードテーブルからコンテンツ識別子に対応した送信IPプロトコル(510)、送信下位レイヤプロトコル(511)を求める。
【0061】
ここで、コンテンツ識別子1の場合は、上流マルチキャストアドレス224.1.10.5で受信したストリーム放送データパケットをイーサネットパケットでカプセル化してマルチキャストで転送する場合には、コンテンツ識別子2の場合は、上流からマルチキャストアドレス224.0.20.2で受信したストリーム放送データパケットを下流の三つの宛先である、IPアドレス129.60.111.22、129.60.111.23、129.60.111.24へユニキャストに変換してATMセルにより配信する場合を示している。なお、ここで述べたマルチキャストを受信してユニキャスト変換する機能は既存のストリーム中継装置にはないものである。また、この実施形態では、コンテンツ毎に送信側の転送モードやプロトコルを指定しているが、同様に宛先IPアドレスなどによっても、指定することが可能である。
【0062】
図7は、放送中管理テーブルを示す。これは、コンテンツ識別子毎に放送中(上流から当該ストリーム放送データを受信している)か、否かを表示する。
【0063】
このように、本発明のストリーム中継装置は、同一プロトコルで多段接続が容易である点、さらに、ストリーム中継装置により、ストリームサーバが実行する視聴要求処理を負荷分散する点、中継区間の伝送リソースを効率利用できる点などにより、ストリーム放送ネットワークを柔軟に、しかも、経済的に大規模化できる効果がある。また、中継区間や、ストリーム中継装置とクライアント区間で、転送プロトコルを選択できることにより、利用する網に親和性のあるサービスを提供することができる。特に、マルチキャストを利用できる場合とユニキャストにより配信する場合とを区間毎に選択することで、既存網をそのまま利用できるメリットは大きい。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ストリーム放送サービス提供における大規模化、効率化、既存網との親和性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のストリーム放送配信ネットワークの構成図。
【図2】本発明実施例のストリーム中継装置のブロック構成図。
【図3】下流からの視聴要求を受付ける処理を説明するための図。
【図4】下流からの視聴終了要求を受付ける処理を説明するための図。
【図5】通信プロトコル選択の処理を説明するための図。
【図6】配信テーブルの構成図。
【図7】放送中管理テーブルの構成図。
【符号の説明】
1〜6 クライアント
11〜13 ストリーム中継装置
21 ストリームサーバ
31〜39 回線
101 下流回線終端部
102、110 受信ドライバ部
103、109 送信ドライバ部
104 サーバプロトコル処理部
105 要求受付処理部
106 クライアントプロトコル処理部
107 転送制御部
108 振分け部
111 上流回線終端部
112 配信テーブル
113 放送中管理テーブル
114 放送データメモリ
401 プロトコル選択部
402 コピー処理部
403 ユニキャストIPアドレス変換部
404 ポート番号変換部
405 チェックサム再計算部
406 下位レイヤマッピング部
501 コンテンツ識別子
502 受信パケット参照データ
504、508 IPアドレス(DA)
503、507 IPアドレス(SA)
505、509 Destポート番号
506 送信パケット書換データ
510 送信IPプロトコル
511 送信下位レイヤプロトコル
701 コンテンツ識別子
702 放送中表示
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for distribution of a stream broadcast including video and audio. In particular, the present invention relates to stream distribution that handles large-scale and high-speed broadcast services.
[0002]
[Prior art]
The conventional stream relay device corresponds to a splitter device manufactured by RealNetworks. One or a plurality of these are installed between a stream server and a client, and receive stream broadcast data by unicast, copy this, and distribute it to downstream clients.
[0003]
As a conventional information distribution system, a "control method of an information distribution system and an information distribution system (JP-A-11-68744)" is known. In this case, when there is a multimedia terminal that has already received the desired content, this terminal performs distribution on behalf of the server.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
According to the technology of the conventional stream relay device, first, in the data distribution from the stream server to the stream relay device, data is dripped based on a preset setting regardless of the presence or absence of a request from a downstream client. Occurs.
[0005]
Therefore, there is no efficient transfer mechanism that starts data relay based on a viewing request from downstream and ends data relay in response to a viewing end request. Also, since the stream relay device directly executes the viewing request processing with the stream server without terminating the stream control protocol, the processing load is concentrated on the server. There is no mechanism for reducing the load concentrated on the server by distributing the load of each stream relay device.
[0006]
In addition, different stream control protocols are used between the client and the relay server and between the relay server and the stream server as the stream control protocol used to instruct the start and end of the stream broadcast. Therefore, the efficiency is poor because two types of software modules and configurations are forced. In terms of easiness of interconnection and operation cost, it is advisable to operate using one type of stream control protocol.
[0007]
On the other hand, in the technology of the conventional information distribution system, it is possible for the multimedia terminal to reduce the processing load on the server by performing the distribution in place of the server. If this occurs, the distribution process of the multimedia terminal itself that performs proxy distribution will increase, and the bandwidth of the line between the multimedia terminal and the distribution network will be consumed by the number of distributions, There is a problem that the communication cost of each client increases. In addition, since distribution is performed between multimedia terminals, waste of distribution network resources increases, and a hierarchical stream relay technique is required.
[0008]
Furthermore, the conventional stream relay device and information distribution system are dedicated to transmitting stream broadcast data, and do not have a function of selecting unicast or multicast according to a profile depending on content to be broadcasted, a destination client, and the like. In broadcast services, multicast is suitable in terms of transfer efficiency, but network devices adapted to protocols such as IP multicast are not sufficiently spread. Therefore, it is necessary to use the unicast and the multicast in the right place at the right place. However, in the conventional stream relay device, it is impossible to use the unicast and the multicast properly, and only the distribution using the unicast or the multicast can be performed. The function of automatically selecting the content and the attribute of the client is necessary to enhance the serviceability.
[0009]
In addition, there is no function of selecting a transfer protocol such as Ethernet, Gigabit Ethernet, or ATM when transferring stream data. Therefore, it is difficult to differentiate the quality of stream broadcasting.
[0010]
The present invention has been made in such a background, the load distribution of stream broadcast data reception processing, streamlining of the amount of relay traffic, stream control protocol unification, transfer protocol selection function, etc., The aim is to increase the scale and efficiency of stream broadcasting service provision and improve compatibility with existing networks.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, both the client and the stream server are provided with control protocol processing functions so that the stream relay device can be seen as a client upstream and a server downstream. At this time, in any section between the client and the stream relay device, between the stream relay devices, and between the stream relay device and the stream server, a stream control protocol procedure in which the client and the stream server directly exchange is performed. It is desirable to use. As a result, protocol control can be simplified.
[0012]
Also, in order to realize a function of receiving and copying one stream of broadcast data from an upstream stream server or a stream relay device, a broadcast data memory for temporarily storing the received stream data, It has a table that indicates whether it is medium or not.
[0013]
The stream relay device processes the viewing request from the client from the viewpoint of the server, and when the device receives the stream broadcast data, reads the data from the broadcast data memory and broadcasts the data to the client. However, when the stream broadcast viewing request is the first, the stream relay device requests the upstream stream relay device or stream server on behalf of the client, and finally receives the stream broadcast data. To downstream clients.
[0014]
In addition, the communication protocol must be specified by the profile such as the destination client address and the stream broadcast content, and the broadcast data should be distributed by unicast or multicast according to the profile, or a plurality of transfer protocols should be selected and distributed. Can be. This selection is performed for each stream relay device.
[0015]
By configuring a network in which a plurality of stream relay devices of the present invention are dispersedly arranged, it is possible to achieve load distribution in stream data reception processing and more efficient relay traffic volume.
[0016]
As described above, in the present invention, first, the stream relay apparatus uses the same stream control protocol for both the upstream and the downstream, and has a role of a server on the downstream side and a role of a client on the upstream side. It is easy. In addition, since the relay data is transferred according to a request from the downstream, the transmission efficiency is high. Furthermore, by associating a communication protocol with a destination client or content, it is possible to realize broadcast distribution with high affinity for connected network devices. In particular, since unicast or multicast is selected for each stream relay device, the most suitable broadcast distribution can be realized in the entire network.
[0017]
That is, a first aspect of the present invention is a stream relay device that receives a stream broadcast packet transmitted by a stream server and broadcasts the packet to a client.
[0018]
Here, the features of the present invention include processing means for a protocol exchanged between itself and a client, processing means for a protocol exchanged between itself and a stream server, and broadcast processing for storing stream broadcast data. A data memory, a broadcast management table for displaying broadcasts for each stream broadcast, a means for receiving a viewing request from a client, and the broadcast data memory when the requested stream broadcast is being broadcast based on the display of the broadcast management table. Means for reading data from and starting broadcasting toward the client that transmitted the viewing request, and when the broadcast of the requested stream is not being broadcast based on the display of the broadcast management table, the viewing request is transmitted to the upstream stream relay device or The request stream is sent from the upstream to the stream server. Is in place and means for initiating a broadcast to the client that transmitted the viewing request receives broadcast data later stored in the broadcast data memory.
[0019]
It is desirable to have a means for transmitting a viewing end request to the upstream stream server or stream relay device when the viewing of all the clients or stream relay devices receiving the same stream broadcast content downstream is completed. This allows the upstream stream server or stream relay device to avoid wasting stream broadcasts that are wasted.
[0020]
It is desirable to use the same stream control protocol procedure between the client and the stream relay device, between the stream relay devices, and between the stream relay device and the stream server. As a result, protocol control can be simplified.
[0021]
Means for associating a communication protocol for transmitting stream broadcast data downstream with the stream broadcast content name or the distribution destination client address, and selecting and transmitting a communication protocol according to the association with the received stream broadcast data It is desirable to provide. This makes it possible to flexibly cope with different communication protocols. At this time, the options of the communication protocol may include an IP unicast protocol and an IP multicast protocol. Further, it is desirable to have means for selecting a lower layer protocol for transferring IP unicast or IP multicast. Further, it is desirable to have a means for converting and transmitting the distribution destination address according to the selected communication protocol.
[0022]
A second aspect of the present invention is that the upstream is directly or indirectly connected to one or more stream relay devices and / or one or more stream servers of the present invention, and the downstream is one in the direction in which stream broadcast data is transferred. A stream broadcast distribution network characterized by forming a hierarchical structure directly or indirectly connected to the stream relay device and / or one or more clients of the present invention. By forming such a stream broadcast distribution network, it is possible to distribute the load of the stream broadcast data reception process and increase the efficiency of the relay traffic.
[0023]
According to a third aspect of the present invention, a computer device having predetermined hardware and predetermined basic software installed on the hardware is further installed on the computer device so that the computer device becomes a stream relay device of the present invention. It is a recording medium on which software for a corresponding device is recorded.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A configuration of a stream relay device and a stream broadcast distribution network according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a stream broadcast distribution network according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the stream relay device of the present invention. Here, the description will focus on the stream relay device 11.
[0025]
As shown in FIG. 1, the present invention is a stream relay device 11 that receives a stream broadcast packet transmitted by a stream server 21 and broadcasts the packet to the clients 1 and 2.
[0026]
Here, the features of the present invention are, as shown in FIG. 2, a server protocol processing unit 104 as processing means for a protocol exchanged between the client and the clients 1 and 2; A client protocol processing unit 106 as a processing means of a protocol exchanged between the two; a broadcast data memory 114 for storing stream broadcast data; a broadcast management table 113 for displaying a broadcast for each stream broadcast; And a client 1 and 2 that have read the data from the broadcast data memory 114 and transmitted the viewing request when the request stream broadcast is being broadcast based on the display of the broadcast management table 113. Broadcast to the broadcast management table 11 When the broadcast of the request stream is not being broadcast based on the display of the above, the viewing request is transmitted to the upstream stream relay device 13 or the stream server 21, the request stream broadcast data is received from the upstream, and stored in the broadcast data memory 114, and A transfer control unit 107 is provided as a means for starting broadcasting to the clients 1 and 2 that transmitted the viewing request.
[0027]
In addition, the transfer control unit 107 transmits a viewing end request to the upstream stream relay device 13 when the viewing of all the clients 1 and 2 receiving the same stream broadcast content at the downstream ends. At this time, the transfer control unit 107 of the stream relay device 13 transmits a viewing end request from the stream relay device 12 and the clients 5 and 6 to the stream broadcast content distributed to the stream relay device 12 and the clients 5 and 6. If so, a viewing end request is transmitted to the stream server 21.
[0028]
The same stream control protocol procedure is used between the clients 1 to 6 and the stream relay devices 11 to 13, between the stream relay devices 11 to 13, and between the stream relay devices 11 to 13 and the stream server 21.
[0029]
Further, the transfer control unit 107 associates a communication protocol for transmitting the stream broadcast data downstream with the stream broadcast content name or the distribution destination client address, and communicates the received stream broadcast data according to the association. Select a protocol and send. At this time, the options of the communication protocol include the IP unicast protocol and the IP multicast protocol. Further, a lower layer protocol for transferring IP unicast or IP multicast is selected. Further, the transmission destination address is converted according to the selected communication protocol and transmitted.
[0030]
In the stream broadcast distribution network of the present invention, for example, focusing on the stream relay device 13 in FIG. 1, the upstream is directly connected to the stream server 21 and the downstream is the stream relay device 11 in the direction in which the stream broadcast data is transferred. And 12 and the clients 1 to 6 are directly or indirectly connected to form a hierarchical structure.
[0031]
The stream relay device 11 of the present invention is further installed on a computer device having predetermined hardware and predetermined basic software installed on the hardware, thereby connecting the computer device to the stream relay device 11 of the present invention. It can be realized by installing the software in a computer device using a recording medium on which software is recorded as a device corresponding to.
[0032]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail.
[0033]
FIG. 1 shows a connection configuration of clients 1 to 6, stream relay devices 11 to 13, and a stream server 21 in the embodiment of the present invention. These are connected by lines 31 to 39, and the lines may be directly connected or may include a network device such as a switch or a router.
[0034]
Further, as a stream control protocol, a Real Time Streaming Protocol (RTSP) protocol specified by RFC (Request for Comments) 2326 of the Internet Engineering Task Force (IETF) is assumed, and a viewing / listening request and a viewing / listening end are assumed. Perform the request or their response procedure. The RTSP packet is assumed to be transferred as a lower layer by a TCP (Transmission Control Protocol) protocol or an IP (Internet Protocol) unicast protocol. Further, the RTSP relays the stream broadcast data in the order of the stream server 21, the stream relay apparatuses 11, 12, 13, and the clients 1, 2, 3, 4, 5, and 6, and this data is defined by IETF RFC1889. It is transferred by RTP (Real-time Transport Protocol) protocol, and UDP (User Datagram Protocol) and IP unicast protocol are used as lower-layer protocols.
[0035]
Regarding the connection configuration, the stream relay device 11 is directly connected to the clients 1 and 2 downstream and the stream relay device 13 upstream, and the stream relay device 13 is connected to the clients 5 and 6 and the stream relay devices 11 and 12 downstream. The stream server 21 is directly connected upstream. Among these, the stream relay device 13 is connected to the downstream clients 1, 2, 3, 4, 5, and 6 and the stream relay devices 11 and 12, and responds to a viewing request from those downstream devices. A viewing request is executed on behalf of the stream server 21 and relayed while receiving stream broadcast data.
[0036]
In FIG. 1, an embodiment will be described in which a viewing reception request is transmitted in the order of clients 1, 2, and 3. First, the client 1 transmits a viewing request to the stream relay device 11 to view the stream broadcast of the server 21. Since the stream relay device 11 has not yet received the broadcast data of the requested content, the stream relay device 11 transmits a viewing request to the upstream stream relay device 13. Since the stream relay device 13 has not yet received the broadcast data of the requested content, it also transmits a viewing request to the stream server 21. The stream server 21 receives the request and distributes the stream broadcast data to the client 1 via 39 → 13 → 35 → 11 → 31.
[0037]
Next, the client 2 transmits a viewing request to the stream relay device 11 for the same content. In this case, the stream relay device 11 has already received the stream broadcast data and has delivered it to the client 1. Therefore, the stream relay device 11 receives the viewing request from the client 2, reads the content data from the broadcast data memory 114, and distributes the same content to the client 2.
[0038]
Further, when the client 3 transmits a viewing request for the same content to the stream relay device 12, the stream relay device 12 is not receiving the content in response to the viewing request of the client 3. Send a viewing request to. Here, since the stream relay apparatus 13 has already received the content, the request is accepted, and the same content is delivered from the stream relay apparatus 13 to the client 3 through the route of 36 → 12 → 33 → 3.
[0039]
Also, a flow in the case where the broadcast to these three clients 1 to 3 ends in the order of 3, 2, 1 will be described. When the client 3 sends a viewing end request to the stream relay device 12, the stream relay device 12 stops relaying the same content to the client 3 and determines that all the downstream clients have ended the viewing. The viewing end request is transmitted on behalf of the relay device 13. The stream relay device 13 does not transmit a viewing end request to the upstream stream server 21 because the downstream stream relay device 11 is still delivering to the clients 1 and 2.
[0040]
Next, when both the clients 1 and 2 transmit a viewing end request to the stream relay device 11, the stream relay device 11 understands that the downstream has been completely viewed, and sends a representative request to the upstream stream relay device 13 for the viewing end request. To send. At this point, the stream relay device 13 knows that the downstream viewing has been completed, and transmits a viewing end request to the stream server 21 as a representative. Thereby, the entire distribution service of the content is ended.
[0041]
As described above, the stream broadcast content distributed by the stream server 21 starts data relay in response to a request from the client, and stops relaying from the part where the client has finished viewing, so that use of the network is wasted. There is no. The stream control protocol such as a viewing request or a viewing end request exchanged on the lines 31 to 39 is the same RTSP protocol procedure in any section, and the left end of the line performs client processing and the right end performs server processing. . Therefore, the interconnectivity and network expandability are excellent, and the scale can be increased by hierarchically increasing the number of stream relay devices.
[0042]
FIG. 2 is a configuration diagram of the stream distribution devices 11 to 13 in the embodiment of the present invention. In FIG. 2, stream data transfer in each section between the stream server and the stream relay device, between the stream relay devices, and between the stream relay device and the client must be performed using the RTP, UDP, and IP unicast protocols. And
[0043]
Here, the downstream line terminating unit 101 connects to a downstream stream distribution device or a line addressed to the client, and the receiving driver unit 102 extracts the received packet from the downstream line terminating unit 101 and transfers it to the server protocol processing unit 104. It is a processing unit. The transmission driver unit 103 is a processing unit that transfers a processed stream control protocol packet or stream data to the downstream line termination unit 101, and the server protocol processing unit 104 analyzes a request signal received from a downstream stream distribution device or a client. The processing unit transmits the analysis result to the request reception processing unit. Upon receiving the viewing request, the request reception processing unit 105 refers to the reception state of each content described in the broadcast management table 113, and if the requested content has already been received, the request reception processing unit 105 directly receives the request content in the server protocol processing unit 104. Is updated, and information of the distribution destination that has received the request is updated in the distribution table 112.
[0044]
On the other hand, if the content described in the viewing request has not been received, the client protocol processing unit 106 is instructed to transmit the viewing request to the upstream. As a result, upon receiving the reception request signal of the viewing request from the upstream, the request reception processing unit 105 sets the broadcast management table 113 to “on the air”, adds the destination information to the distribution table, and sets the server protocol processing unit. It instructs the downstream to send an acceptance signal to the downstream. The distribution table 112 is a table in which address information for direct distribution to downstream is described, and the broadcast management table 113 is a table for displaying contents being received from upstream. The transfer control unit 107 receives the stream data packet selected by the distribution unit 108 from the data received from the upstream line termination unit 111, rewrites packet header information such as destination information based on the distribution table 112, and transmits the packet data. It is a processing unit.
[0045]
The distribution unit 108 is a processing unit that identifies a stream control protocol packet and a stream data packet by a port number and transfers the packets to the client protocol processing unit 106 and the transfer control unit 107, respectively. The transmission driver unit 109 has a function of transmitting a packet processed by the client protocol processing unit 106 upstream. The reception driver unit 110 receives the data from the upstream line termination unit 111 and transfers the data to the distribution unit 108. Arrows connecting the functional blocks indicate the flow of data and control.
[0046]
In the flow of the basic stream control protocol process of the stream relay device of FIG. 2, the process of a portion that receives a viewing request from downstream will be described with reference to FIG.
[0047]
Arrows 201 to 206 show the processing flow when the content requested by the downstream client or the stream relay device is already being received. When a viewing request arrives from the downstream, the request is transmitted to the receiving driver unit 102 by 201 and transferred to the server protocol processing unit 104 by 202. The server protocol processing unit 104 analyzes the signal content, extracts the requested content name, and inquires of the request reception processing unit 105 via 203 whether the content is being received. As a result of referring to the broadcast management table 113, the server protocol processing unit 104 is notified that the reception is being performed by 204, and the address information of the distribution destination client or the downstream stream relay device is set in the distribution table 112.
[0048]
The server protocol processing unit 104 creates a permission response to the viewing request, transfers it at 205 to the transmission driver unit 103, and transmits it to the downstream by 206. Thereby, the stream broadcast for the content being received can be connected downstream.
[0049]
Next, arrows 211 to 223 indicated by arrows indicate a processing flow when the content requested by the downstream client or the stream relay device has not been received. Steps 211 to 213 are the same as steps 201 to 203, and a description thereof will be omitted. The request reception processing unit 105 refers to the broadcast management table 113 for the content information received by 213, and when it is found that the content information has not been received, instructs the client protocol processing unit 106 to issue a viewing request upstream. (214). This viewing request is transmitted to an upstream stream server or a stream relay device via 215 and 216, and finally, an authorization response is returned by 217, 218 and 219. In response, the client protocol processing unit 106 transmits a permission response to the request reception processing unit 105 (220).
[0050]
As a result, the request reception processing unit 105 updates the broadcast management table 113 during reception, and sets the address information of the distribution destination client or the downstream stream relay apparatus in the distribution table 112. Subsequent processing is the same as the flow from 204 to 206, and thus the description is omitted. As a result, stream broadcasting for unreceived content can be connected downstream.
[0051]
Next, in FIG. 2, the processing of the part for receiving the viewing / listening end request from the downstream in the flow of the basic stream control protocol processing of the stream relay device will be described with reference to FIG. In this case, the stream broadcast is provided to two clients, and the viewing end request is transmitted one by one. Further, the two downstream units may be stream relay devices.
[0052]
Arrows 301 to 306 indicate the flow in which the stream distribution device processes the first viewing / listening end request. The viewing end request arrives at the server protocol processing unit 104 via 301 and 302. The server protocol processing unit 104 inquires the request reception processing unit 105 of the number of streams currently being distributed to the downstream through 303. As a result, a reply 304 indicates that the destination address registration number after the request processing is one. As a result, it is understood that the viewing and listening has not been completed for all of the downstreams, and an acceptance response is returned to the client that has requested viewing and finishing through 305 and 306. As a result, only one client is disconnected.
[0053]
Arrows 311 to 323 indicate a flow in which the stream distribution device processes the second viewing end request. The viewing end request arrives at the server protocol processing unit 104 via 311 and 312. After that, the same inquiry as in 303 is made in 313, and as a result of this viewing / listening end request, 314 is informed that all downstream will leave. As a result, the server protocol processing unit 104 returns an acceptance response as in the first process, deletes the address information of the distribution table 112, and initializes the state of the broadcast management table 113.
[0054]
Separately from this, the request reception processing unit 105 sends a viewing end request to the client protocol processing unit 106 upstream in order to end reception of stream data obtained from the upstream, since all downstreams have been departed by 316 to the client protocol processing unit 106. (317). In response, the viewing end request is transmitted to the upstream line, and a response to the request is returned to the request reception processing unit 105 (318 to 323). As a result, the distribution of all downstream clients ends, and the stream reception obtained from the upstream ends. As described above, the distribution using the minimum necessary transmission resources can be realized with reference to FIGS.
[0055]
Next, the operation of the transfer control unit in FIG. 2 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of a process related to communication protocol selection. The protocol selection unit 401 subtracts the transmission IP protocol (510) described in the distribution table 112 and shifts the control to 402 for IP unicast transfer and 404 for IP multicast transfer, and the copy processing unit 402 A processing unit for copying a received packet with reference to the distribution table 112; a unicast IP address conversion unit 403; a processing unit for obtaining and rewriting a destination IP address of a downstream stream relay device or a client from the distribution table 112; The conversion unit 404 is a processing unit that replaces the port number obtained from the distribution table 112, and the checksum calculation unit 405 is a processing unit for recalculating the checksum by rewriting the IP header and the UDP port number. The lower layer mapping unit 406 is a processing unit that encapsulates the IP packet using the lower layer transfer protocol obtained from the distribution table. Here, arrows indicate the flow of control and data, and it is assumed that the broadcast data memory is stored in each of the processing blocks 401 to 406. Note that a memory common to each processing block can be used as the broadcast data memory.
[0056]
The flow of the process of the transfer control unit 107 will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 6 mentioned later is quoted in this. The received stream data first analyzes the packet header in the protocol selection unit 401 and obtains the corresponding content identifier 501 from the IP address (SA) (503), the IP address (DA) (504), and the Dest port number 505. I do. According to the transmission IP protocol 510 corresponding to the content identifier, the data is transferred to the copy processing unit 402 for unicast and to the port number conversion unit 404 for multicast. In the case of multicast, received packets are copied by the number of registrations of the transmission packet rewrite data 506 described in the content identifier. Next, the unicast IP address conversion unit 403 and the port number conversion unit 404 rewrite the header with reference to the transmission packet rewrite data 506 of the distribution table 112. In the case of multicast, the port number conversion unit 404 obtains the Dest port number from the distribution table by referring to the transmission packet rewrite data 506, and replaces it with a value corresponding to the Dest port number 505 of the received packet.
[0057]
Since the checksum value of the IP header and the UDP packet of the packet whose header has been converted in each route is changed, the checksum recalculation unit 405 performs the recalculation. Further, lower layer mapping section 406 maps the corresponding lower layer protocol in distribution table 112.
[0058]
According to the above description, the stream relay apparatus can perform distribution by selecting a specified IP multicast or unicast or a lower layer protocol for each relay. This makes it possible to realize a stream broadcasting service that matches the protocol of the connection network.
[0059]
FIG. 6 shows the configuration of the distribution table 112. This table shows the stream relay apparatus, for each content, the rewrite pattern from the header pattern of the received packet to the transmitted packet, and the selection of the transmission IP protocol and the lower layer protocol. Here, the content identifier 501 is a number that uniquely identifies a stream broadcast content. The received packet reference data 502 has an IP address (SA) (503), an IP address (DA) (504), and a UDP Dest port number (505) of the received packet header. The transmission packet rewrite data (506) describes header information to be converted at the time of reception and at the time of transmission, and has an IP address (SA) (507), an IP address (DA) (508), and a Dest port number (509). . The above data is written when a stream session is first established by the RTSP control protocol, and is deleted when the session is released.
[0060]
Next, the transmission IP protocol (510) displays a selection of whether to transfer by unicast or multicast when transmitting. The transmission lower layer protocol (511) indicates a lower layer protocol of the IP packet. From these data, a transmission IP protocol (510) and a transmission lower layer protocol (511) corresponding to the content identifier are obtained from the transfer mode table shown in FIG.
[0061]
Here, in the case of the content identifier 1, when the stream broadcast data packet received at the upstream multicast address 224.1.10.5 is encapsulated in the Ethernet packet and transferred by multicast, in the case of the content identifier 2, the upstream Of the stream broadcast data packet received at the multicast address 224.0.0.20.2 from the three downstream destinations, the IP addresses 129.60.111.22, 129.60.111.23, 129.60.1111. 24 shows a case where the data is converted to unicast and distributed by ATM cells. It should be noted that the function of receiving the multicast described above and performing unicast conversion is not provided in the existing stream relay device. Further, in this embodiment, the transfer mode and the protocol on the transmission side are designated for each content.
[0062]
FIG. 7 shows a broadcast management table. This indicates whether or not the content is being broadcast (the stream broadcast data is received from the upstream) for each content identifier.
[0063]
As described above, the stream relay device of the present invention is advantageous in that multi-stage connection is easy with the same protocol, that the stream relay device distributes the load of the viewing request processing executed by the stream server, and that the transmission resources of the relay section are reduced. There is an effect that the stream broadcasting network can be flexibly and economically increased in scale because it can be used efficiently. In addition, since a transfer protocol can be selected in a relay section or between a stream relay apparatus and a client section, it is possible to provide a service compatible with a network to be used. In particular, there is a great merit that the existing network can be used as it is by selecting, for each section, a case where multicast can be used and a case where distribution is performed by unicast.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to increase the scale and efficiency of providing a stream broadcasting service and improve the affinity with an existing network.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a stream broadcast distribution network according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a stream relay device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a process of receiving a viewing request from downstream.
FIG. 4 is a view for explaining a process of receiving a viewing / listening end request from downstream.
FIG. 5 is a diagram illustrating a communication protocol selection process.
FIG. 6 is a configuration diagram of a distribution table.
FIG. 7 is a configuration diagram of a broadcast management table.
[Explanation of symbols]
1-6 clients
11-13 stream relay device
21 Stream Server
31-39 lines
101 Downstream line termination
102, 110 reception driver unit
103, 109 Transmission driver section
104 server protocol processing unit
105 Request reception processing unit
106 client protocol processing unit
107 Transfer control unit
108 Sorting unit
111 Upstream line termination
112 distribution table
113 Broadcast Management Table
114 Broadcast data memory
401 Protocol Selector
402 Copy processing unit
403 Unicast IP address converter
404 Port number converter
405 Checksum recalculation unit
406 Lower layer mapping unit
501 Content identifier
502 Received packet reference data
504, 508 IP address (DA)
503, 507 IP address (SA)
505, 509 Dest port number
506 Transmission packet rewrite data
510 Transmission IP protocol
511 Transmission lower layer protocol
701 Content identifier
702 Broadcast display

Claims (7)

ストリームサーバの送信するストリーム放送のパケットを受信して当該パケットをクライアントへ放送配信するストリーム中継装置において、
自己とクライアントとの間でやりとりするプロトコルの処理手段と、
自己とストリームサーバとの間でやりとりするプロトコルの処理手段と、
ストリーム放送データを蓄積する放送データメモリと、
ストリーム放送毎に放送中を表示する放送中管理テーブルと、
クライアントから視聴要求を受付ける手段と、
前記放送中管理テーブルの表示に基づき当該要求ストリーム放送が放送中のときには前記放送データメモリからデータを読出して前記視聴要求を送信したクライアントに向け放送を開始する手段と、
前記放送中管理テーブルの表示に基づき当該要求ストリーム放送が放送中でないときには前記視聴要求を上流のストリーム中継装置あるいはストリームサーバに送信し上流から当該要求ストリーム放送データを受信して前記放送データメモリに蓄積後に当該視聴要求を送信したクライアントに向け放送を開始する手段と、
ストリーム放送データを下流に送信するための通信プロトコルとしてIPユニキャストプロトコルまたはIPマルチキャストプロトコルを当該ストリーム放送コンテンツ名あるいは配信先クライアントアドレスに対応付けしておき、受信したストリーム放送データを当該対応付けにしたがう通信プロトコルを選択し選択された通信プロトコルにより送信する手段と
を備えたことを特徴とするストリーム中継装置。
In a stream relay device that receives a stream broadcast packet transmitted by a stream server and broadcasts the packet to a client,
Processing means for the protocol exchanged between itself and the client;
Processing means of a protocol exchanged between itself and the stream server;
A broadcast data memory for storing stream broadcast data,
A broadcast management table for displaying a broadcast for each stream broadcast,
Means for receiving a viewing request from a client;
Means for reading data from the broadcast data memory and starting broadcasting toward the client that transmitted the viewing request when the request stream broadcast is being broadcast based on the display of the broadcast management table;
When the request stream broadcast is not being broadcast based on the display of the broadcast management table, the viewing request is transmitted to an upstream stream relay device or a stream server, and the request stream broadcast data is received from the upstream and stored in the broadcast data memory. Means for starting broadcasting to the client that has transmitted the viewing request later;
An IP unicast protocol or an IP multicast protocol is associated with the stream broadcast content name or the distribution destination client address as a communication protocol for transmitting the stream broadcast data downstream, and the received stream broadcast data follows the association. Means for selecting a communication protocol and transmitting the data according to the selected communication protocol .
下流で同一ストリーム放送コンテンツを受信しているクライアントあるいはストリーム中継装置の視聴が全て終了したときには上流のストリームサーバあるいはストリーム中継装置に視聴終了要求を送信する手段を備えた請求項1記載のストリーム中継装置。2. The stream relay device according to claim 1, further comprising means for transmitting a viewing end request to an upstream stream server or a stream relay device when the viewing of all clients or stream relay devices receiving the same stream broadcast content at the downstream end. . クライアントとストリーム中継装置との間およびストリーム中継装置相互間およびストリーム中継装置とストリームサーバとの間に同一ストリーム制御プロトコル手順を用いる請求項1または2記載のストリーム中継装置。3. The stream relay device according to claim 1, wherein the same stream control protocol procedure is used between the client and the stream relay device, between the stream relay devices, and between the stream relay device and the stream server. IPユニキャストまたはIPマルチキャストを転送する下位レイヤプロトコルを選択する手段を備えた請求項1記載のストリーム中継装置。 2. The stream relay device according to claim 1, further comprising means for selecting a lower layer protocol for transferring IP unicast or IP multicast . 選択した通信プロトコルに応じて配信先アドレスを変換して送信する手段を備えた請求項1記載のストリーム中継装置。 2. The stream relay device according to claim 1, further comprising means for converting a delivery destination address according to the selected communication protocol and transmitting the converted address . ストリーム放送データを転送する方向に対して上流は1以上の請求項1ないし5のいずれかに記載のストリーム中継装置およびまたは1以上のストリームサーバに直接または間接的に接続されるとともに下流は1以上の請求項1ないし5のいずれかに記載のストリーム中継装置およびまたは1以上のクライアントに直接または間接的に接続された階層構造を形成することを特徴とするストリーム放送配信ネットワーク An upstream is connected directly or indirectly to one or more stream relay apparatuses and / or one or more stream servers according to any one of claims 1 to 5 with respect to a direction in which the stream broadcast data is transferred, and one or more is connected downstream. A stream broadcast distribution network, which forms a hierarchical structure connected directly or indirectly to the stream relay device according to any one of claims 1 to 5 and / or one or more clients . 所定のハードウェアと、このハードウェアにインストールされた所定の基本ソフトウェアとを備えたコンピュータ装置に、さらにインストールすることによりそのコンピュータ装置を請求項1ないし5のいずれかに記載のストリーム中継装置に相応する装置とするソフトウェアが記録された記録媒体 The computer device having predetermined hardware and predetermined basic software installed in the hardware is further installed on the computer device so that the computer device corresponds to the stream relay device according to any one of claims 1 to 5. A recording medium on which software to be used as a device for recording is recorded .
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