JP3878373B2 - 動的情報バス生成方法及びサブネット管理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネットなどの情報通信ネットワークにおいて、ネットワークに接続された複数の情報端末間や、その上で動作する計算機プロセス間に共通の通信手段を提供する論理的な情報バスを、ユーザからの要求に応じて動的に構築する動的情報バス生成方法及びサブネット管理装置に関する。
【０００２】
近年の情報システムや情報サービスの高度化に伴い、「同じ情報を同時に複数の端末へ配送」（１対Ｎ、Ｎ対Ｎの通信形態）というニーズを持つ通信アプリ（アプリケーションプログラム）が増えてきている。これらのアプリの例として、例えば、音声・動画利用のディスクトップコンファレンス、セミナーや講演の中継、プログラムファイルの一斉配付などがある。
【０００３】
従来の通信形態である、ユニキャスト（１対１の通信）でこのようなサービスを実現しようとすると、１対１のユニキャスト通信をＮ回繰り返して個別にデータを送ることになるため、送信端末の負荷が重くなったり、ネットワークで伝送されるデータ量が増大して他の通信を圧迫したりすることになる。
【０００４】
従って、このような通信形態を効率的にサポートするためには、ネットワーク側で複数の受信端末へデータを効率的に配送するマルチキャストを実現させる必要がある。マルチキャストでは、ネットワーク中の適切なノードがデータをコピーして適切なリンクへ送出することで、効率的なデータの配送を実現する。
【０００５】
【従来の技術】
図１１は従来例の説明図である。以下、従来例を説明する。従来のマルチキャストをインターネットのネットワークレベルで行うＩＰ（Internet Protocol ）マルチキャストを実現させるためには、ホストとルータがＩＰマルチキャストに対応していることが必要である。
【０００６】
現在のところ一般に、ホスト系（Windows 95/98/NT、 Macintosh 、 UNIX、 などの端末）は既にマルチキャストに対応しているのに対し、ルータのマルチキャスト対応は遅々としており、ネットワークレベルで広く使われているものではない。
【０００７】
インターネットプロトコルの標準機関であるＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force ）では、マルチキャストルーティングプロトコルとして、ＤＶＭＲＰ（Distance Vector Multicast Routing Protocol）や、ＰＩＭ（Protocol Independent Multicast）などが議論されているが、決定的に優位に立っているものはない。
【０００８】
そこで、同一サブネット内（ルータを超えない範囲）のマルチキャストは直ぐに実現できるのに対し、サブネットを跨がるマルチキャストは、ＭＢＯＮＥ（Multicast Backbone）と呼ばれる仮想マルチキャスト実験網で行われているようなトンネリングを用いて実現するのが現実的な解となっている。
【０００９】
すなわち、ＭＢＯＮＥでは、マルチキャストに対応したサブネットのマルチキャストパケットを、ソフト的なルータにおける「mrouted 」と呼ぶトンネリングプロセスでユニキャストにカプセル化して、マルチキャストに対応していないネットワークの間を通す。これを図１１に示す。
【００１０】
図１１に示したＭＢＯＮＥの例では、例えば、遠隔地にある複数のＬＡＮ（サブネット）に接続された端末装置間で、ＷＡＮ等のネットワークを介して通信を行う。この場合、例えば、第１のＬＡＮに、サーバ、クライアントを接続すると共に、「mrouted 」と呼ぶトンネリングプロセスを有するワークステーション等を接続する。
【００１１】
また、第２、第３等のＬＡＮには、多数のクライアントを接続すると共に、「mrouted 」と呼ぶトンネリングプロセスを有するワークステーション等を接続する。そして、前記第１、第２、第３等のＬＡＮをＷＡＮ等のネットワークに接続する。このような構成のＭＢＯＮＥにおいて、前記ワークステーション上の「mrouted 」と呼ぶトンネリングプロセスを用いてトンネリング構築を行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来のものにおいては、次のような課題があった。
【００１３】
前記図１１に示した従来例でのマルチキャスト・トンネリングは、予め接続ポイントを決めてユーザや管理者が静的に構築するものであり、運用中に接続ポイントを変更することができないなど、設定に柔軟性がない。従って、例えば、メンバの変更に応じてトンネリングを張り直したりはできないため、予め、マルチキャスト・トンネリングを設定した全ての人に情報が届いてしまう。
【００１４】
受信者側からＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）によってパケットの配送を制御することはできるが、誰かが故意にでもグループへの参加をＩＧＭＰで通知していれば、そのサブネットに対してパケットは配送される。
【００１５】
唯一到達範囲を限定できるのは、経由するルータのホップ数によってのみである。そのため、意図しない人に情報が配送されて情報の漏洩が起きたり、また他の通信へのトラフィック的な圧迫を起こしたりするといった問題を生じていた。或いはまた、予めマルチキャスト・トンネリングが設定されていない人、又はサブネットに対しては、マルチキャストで情報を届けることはできない、という問題があった。
【００１６】
本発明はこのような従来の課題を解決し、次のことを目的とする。
【００１７】
▲１▼：マルチキャスト・トンネリングをユーザからの要求に応じて動的に構築することで、複数の情報端末間や計算機プロセス間のマルチキャスト指定による情報通信バス（通信セッション）を必要な期間のみ構築し、必要が無くなったらセッションを開放することで、論理的なマルチキャスト網を動的に構築して、計算機資源やネットワーク資源の効率的な利用を図り、不必要なトラフィックの流出やセキュリティ遺漏を防止することを目的とする。
【００１８】
▲２▼：中継サーバ／会議ブリッジ／マルチキャスト対応ネットワークなどの配送機器の間を、上位レイヤに位置する外部の管理プロセスからユニキャスト／マルチキャストを指定して経路を設定して、データの配送経路を動的に構築することで、計算機資源やネットワーク資源の効率的な利用を図り、不必要なトラフィックの流出やセキュリティ遺漏を防止することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理説明図である。本発明は前記の目的を達成するため、次のように構成した。
【００２０】
(1) ：ネットワーク上に論理的な情報バスであるフィールドの生成、消滅、管理を行うフィールド管理プロセスを置き、各端末にフィールド管理プロセスへの窓口となるフィールドクライアントプロセスを置き、各サブネットにマルチキャスト・トンネリングを制御するサブネット管理プロセスを置き、ネットワーク上の複数端末間の通信手段としての情報バス生成要求をフィールド管理プロセスがユーザから受けると、フィールド管理プロセスがサブネット間の接続ポイントを決定し、該決定したサブネット間の接続ポイントに応じたサブネット管理プロセスへマルチキャスト・トンネリング設定の指示を出して設定することで、各端末がマルチキャストアドレスを指定してデータを送出し、グループ間通信をサポートする情報バスを動的に生成すると共に、前記フィールド管理プロセスにおけるトンネリング構築アルゴリズムとして、距離が最小の２ノードを取り出してトンネリングを設定し、トンネリングを設定した２ノードのそれぞれから、残ったノードへの距離が最小となるものを取り出してトンネリングを設定し、同様な手順をトンネリングを既に設定したノードと残ったノードに対して、全てのノードへトンネリングが設定されるまで繰り返すことで、最終的に全ノードをマルチキャスト・トンネリングで接続した情報バスを動的に生成するアルゴリズムを利用することを特徴とする動的情報バス生成方法。
【００２１】
(2) ：前記(1) の動的情報バス生成方法において、ネットワーク上にネットワークの構成情報やトラフィック情報を管理するネットワーク管理サーバを置き、フィールド管理プロセスがマルチキャスト・トンネリングの接続ポイントを決定する際に、ネットワーク管理サーバが保持する情報を参照して、各サブネット間の経路又はホップカウントが最短となる、或いはトラフィックが輻輳していたり、障害が発生している経路を避ける特性を持つ情報バスを動的に生成することを特徴とする動的情報バス生成方法。
【００２２】
(3) ：ネットワーク上に論理的な情報バスであるフィールドの生成、消滅、管理を行うフィールド管理装置を置き、各端末にフィールド管理装置への窓口となるフィールドクライアント装置を置き、各サブネットにマルチキャスト・トンネリングを制御するサブネット管理装置を置き、ネットワーク上の複数端末間の通信手段としての情報バス生成要求をフィールド管理装置がユーザから受けると、フィールド管理装置がサブネット間の接続ポイントを決定し、それに応じたサブネット管理装置へマルチキャスト・トンネリング設定の指示を出して設定することで、各端末がマルチキャストアドレスを指定してデータを送出し、グループ間通信をサポートする情報バスを動的に生成するシステムに用いられるサブネット管理装置であって、速度の遅いサブネットへマルチキャスト・トンネリングを通して流れる情報ストリームに対して、速度に合わせて情報ストリームのレート変換を行い、伝送路にデータの伝送速度を適応させる機能を備え、前記サブネット管理装置は、実際のマルチキャスト・トンネリングをソフト的に実現すると共に、割り当てられたマルチキャストアドレスを指定したパケットを、ユニキャストにカプセリングして相手のサブネット管理装置へ送る機能と、届けられた前記パケットに対し、カプセリングをほどいてマルチキャストパケットに戻し、自分のサブネットに送出する機能を備えていることを特徴とするサブネット管理装置。
【００２５】
（作用）
前記構成に基づく本発明の作用を図１に基づいて説明する。なお、図１において、(1) 〜(8) は手順を示す。
【００２６】
Ａ：情報バスの生成手順
情報バスを生成する場合の手順は次の通りである。
【００２７】
(1) ：フィールドクライアントプロセスＦＣは、ユーザからフィールド構築要求を受け付け、(2) ：指定された他のユーザ（ホスト）の参加意志を確認した後、(3) ：ＦＭに実際のフィールド構築を依頼する。(4) ：フィールド管理プロセスＦＭはそれを受けてネットワーク管理サーバを参照して、どこにマルチキャスト・トンネリングを設定するかを決定してマルチキャストアドレスを割り当てると共に、(5) ：該当するサブネット管理プロセスＳＭへマルチキャスト・トンネリングの設定を要求する。
【００２８】
次に、(6) ：サブネット管理プロセスＳＭでは、実際のマルチキャスト・トンネリングをソフト的に実現し、割り当てられたマルチキャストアドレスを指定したパケットをユニキャストにカプセリングして、相手のサブネット管理プロセスＳＭへ送る。届けられたサブネット管理プロセスＳＭでは、逆にカプセリングをほどいてマルチキャストパケットに戻して、自分のサブネットに送出する。
【００２９】
Ｂ：ホスト１（端末）のユーザが、ホスト１、２、３で構成するフィールドを生成する時の手順は次の通りである。
【００３０】
(1) ：ユーザが、メンバを指定してＦＣへフィールド生成を要求し、(2) ：相手ホストのフィールドクライアントプロセスＦＣに、フィールドへの参加要求／応答を行う。次に、(3) ：フィールド管理プロセスＦＭへフィールド構築の要求を行う。(4) ：フィールド管理プロセスＦＭは、ネットワーク管理サーバの情報を参照して、マルチキャスト・トンネリングを設定するポイントを決定する。
【００３１】
次に、(5) ：フィールド管理プロセスＦＭは、サブネット管理プロセスＳＭにマルチキャスト・トンネリング設定を指示し、(6) ：サブネット管理プロセスＳＭ間でマルチキャスト・トンネリングを確立する。その後、(7) ：アプリケーションプログラムの起動を行い、(8) ：マルチキャストアドレスを指定して、データの送受信を行う。
【００３２】
以上のようにすれば、ネットワーク環境と機器に合わせたマルチキャスト／ユニキャストによって、複数の情報端末間を結ぶ情報バスを動的に構築することができ、不必要なパケットが流れて他の通信を圧迫したり、意図しない端末に情報が流れてセキュリティが損なわれたりすることを回避することができる。すなわち、伝送路帯域などの計算機資源の有効利用を図ることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３４】
§１：システムの説明
図２はシステム構成図である。本実施の形態で対象とするシステム例を図２に示す。このシステムは、ＷＡＮ（Wide Area Network ）からなるネットワークを介して、複数のサブネット（例えば、ＬＡＮ：Local Area Network）に接続された端末装置間で通信を行うシステム例である。このシステムでは、サブネットＡをＬＡＮ−＃１で構成し、サブネットＢをＬＡＮ−＃２で構成し、前記ＬＡＮ−＃１にはホスト１、ホスト２、ワークステーション５等を接続し、ＬＡＮ＃−２にはホスト３、ワークステーション６等を接続して構成する。
【００３５】
そして、前記ホスト１、ホスト２、ホスト３にはそれぞれフィールドクライアントプロセスＦＣを備え、前記ワークステーション５、６にはそれぞれサブネット管理プロセスＳＭを備える。また、ＷＡＮ（広域ネットワーク）からなるネットワークには、ネットワーク管理サーバ８とワークステーション（ＷＳ）９を設け、前記ワークステーション９にはフィールド管理プロセスＦＭを備える。なお、サブネットは２つでなくても、それ以上の任意の数でも良い。
【００３６】
§２：例１の説明
(1) ：例１のシステムの説明
図３は例１の説明図であり、図２のシステムをソフトウェアに重点をおいて表現した図である。この例では、ネットワーク（ＷＡＮ）上にフィールド（情報バス）の生成、削除、管理を行うフィールド管理プロセス（以下「ＦＭ」と記す）を置き、各ホストにＦＭへの窓口となるフィールドクライアントプロセス（以下「ＦＣ」と記す）を置き、各サブネットにマルチキャスト・トンネリングを制御するサブネット管理プロセス（以下「ＳＭ」と記す）を置く。
【００３７】
ＦＭはネットワーク上の任意の場所に、ＳＭはサブネット上の任意の場所（ホスト、ゲートウェイ等）に位置する。また、ネットワーク管理サーバはネットワーク管理プロトコル、例えば、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）により、ネットワーク機器からネットワーク情報（構成情報、トラフィック情報、他）を収集して管理する。
【００３８】
情報バスの生成手順は次の通りである。ＦＣはユーザからフィールド構築要求を受け付け、指定された他のユーザ（ホスト）の参加意志を確認した後、ＦＭに実際のフィールド構築を依頼する。ＦＭはそれを受けてネットワーク管理サーバを参照して、どこにマルチキャスト・トンネリングを設定するかを決定してマルチキャストアドレスを割り当てると共に、該当するＳＭへマルチキャスト・トンネリングの設定を要求する。
【００３９】
ＳＭでは、実際のマルチキャスト・トンネリングをソフト的に実現し、割り当てられたマルチキャストアドレスを指定したパケットをユニキャストにカプセリングして、相手のＳＭへ送る。届けられたＳＭでは、逆にカプセリングをほどいてマルチキャストパケットに戻して、自分のサブネットに送出する。以下、ホストのユーザが、ホスト１、２、３で構成するフィールドを生成する時の手順を説明する。
【００４０】
(2) ：フィールド生成時の手順
図４はフィールド生成処理フローチャートである。以下、図４に基づいて、前記ホストのユーザが、ホスト１、２、３で構成するフィールドを生成する時の手順を説明する。なお、Ｓ１〜Ｓ８は各処理ステップを示し、前記Ｓ１〜Ｓ８は、それぞれ図３の(1) 〜(8) に対応させてある。
【００４１】
（Ｓ１）：ユーザは、メンバを指定してＦＣへフィールド生成を要求する（図３の(1) 参照）。
【００４２】
（Ｓ２）：相手ホストのＦＣに、フィールドへの参加要求／応答を行う（図３の(2) 参照）。
【００４３】
（Ｓ３）：ＦＭへフィールド構築の要求を行う（図３の(3) 参照）。
【００４４】
（Ｓ４）：ＦＭは、ネットワーク管理サーバの情報を参照して、マルチキャスト・トンネリングを設定するポイントを決定する（図３の(4) 参照）。
【００４５】
（Ｓ５）：ＦＭは、ＳＭにマルチキャスト・トンネリング設定を指示する（図３の(5) 参照）。
【００４６】
（Ｓ６）：ＳＭ間でマルチキャスト・トンネリングを確立する（図３の(6) 参照）。
【００４７】
（Ｓ７）：アプリケーションプログラムの起動を行う（図３の(7) 参照）。
【００４８】
（Ｓ８）：マルチキャストアドレスを指定して、データの送受信を行う（図３の(8) 参照）。
【００４９】
なお、前記Ｓ３において、ＦＣは、ＦＭに対してフィールドの特性を記述して構築を要求する。指定するものとしては、保証帯域、データの特性として誤りを許すかどうか（Reliable/Non-reliable ）、セキュリティ確保の指示、参加メンバの管理（制限／非制限）、などを含む。また、前記Ｓ４において、ＦＭが利用するトンネリング構築アルゴリズムの例は次の通りである。
【００５０】
◎：ＣＡＳＥ−１：ソース（情報を出すノードを「ソース」と言う）が１つ（放送型の通信形態）の場合
▲１▼ソースを中心に置きＳＭをノードに見立てて、スパニング・ツリー（最短経路を見つけるためのアルゴリズム）を計算する。
【００５１】
▲２▼：このスパニング・ツリーに従って、トンネリングを設定する。
【００５２】
◎：ＣＡＳＥ−２：全てのノードがソースになりうる場合
▲１▼距離が最小の２ノード（複数ある場合は、その中からランダムに選択）を取り出し、トンネリングを設定する。
【００５３】
▲２▼：トンネリングを設定した２ノードのそれぞれから、残ったノードへの距離が最小となるものを取り出し（複数ある場合は、その中からランダムに選択）、トンネリングを設定する。
【００５４】
▲３▼：同様な手順を、トンネリングを設定したノードと、残ったノードに対して行い、全てのノードへトンネリングが設定されるまで繰り返す。
【００５５】
前記ＳＭでは、マルチキャストパケットをユニキャストにカプセリングして送るが、音声や動画などのリアルタイムストリームを扱っている時、２つのサブネット間に大きな速度差がある場合（例えば、サブネットＡは１００Ｍｂｐｓ、サブネットＢは６４ｋｂｐｓ）、サブネットＡのＳＭで情報ストリームのレート変換｛例えば、サブネットＡの２００ｋｂｐｓのＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧ（ＪＰＥＧ：Joint Photographic Experts Group）符号化の動画ストリームを、コマ落としをさせることで３２ｋｂｐｓに落としてサブネットＢへ伝送｝を行って、データの伝送路の伝送速度に適応させることもできる。
【００５６】
(3) ：その他
図３に示した例１では、設定経路は全てユニキャストであり、配信サーバをユニキャストで接続することで複数クライアントへの一斉配信（ソフトウェア・マルチキャスト）を実現している。例１では、必要なユーザのみへマルチキャストパケットが流れる情報バス（通信セッション）を、ユーザからの要求に従ってマルチキャスト・トンネリングで動的に構築している。従って、計算機資源の有効利用が図れると共に、関係のない部分にパケットが流出して他のトラフィックを圧迫したりすることを回避することができる。
【００５７】
§３：例２の説明
図５は例２の説明図である。図５において、ネットワーク管理サーバは、オブジェクト管理レイヤを通して、中継サーバ、会議ブリッジ、マルチキャスト対応ネットワーク等のパケット配送機能を持つネットワーク機器をオブジェクトとして管理しており、各装置の機能、ネットワークマップなどを保持している。
【００５８】
サーバのＦＣからの経路生成要求を受けたＦＭは、ネットワーク管理サーバの情報を参照して、ユニキャスト／マルチキャストでネットワーク上のどの機器をどのように接続すれば良いかを決定し、各装置（サーバ、中継サーバ１、２、クライアント１、２、３）の制御機能（ＦＣ、ＣＭ）へ、経路設定と利用するユニキャスト／マルチキャストのアドレスを渡す。
【００５９】
なお、図５に示した例２では、中継サーバなどの配送機能を持つ機器を、上位レイヤから（ＦＭがネットワーク構成などを考慮して）オブジェクトとして管理して制御することで、マルチキャスト／ユニキャストでデータの配送経路を動的に構築する。従って、この場合にも、計算機資源の有効利用が図れるとともに、関係のない部分にパケットが流出して他のトラフィックを圧迫したりすることを回避できる。
【００６０】
§４：具体例による説明
(1) ：システムの説明
図６は具体例による説明図である。図６に示した具体例は、ディスクトップ会議（以下「ＤＴＣ」と記す）の実現状態を示している。情報バスを確立した後、ＤＴＣとしての、音声アプリ（音声を流すためのアプリケーションプログラム）、動画アプリ（動画を流すための動画アプリケーションプログラム）を起動する。この場合に使用する管理テーブルの例を図７に示す。
【００６１】
(2) ：管理テーブルの説明
図７は管理テーブル例である。図７に示した管理テーブルは、サブネットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応して、ネットマスク、ＳＭのアドレス（ホストアドレス）、他のサブネットへの距離（ホップカウント）のデータが割り当てられている。この場合のネットマスクのデータは、サブネットのネットワークアドレスを求めるためのビット列である。また、ＳＭのアドレスは、ＳＭを特定できるデータである。
【００６２】
このように、管理テーブルは、各サブネットに対して、ネットマスク、ＳＭのアドレス、他のサブネットへの距離（ホップカウント）を保持するものである。ＦＭはこのテーブルを参照して、トンネリングを距離が最小の箇所に設定する。手順とそれらのインターフェイス記述を以下に説明する。
【００６３】
(3) ：ＦＭの手順とインターフェイス記述（メッセージ）
図８はＤＴＣにおける処理フローチャートである。以下、図８に基づいて、ＦＭの手順とインターフェイス記述（メッセージ）について説明する。なお、図８において、Ｓ１１〜Ｓ１８は各処理ステップを示し、前記Ｓ１１〜Ｓ１８は、それぞれ図６の(1) 〜(8) に対応させてある。
【００６４】
（Ｓ１１）：ユーザは、参加メンバを指定して、ＤＴＣ起動を要求する（図６の(1) 参照）。この場合、ＧＵＩによる指定を行う。
【００６５】
（Ｓ１２）：相手のＦＣにＤＴＣへ参加の要求／応答を行う（図６の(2) 参照）。この場合の要求メッセージは、「Ask Connect(application name,IP address 1 ，」である。
【００６６】
（Ｓ１３）：ＦＭへフィールド（Field ）構築の要求を行う（図６の(3) 参照）。この場合の要求メッセージは、「Generate Field(IP address 1,IP address 2,IP address 3 ）」である。
【００６７】
（Ｓ１４）：ＦＭは、管理テーブルを参照して、どうマルチキャスト・トンネリングを設定するかを決定する（図６の(4) 参照）。この場合、前記「ＣＡＳＥ−２：全てのノードがソースになりうる場合」のアルゴリズムを利用する。
【００６８】
（Ｓ１５）：ＳＭにマルチキャスト・トンネリング設定を指示する（図６の(5) 参照）。この場合の指示メッセージは、「Setup Tunnel(remote address,multicast address 」である。
【００６９】
（Ｓ１６）：ＳＭ間でマルチキャスト・トンネリングを設定する。この場合、ＳＭから「mrouted 」を制御する。すなわち、設定ファイルを変更し、再読み込みを行う（図６の(6) 参照）。
【００７０】
（Ｓ１７）：アプリケーションプログラム（音声アプリ、動画アプリ）の起動を行う。この場合、使用するマルチキャストアドレス、ポート番号を指定して起動する（図６の(7) 参照）。
【００７１】
（Ｓ１８）：データの送受信を行う（図６の(8) 参照）。
【００７２】
(4) ：トンネリング構築アルゴリズムの説明
前記Ｓ１４におけるトンネリング構築アルゴリズムのフローチャートを図９に示す。また、図７に示したような５つのノード（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）の間で、図９のアルゴリズムに従って、トンネリングを設定する様子を図１０に示す。
【００７３】
先ず、図９に基づいてトンネリング構築アルゴリズムを説明する。なお、図９において、Ｓ２１〜Ｓ２６は各処理ステップを示す。また、以下に説明するトンネリング構築アルゴリズムの各処理はＦＭが行う処理である。
【００７４】
先ず、ＦＭは、参加者のホストＩＰアドレスをサブネット単位で分類し（Ｓ２１）、各サブネットのＳＭアドレスをゲットする（Ｓ２２）。そして、ＦＭは、サブネットは２以上かどうかを判断し（Ｓ２３）、サブネットが２以上であれば、距離が最小の２つを取り出し、当該のＳＭへトンネリング設定を行う（Ｓ２４）。
【００７５】
次に、ＦＭは、未接続サブネットは有るかを判断し（Ｓ２５）、有れば、トンネリングを設定したサブネットから未接続サブネットへの距離が最小になる２つの組み合わせを取り出し、当該のＳＭへトンネリング設定を行い（Ｓ２６）、再びＳ２５の処理へ戻る。また、前記Ｓ２３の処理で、サブネットが２以上でない場合、及び前記Ｓ２５の処理で未接続サブネットがない場合は、処理を終了する。
【００７６】
以下、具体例に基づいて、前記トンネリング構築アルゴリズムを説明する。先ず、距離が最小の２ノードを求めると、Ａ−Ｂ間の２つであるので、この２点間にトンネリングを設定する（図１０の（ａ）図参照）。次に、このＡ、Ｂから、残ったノード（Ｃ、Ｄ、Ｅ）への距離が最小となるものを求める。ＡからはＡ−Ｅが最小で、ＢからはＢ−Ｄが最小で２であるので、どちらか１つ（ここではＡ−Ｅ）を確定し、この２点間にトンネリングを設定する（図１０の（ａ）図、（ｂ）図参照）。
【００７７】
次に、このＡ、Ｂ、Ｅから、残ったノード（Ｃ、Ｄ）への距離が最小となるものを求める。この場合、ＡからはＡ−Ｄが最小で３、ＢからはＢ−Ｄが最小で２、ＥからはＥ−Ｃが最小で３、であるので、最小となるＢ−Ｄを確定し、この２点間にトンネリングを確定し、この２点間にトンネリングを設定する（図１０の（ｂ）図、（ｃ）図参照）。
【００７８】
次に、このＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅから、残ったノード（Ｃ）への距離が最小となるものを求めると、Ｃ−Ｄの２であるので、これを確定し、この２点間にトンネリングを設定する（図１０の（ｃ）図、（ｄ）図参照）。この時点で、全てのノードにトンネリングが設定されたので、全ての処理を終了する。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。
【００８０】
(1) ：マルチキャスト・トンネリングをユーザからの要求に応じて動的に構築することで、複数の情報端末間や計算機プロセス間のマルチキャスト指定による情報通信バス（通信セッション）を、必要な期間のみ構築し、必要が無くなったらセッションを開放することで、論理的なマルチキャスト網を動的に構築して、計算機資源やネットワーク資源の効率的な利用を図り、不必要なトラフィックの流出やセキュリティ遺漏を防止することができる。
【００８１】
(2) ：中継サーバ／会議ブリッジ／マルチキャスト対応ネットワークなどの配送機器の間を、上位レイヤに位置する外部の管理プロセスからユニキャスト／マルチキャストで経由設定して、データの配送経路を動的に構築することで、計算機資源やネットワーク資源の効率的な利用を図り、不必要なトラフィックの流出やセキュリティ遺漏を防止することができる。
【００８２】
(3) ：ネットワーク環境と機器に合わせたマルチキャスト／ユニキャストによって、複数の情報端末間を結ぶ情報バスを動的に構築することができ、不必要なパケットが流れて他の通信を圧迫したり、意図しない端末に情報が流れてセキュリティが損なわれたりすることを回避することができる。すなわち、伝送路帯域などの計算機資源の有効利用を図ることができる。
【００８３】
以上の説明に関して、更に以下の項を開示する。
【００８４】
▲１▼：請求項１、又は２記載の動的情報バス生成方法において、ネットワーク管理サーバにおいて、中継サーバ、会議ブリッジ、マルチキャスト対応ネットワーク等のユニキャスト又はマルチキャストのパケット配送機能を持つネットワーク機器、及びそれらの接続形態をオブジェクトとして管理し、各機器にオブジェクト間の論理的な経路パスの設定、削除、管理を行う接続管理プロセスを配備し、ユーザからの情報バス生成要求時に、フィールド管理プロセスが、これらのオブジェクトを組み合わせたユニキャスト／マルチキャストの経路を計算し、各機器の接続管理プロセスに、それに応じた経路設定の指示を出して設定することで、各端末が指示されたユニキャスト又はマルチキャストのアドレスを指定してデータを送出し、グループ間通信をサポートする情報バスを動的に生成することを特徴とする動的情報バス生成方法。
【００８５】
▲２▼：請求項１記載の動的情報バス生成方法において、速度の遅いサブネットへマルチキャスト・トンネリングを通して流れる情報ストリームに対して、サブネット管理プロセスが速度に合わせて情報ストリームのレート変換を行い、伝送路にデータの伝送速度を適応させることを特徴とする動的情報バス生成方法。
【００８６】
以上の▲１▼、▲２▼によれば、ネットワーク環境と機器に合わせたマルチキャスト／ユニキャストによって、複数の情報端末間を結ぶ情報バスを動的に構築することができ、不必要なパケットが流れて他の通信を圧迫したり、意図しない端末に情報が流れてセキュリティが損なわれたりすることを回避することができる。すなわち、伝送路帯域などの計算機資源の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるシステム構成図である。
【図３】本発明の実施の形態における例１の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるフィールド生成処理フローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における例２の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態における具体例による説明図である。
【図７】本発明の実施の形態における管理テーブル例である。
【図８】本発明の実施の形態におけるＤＴＣにおける処理フローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態におけるトンネリング構築処理フローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態におけるトンネリング構築の様子を示す図である。
【図１１】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１、２、３ ホスト（ホストコンピュータ）
５、６、９ ワークステーション（ＷＳ）
８ ネットワーク管理サーバ
ＦＣ フィールドクライアントプロセス
ＦＭ フィールド管理プロセス
ＳＭ サブネット管理プロセス
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネットなどの情報通信ネットワークにおいて、ネットワークに接続された複数の情報端末間や、その上で動作する計算機プロセス間に共通の通信手段を提供する論理的な情報バスを、ユーザからの要求に応じて動的に構築する動的情報バス生成方法及びサブネット管理装置に関する。
【０００２】
近年の情報システムや情報サービスの高度化に伴い、「同じ情報を同時に複数の端末へ配送」（１対Ｎ、Ｎ対Ｎの通信形態）というニーズを持つ通信アプリ（アプリケーションプログラム）が増えてきている。これらのアプリの例として、例えば、音声・動画利用のディスクトップコンファレンス、セミナーや講演の中継、プログラムファイルの一斉配付などがある。
【０００３】
従来の通信形態である、ユニキャスト（１対１の通信）でこのようなサービスを実現しようとすると、１対１のユニキャスト通信をＮ回繰り返して個別にデータを送ることになるため、送信端末の負荷が重くなったり、ネットワークで伝送されるデータ量が増大して他の通信を圧迫したりすることになる。
【０００４】
従って、このような通信形態を効率的にサポートするためには、ネットワーク側で複数の受信端末へデータを効率的に配送するマルチキャストを実現させる必要がある。マルチキャストでは、ネットワーク中の適切なノードがデータをコピーして適切なリンクへ送出することで、効率的なデータの配送を実現する。
【０００５】
【従来の技術】
図１１は従来例の説明図である。以下、従来例を説明する。従来のマルチキャストをインターネットのネットワークレベルで行うＩＰ（Internet Protocol ）マルチキャストを実現させるためには、ホストとルータがＩＰマルチキャストに対応していることが必要である。
【０００６】
現在のところ一般に、ホスト系（Windows 95/98/NT、 Macintosh 、 UNIX、 などの端末）は既にマルチキャストに対応しているのに対し、ルータのマルチキャスト対応は遅々としており、ネットワークレベルで広く使われているものではない。
【０００７】
インターネットプロトコルの標準機関であるＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force ）では、マルチキャストルーティングプロトコルとして、ＤＶＭＲＰ（Distance Vector Multicast Routing Protocol）や、ＰＩＭ（Protocol Independent Multicast）などが議論されているが、決定的に優位に立っているものはない。
【０００８】
そこで、同一サブネット内（ルータを超えない範囲）のマルチキャストは直ぐに実現できるのに対し、サブネットを跨がるマルチキャストは、ＭＢＯＮＥ（Multicast Backbone）と呼ばれる仮想マルチキャスト実験網で行われているようなトンネリングを用いて実現するのが現実的な解となっている。
【０００９】
すなわち、ＭＢＯＮＥでは、マルチキャストに対応したサブネットのマルチキャストパケットを、ソフト的なルータにおける「mrouted 」と呼ぶトンネリングプロセスでユニキャストにカプセル化して、マルチキャストに対応していないネットワークの間を通す。これを図１１に示す。
【００１０】
図１１に示したＭＢＯＮＥの例では、例えば、遠隔地にある複数のＬＡＮ（サブネット）に接続された端末装置間で、ＷＡＮ等のネットワークを介して通信を行う。この場合、例えば、第１のＬＡＮに、サーバ、クライアントを接続すると共に、「mrouted 」と呼ぶトンネリングプロセスを有するワークステーション等を接続する。
【００１１】
また、第２、第３等のＬＡＮには、多数のクライアントを接続すると共に、「mrouted 」と呼ぶトンネリングプロセスを有するワークステーション等を接続する。そして、前記第１、第２、第３等のＬＡＮをＷＡＮ等のネットワークに接続する。このような構成のＭＢＯＮＥにおいて、前記ワークステーション上の「mrouted 」と呼ぶトンネリングプロセスを用いてトンネリング構築を行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来のものにおいては、次のような課題があった。
【００１３】
前記図１１に示した従来例でのマルチキャスト・トンネリングは、予め接続ポイントを決めてユーザや管理者が静的に構築するものであり、運用中に接続ポイントを変更することができないなど、設定に柔軟性がない。従って、例えば、メンバの変更に応じてトンネリングを張り直したりはできないため、予め、マルチキャスト・トンネリングを設定した全ての人に情報が届いてしまう。
【００１４】
受信者側からＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）によってパケットの配送を制御することはできるが、誰かが故意にでもグループへの参加をＩＧＭＰで通知していれば、そのサブネットに対してパケットは配送される。
【００１５】
唯一到達範囲を限定できるのは、経由するルータのホップ数によってのみである。そのため、意図しない人に情報が配送されて情報の漏洩が起きたり、また他の通信へのトラフィック的な圧迫を起こしたりするといった問題を生じていた。或いはまた、予めマルチキャスト・トンネリングが設定されていない人、又はサブネットに対しては、マルチキャストで情報を届けることはできない、という問題があった。
【００１６】
本発明はこのような従来の課題を解決し、次のことを目的とする。
【００１７】
▲１▼：マルチキャスト・トンネリングをユーザからの要求に応じて動的に構築することで、複数の情報端末間や計算機プロセス間のマルチキャスト指定による情報通信バス（通信セッション）を必要な期間のみ構築し、必要が無くなったらセッションを開放することで、論理的なマルチキャスト網を動的に構築して、計算機資源やネットワーク資源の効率的な利用を図り、不必要なトラフィックの流出やセキュリティ遺漏を防止することを目的とする。
【００１８】
▲２▼：中継サーバ／会議ブリッジ／マルチキャスト対応ネットワークなどの配送機器の間を、上位レイヤに位置する外部の管理プロセスからユニキャスト／マルチキャストを指定して経路を設定して、データの配送経路を動的に構築することで、計算機資源やネットワーク資源の効率的な利用を図り、不必要なトラフィックの流出やセキュリティ遺漏を防止することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理説明図である。本発明は前記の目的を達成するため、次のように構成した。
【００２０】
(1) ：ネットワーク上に論理的な情報バスであるフィールドの生成、消滅、管理を行うフィールド管理プロセスを置き、各端末にフィールド管理プロセスへの窓口となるフィールドクライアントプロセスを置き、各サブネットにマルチキャスト・トンネリングを制御するサブネット管理プロセスを置き、ネットワーク上の複数端末間の通信手段としての情報バス生成要求をフィールド管理プロセスがユーザから受けると、フィールド管理プロセスがサブネット間の接続ポイントを決定し、該決定したサブネット間の接続ポイントに応じたサブネット管理プロセスへマルチキャスト・トンネリング設定の指示を出して設定することで、各端末がマルチキャストアドレスを指定してデータを送出し、グループ間通信をサポートする情報バスを動的に生成すると共に、前記フィールド管理プロセスにおけるトンネリング構築アルゴリズムとして、距離が最小の２ノードを取り出してトンネリングを設定し、トンネリングを設定した２ノードのそれぞれから、残ったノードへの距離が最小となるものを取り出してトンネリングを設定し、同様な手順をトンネリングを既に設定したノードと残ったノードに対して、全てのノードへトンネリングが設定されるまで繰り返すことで、最終的に全ノードをマルチキャスト・トンネリングで接続した情報バスを動的に生成するアルゴリズムを利用することを特徴とする動的情報バス生成方法。
【００２１】
(2) ：前記(1) の動的情報バス生成方法において、ネットワーク上にネットワークの構成情報やトラフィック情報を管理するネットワーク管理サーバを置き、フィールド管理プロセスがマルチキャスト・トンネリングの接続ポイントを決定する際に、ネットワーク管理サーバが保持する情報を参照して、各サブネット間の経路又はホップカウントが最短となる、或いはトラフィックが輻輳していたり、障害が発生している経路を避ける特性を持つ情報バスを動的に生成することを特徴とする動的情報バス生成方法。
【００２２】
(3) ：ネットワーク上に論理的な情報バスであるフィールドの生成、消滅、管理を行うフィールド管理装置を置き、各端末にフィールド管理装置への窓口となるフィールドクライアント装置を置き、各サブネットにマルチキャスト・トンネリングを制御するサブネット管理装置を置き、ネットワーク上の複数端末間の通信手段としての情報バス生成要求をフィールド管理装置がユーザから受けると、フィールド管理装置がサブネット間の接続ポイントを決定し、それに応じたサブネット管理装置へマルチキャスト・トンネリング設定の指示を出して設定することで、各端末がマルチキャストアドレスを指定してデータを送出し、グループ間通信をサポートする情報バスを動的に生成するシステムに用いられるサブネット管理装置であって、速度の遅いサブネットへマルチキャスト・トンネリングを通して流れる情報ストリームに対して、速度に合わせて情報ストリームのレート変換を行い、伝送路にデータの伝送速度を適応させる機能を備え、前記サブネット管理装置は、実際のマルチキャスト・トンネリングをソフト的に実現すると共に、割り当てられたマルチキャストアドレスを指定したパケットを、ユニキャストにカプセリングして相手のサブネット管理装置へ送る機能と、届けられた前記パケットに対し、カプセリングをほどいてマルチキャストパケットに戻し、自分のサブネットに送出する機能を備えていることを特徴とするサブネット管理装置。
【００２５】
（作用）
前記構成に基づく本発明の作用を図１に基づいて説明する。なお、図１において、(1) 〜(8) は手順を示す。
【００２６】
Ａ：情報バスの生成手順
情報バスを生成する場合の手順は次の通りである。
【００２７】
(1) ：フィールドクライアントプロセスＦＣは、ユーザからフィールド構築要求を受け付け、(2) ：指定された他のユーザ（ホスト）の参加意志を確認した後、(3) ：ＦＭに実際のフィールド構築を依頼する。(4) ：フィールド管理プロセスＦＭはそれを受けてネットワーク管理サーバを参照して、どこにマルチキャスト・トンネリングを設定するかを決定してマルチキャストアドレスを割り当てると共に、(5) ：該当するサブネット管理プロセスＳＭへマルチキャスト・トンネリングの設定を要求する。
【００２８】
次に、(6) ：サブネット管理プロセスＳＭでは、実際のマルチキャスト・トンネリングをソフト的に実現し、割り当てられたマルチキャストアドレスを指定したパケットをユニキャストにカプセリングして、相手のサブネット管理プロセスＳＭへ送る。届けられたサブネット管理プロセスＳＭでは、逆にカプセリングをほどいてマルチキャストパケットに戻して、自分のサブネットに送出する。
【００２９】
Ｂ：ホスト１（端末）のユーザが、ホスト１、２、３で構成するフィールドを生成する時の手順は次の通りである。
【００３０】
(1) ：ユーザが、メンバを指定してＦＣへフィールド生成を要求し、(2) ：相手ホストのフィールドクライアントプロセスＦＣに、フィールドへの参加要求／応答を行う。次に、(3) ：フィールド管理プロセスＦＭへフィールド構築の要求を行う。(4) ：フィールド管理プロセスＦＭは、ネットワーク管理サーバの情報を参照して、マルチキャスト・トンネリングを設定するポイントを決定する。
【００３１】
次に、(5) ：フィールド管理プロセスＦＭは、サブネット管理プロセスＳＭにマルチキャスト・トンネリング設定を指示し、(6) ：サブネット管理プロセスＳＭ間でマルチキャスト・トンネリングを確立する。その後、(7) ：アプリケーションプログラムの起動を行い、(8) ：マルチキャストアドレスを指定して、データの送受信を行う。
【００３２】
以上のようにすれば、ネットワーク環境と機器に合わせたマルチキャスト／ユニキャストによって、複数の情報端末間を結ぶ情報バスを動的に構築することができ、不必要なパケットが流れて他の通信を圧迫したり、意図しない端末に情報が流れてセキュリティが損なわれたりすることを回避することができる。すなわち、伝送路帯域などの計算機資源の有効利用を図ることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３４】
§１：システムの説明
図２はシステム構成図である。本実施の形態で対象とするシステム例を図２に示す。このシステムは、ＷＡＮ（Wide Area Network ）からなるネットワークを介して、複数のサブネット（例えば、ＬＡＮ：Local Area Network）に接続された端末装置間で通信を行うシステム例である。このシステムでは、サブネットＡをＬＡＮ−＃１で構成し、サブネットＢをＬＡＮ−＃２で構成し、前記ＬＡＮ−＃１にはホスト１、ホスト２、ワークステーション５等を接続し、ＬＡＮ＃−２にはホスト３、ワークステーション６等を接続して構成する。
【００３５】
そして、前記ホスト１、ホスト２、ホスト３にはそれぞれフィールドクライアントプロセスＦＣを備え、前記ワークステーション５、６にはそれぞれサブネット管理プロセスＳＭを備える。また、ＷＡＮ（広域ネットワーク）からなるネットワークには、ネットワーク管理サーバ８とワークステーション（ＷＳ）９を設け、前記ワークステーション９にはフィールド管理プロセスＦＭを備える。なお、サブネットは２つでなくても、それ以上の任意の数でも良い。
【００３６】
§２：例１の説明
(1) ：例１のシステムの説明
図３は例１の説明図であり、図２のシステムをソフトウェアに重点をおいて表現した図である。この例では、ネットワーク（ＷＡＮ）上にフィールド（情報バス）の生成、削除、管理を行うフィールド管理プロセス（以下「ＦＭ」と記す）を置き、各ホストにＦＭへの窓口となるフィールドクライアントプロセス（以下「ＦＣ」と記す）を置き、各サブネットにマルチキャスト・トンネリングを制御するサブネット管理プロセス（以下「ＳＭ」と記す）を置く。
【００３７】
ＦＭはネットワーク上の任意の場所に、ＳＭはサブネット上の任意の場所（ホスト、ゲートウェイ等）に位置する。また、ネットワーク管理サーバはネットワーク管理プロトコル、例えば、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）により、ネットワーク機器からネットワーク情報（構成情報、トラフィック情報、他）を収集して管理する。
【００３８】
情報バスの生成手順は次の通りである。ＦＣはユーザからフィールド構築要求を受け付け、指定された他のユーザ（ホスト）の参加意志を確認した後、ＦＭに実際のフィールド構築を依頼する。ＦＭはそれを受けてネットワーク管理サーバを参照して、どこにマルチキャスト・トンネリングを設定するかを決定してマルチキャストアドレスを割り当てると共に、該当するＳＭへマルチキャスト・トンネリングの設定を要求する。
【００３９】
ＳＭでは、実際のマルチキャスト・トンネリングをソフト的に実現し、割り当てられたマルチキャストアドレスを指定したパケットをユニキャストにカプセリングして、相手のＳＭへ送る。届けられたＳＭでは、逆にカプセリングをほどいてマルチキャストパケットに戻して、自分のサブネットに送出する。以下、ホストのユーザが、ホスト１、２、３で構成するフィールドを生成する時の手順を説明する。
【００４０】
(2) ：フィールド生成時の手順
図４はフィールド生成処理フローチャートである。以下、図４に基づいて、前記ホストのユーザが、ホスト１、２、３で構成するフィールドを生成する時の手順を説明する。なお、Ｓ１〜Ｓ８は各処理ステップを示し、前記Ｓ１〜Ｓ８は、それぞれ図３の(1) 〜(8) に対応させてある。
【００４１】
（Ｓ１）：ユーザは、メンバを指定してＦＣへフィールド生成を要求する（図３の(1) 参照）。
【００４２】
（Ｓ２）：相手ホストのＦＣに、フィールドへの参加要求／応答を行う（図３の(2) 参照）。
【００４３】
（Ｓ３）：ＦＭへフィールド構築の要求を行う（図３の(3) 参照）。
【００４４】
（Ｓ４）：ＦＭは、ネットワーク管理サーバの情報を参照して、マルチキャスト・トンネリングを設定するポイントを決定する（図３の(4) 参照）。
【００４５】
（Ｓ５）：ＦＭは、ＳＭにマルチキャスト・トンネリング設定を指示する（図３の(5) 参照）。
【００４６】
（Ｓ６）：ＳＭ間でマルチキャスト・トンネリングを確立する（図３の(6) 参照）。
【００４７】
（Ｓ７）：アプリケーションプログラムの起動を行う（図３の(7) 参照）。
【００４８】
（Ｓ８）：マルチキャストアドレスを指定して、データの送受信を行う（図３の(8) 参照）。
【００４９】
なお、前記Ｓ３において、ＦＣは、ＦＭに対してフィールドの特性を記述して構築を要求する。指定するものとしては、保証帯域、データの特性として誤りを許すかどうか（Reliable/Non-reliable ）、セキュリティ確保の指示、参加メンバの管理（制限／非制限）、などを含む。また、前記Ｓ４において、ＦＭが利用するトンネリング構築アルゴリズムの例は次の通りである。
【００５０】
◎：ＣＡＳＥ−１：ソース（情報を出すノードを「ソース」と言う）が１つ（放送型の通信形態）の場合
▲１▼ソースを中心に置きＳＭをノードに見立てて、スパニング・ツリー（最短経路を見つけるためのアルゴリズム）を計算する。
【００５１】
▲２▼：このスパニング・ツリーに従って、トンネリングを設定する。
【００５２】
◎：ＣＡＳＥ−２：全てのノードがソースになりうる場合
▲１▼距離が最小の２ノード（複数ある場合は、その中からランダムに選択）を取り出し、トンネリングを設定する。
【００５３】
▲２▼：トンネリングを設定した２ノードのそれぞれから、残ったノードへの距離が最小となるものを取り出し（複数ある場合は、その中からランダムに選択）、トンネリングを設定する。
【００５４】
▲３▼：同様な手順を、トンネリングを設定したノードと、残ったノードに対して行い、全てのノードへトンネリングが設定されるまで繰り返す。
【００５５】
前記ＳＭでは、マルチキャストパケットをユニキャストにカプセリングして送るが、音声や動画などのリアルタイムストリームを扱っている時、２つのサブネット間に大きな速度差がある場合（例えば、サブネットＡは１００Ｍｂｐｓ、サブネットＢは６４ｋｂｐｓ）、サブネットＡのＳＭで情報ストリームのレート変換｛例えば、サブネットＡの２００ｋｂｐｓのＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧ（ＪＰＥＧ：Joint Photographic Experts Group）符号化の動画ストリームを、コマ落としをさせることで３２ｋｂｐｓに落としてサブネットＢへ伝送｝を行って、データの伝送路の伝送速度に適応させることもできる。
【００５６】
(3) ：その他
図３に示した例１では、設定経路は全てユニキャストであり、配信サーバをユニキャストで接続することで複数クライアントへの一斉配信（ソフトウェア・マルチキャスト）を実現している。例１では、必要なユーザのみへマルチキャストパケットが流れる情報バス（通信セッション）を、ユーザからの要求に従ってマルチキャスト・トンネリングで動的に構築している。従って、計算機資源の有効利用が図れると共に、関係のない部分にパケットが流出して他のトラフィックを圧迫したりすることを回避することができる。
【００５７】
§３：例２の説明
図５は例２の説明図である。図５において、ネットワーク管理サーバは、オブジェクト管理レイヤを通して、中継サーバ、会議ブリッジ、マルチキャスト対応ネットワーク等のパケット配送機能を持つネットワーク機器をオブジェクトとして管理しており、各装置の機能、ネットワークマップなどを保持している。
【００５８】
サーバのＦＣからの経路生成要求を受けたＦＭは、ネットワーク管理サーバの情報を参照して、ユニキャスト／マルチキャストでネットワーク上のどの機器をどのように接続すれば良いかを決定し、各装置（サーバ、中継サーバ１、２、クライアント１、２、３）の制御機能（ＦＣ、ＣＭ）へ、経路設定と利用するユニキャスト／マルチキャストのアドレスを渡す。
【００５９】
なお、図５に示した例２では、中継サーバなどの配送機能を持つ機器を、上位レイヤから（ＦＭがネットワーク構成などを考慮して）オブジェクトとして管理して制御することで、マルチキャスト／ユニキャストでデータの配送経路を動的に構築する。従って、この場合にも、計算機資源の有効利用が図れるとともに、関係のない部分にパケットが流出して他のトラフィックを圧迫したりすることを回避できる。
【００６０】
§４：具体例による説明
(1) ：システムの説明
図６は具体例による説明図である。図６に示した具体例は、ディスクトップ会議（以下「ＤＴＣ」と記す）の実現状態を示している。情報バスを確立した後、ＤＴＣとしての、音声アプリ（音声を流すためのアプリケーションプログラム）、動画アプリ（動画を流すための動画アプリケーションプログラム）を起動する。この場合に使用する管理テーブルの例を図７に示す。
【００６１】
(2) ：管理テーブルの説明
図７は管理テーブル例である。図７に示した管理テーブルは、サブネットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応して、ネットマスク、ＳＭのアドレス（ホストアドレス）、他のサブネットへの距離（ホップカウント）のデータが割り当てられている。この場合のネットマスクのデータは、サブネットのネットワークアドレスを求めるためのビット列である。また、ＳＭのアドレスは、ＳＭを特定できるデータである。
【００６２】
このように、管理テーブルは、各サブネットに対して、ネットマスク、ＳＭのアドレス、他のサブネットへの距離（ホップカウント）を保持するものである。ＦＭはこのテーブルを参照して、トンネリングを距離が最小の箇所に設定する。手順とそれらのインターフェイス記述を以下に説明する。
【００６３】
(3) ：ＦＭの手順とインターフェイス記述（メッセージ）
図８はＤＴＣにおける処理フローチャートである。以下、図８に基づいて、ＦＭの手順とインターフェイス記述（メッセージ）について説明する。なお、図８において、Ｓ１１〜Ｓ１８は各処理ステップを示し、前記Ｓ１１〜Ｓ１８は、それぞれ図６の(1) 〜(8) に対応させてある。
【００６４】
（Ｓ１１）：ユーザは、参加メンバを指定して、ＤＴＣ起動を要求する（図６の(1) 参照）。この場合、ＧＵＩによる指定を行う。
【００６５】
（Ｓ１２）：相手のＦＣにＤＴＣへ参加の要求／応答を行う（図６の(2) 参照）。この場合の要求メッセージは、「Ask Connect(application name,IP address 1 ，」である。
【００６６】
（Ｓ１３）：ＦＭへフィールド（Field ）構築の要求を行う（図６の(3) 参照）。この場合の要求メッセージは、「Generate Field(IP address 1,IP address 2,IP address 3 ）」である。
【００６７】
（Ｓ１４）：ＦＭは、管理テーブルを参照して、どうマルチキャスト・トンネリングを設定するかを決定する（図６の(4) 参照）。この場合、前記「ＣＡＳＥ−２：全てのノードがソースになりうる場合」のアルゴリズムを利用する。
【００６８】
（Ｓ１５）：ＳＭにマルチキャスト・トンネリング設定を指示する（図６の(5) 参照）。この場合の指示メッセージは、「Setup Tunnel(remote address,multicast address 」である。
【００６９】
（Ｓ１６）：ＳＭ間でマルチキャスト・トンネリングを設定する。この場合、ＳＭから「mrouted 」を制御する。すなわち、設定ファイルを変更し、再読み込みを行う（図６の(6) 参照）。
【００７０】
（Ｓ１７）：アプリケーションプログラム（音声アプリ、動画アプリ）の起動を行う。この場合、使用するマルチキャストアドレス、ポート番号を指定して起動する（図６の(7) 参照）。
【００７１】
（Ｓ１８）：データの送受信を行う（図６の(8) 参照）。
【００７２】
(4) ：トンネリング構築アルゴリズムの説明
前記Ｓ１４におけるトンネリング構築アルゴリズムのフローチャートを図９に示す。また、図７に示したような５つのノード（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）の間で、図９のアルゴリズムに従って、トンネリングを設定する様子を図１０に示す。
【００７３】
先ず、図９に基づいてトンネリング構築アルゴリズムを説明する。なお、図９において、Ｓ２１〜Ｓ２６は各処理ステップを示す。また、以下に説明するトンネリング構築アルゴリズムの各処理はＦＭが行う処理である。
【００７４】
先ず、ＦＭは、参加者のホストＩＰアドレスをサブネット単位で分類し（Ｓ２１）、各サブネットのＳＭアドレスをゲットする（Ｓ２２）。そして、ＦＭは、サブネットは２以上かどうかを判断し（Ｓ２３）、サブネットが２以上であれば、距離が最小の２つを取り出し、当該のＳＭへトンネリング設定を行う（Ｓ２４）。
【００７５】
次に、ＦＭは、未接続サブネットは有るかを判断し（Ｓ２５）、有れば、トンネリングを設定したサブネットから未接続サブネットへの距離が最小になる２つの組み合わせを取り出し、当該のＳＭへトンネリング設定を行い（Ｓ２６）、再びＳ２５の処理へ戻る。また、前記Ｓ２３の処理で、サブネットが２以上でない場合、及び前記Ｓ２５の処理で未接続サブネットがない場合は、処理を終了する。
【００７６】
以下、具体例に基づいて、前記トンネリング構築アルゴリズムを説明する。先ず、距離が最小の２ノードを求めると、Ａ−Ｂ間の２つであるので、この２点間にトンネリングを設定する（図１０の（ａ）図参照）。次に、このＡ、Ｂから、残ったノード（Ｃ、Ｄ、Ｅ）への距離が最小となるものを求める。ＡからはＡ−Ｅが最小で、ＢからはＢ−Ｄが最小で２であるので、どちらか１つ（ここではＡ−Ｅ）を確定し、この２点間にトンネリングを設定する（図１０の（ａ）図、（ｂ）図参照）。
【００７７】
次に、このＡ、Ｂ、Ｅから、残ったノード（Ｃ、Ｄ）への距離が最小となるものを求める。この場合、ＡからはＡ−Ｄが最小で３、ＢからはＢ−Ｄが最小で２、ＥからはＥ−Ｃが最小で３、であるので、最小となるＢ−Ｄを確定し、この２点間にトンネリングを確定し、この２点間にトンネリングを設定する（図１０の（ｂ）図、（ｃ）図参照）。
【００７８】
次に、このＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅから、残ったノード（Ｃ）への距離が最小となるものを求めると、Ｃ−Ｄの２であるので、これを確定し、この２点間にトンネリングを設定する（図１０の（ｃ）図、（ｄ）図参照）。この時点で、全てのノードにトンネリングが設定されたので、全ての処理を終了する。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。
【００８０】
(1) ：マルチキャスト・トンネリングをユーザからの要求に応じて動的に構築することで、複数の情報端末間や計算機プロセス間のマルチキャスト指定による情報通信バス（通信セッション）を、必要な期間のみ構築し、必要が無くなったらセッションを開放することで、論理的なマルチキャスト網を動的に構築して、計算機資源やネットワーク資源の効率的な利用を図り、不必要なトラフィックの流出やセキュリティ遺漏を防止することができる。
【００８１】
(2) ：中継サーバ／会議ブリッジ／マルチキャスト対応ネットワークなどの配送機器の間を、上位レイヤに位置する外部の管理プロセスからユニキャスト／マルチキャストで経由設定して、データの配送経路を動的に構築することで、計算機資源やネットワーク資源の効率的な利用を図り、不必要なトラフィックの流出やセキュリティ遺漏を防止することができる。
【００８２】
(3) ：ネットワーク環境と機器に合わせたマルチキャスト／ユニキャストによって、複数の情報端末間を結ぶ情報バスを動的に構築することができ、不必要なパケットが流れて他の通信を圧迫したり、意図しない端末に情報が流れてセキュリティが損なわれたりすることを回避することができる。すなわち、伝送路帯域などの計算機資源の有効利用を図ることができる。
【００８３】
以上の説明に関して、更に以下の項を開示する。
【００８４】
▲１▼：請求項１、又は２記載の動的情報バス生成方法において、ネットワーク管理サーバにおいて、中継サーバ、会議ブリッジ、マルチキャスト対応ネットワーク等のユニキャスト又はマルチキャストのパケット配送機能を持つネットワーク機器、及びそれらの接続形態をオブジェクトとして管理し、各機器にオブジェクト間の論理的な経路パスの設定、削除、管理を行う接続管理プロセスを配備し、ユーザからの情報バス生成要求時に、フィールド管理プロセスが、これらのオブジェクトを組み合わせたユニキャスト／マルチキャストの経路を計算し、各機器の接続管理プロセスに、それに応じた経路設定の指示を出して設定することで、各端末が指示されたユニキャスト又はマルチキャストのアドレスを指定してデータを送出し、グループ間通信をサポートする情報バスを動的に生成することを特徴とする動的情報バス生成方法。
【００８５】
▲２▼：請求項１記載の動的情報バス生成方法において、速度の遅いサブネットへマルチキャスト・トンネリングを通して流れる情報ストリームに対して、サブネット管理プロセスが速度に合わせて情報ストリームのレート変換を行い、伝送路にデータの伝送速度を適応させることを特徴とする動的情報バス生成方法。
【００８６】
以上の▲１▼、▲２▼によれば、ネットワーク環境と機器に合わせたマルチキャスト／ユニキャストによって、複数の情報端末間を結ぶ情報バスを動的に構築することができ、不必要なパケットが流れて他の通信を圧迫したり、意図しない端末に情報が流れてセキュリティが損なわれたりすることを回避することができる。すなわち、伝送路帯域などの計算機資源の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるシステム構成図である。
【図３】本発明の実施の形態における例１の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるフィールド生成処理フローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における例２の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態における具体例による説明図である。
【図７】本発明の実施の形態における管理テーブル例である。
【図８】本発明の実施の形態におけるＤＴＣにおける処理フローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態におけるトンネリング構築処理フローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態におけるトンネリング構築の様子を示す図である。
【図１１】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１、２、３ ホスト（ホストコンピュータ）
５、６、９ ワークステーション（ＷＳ）
８ ネットワーク管理サーバ
ＦＣ フィールドクライアントプロセス
ＦＭ フィールド管理プロセス
ＳＭ サブネット管理プロセス
Claims (3)
- ネットワーク上に論理的な情報バスであるフィールドの生成、消滅、管理を行うフィールド管理プロセスを置き、各端末にフィールド管理プロセスへの窓口となるフィールドクライアントプロセスを置き、各サブネットにマルチキャスト・トンネリングを制御するサブネット管理プロセスを置き、
ネットワーク上の複数端末間の通信手段としての情報バス生成要求をフィールド管理装置がユーザから受けると、フィールド管理プロセスがサブネット間の接続ポイントを決定し、該決定したサブネット間の接続ポイントに応じたサブネット管理プロセスへマルチキャスト・トンネリング設定の指示を出して設定することで、各端末がマルチキャストアドレスを指定してデータを送出し、グループ間通信をサポートする情報バスを動的に生成すると共に、
前記フィールド管理プロセスにおけるトンネリング構築アルゴリズムとして、距離が最小の２ノードを取り出してトンネリングを設定し、トンネリングを設定した２ノードのそれぞれから、残ったノードへの距離が最小となるものを取り出してトンネリングを設定し、同様な手順をトンネリングを既に設定したノードと残ったノードに対して、全てのノードへトンネリングが設定されるまで繰り返すことで、最終的に全ノードをマルチキャスト・トンネリングで接続した情報バスを動的に生成するアルゴリズムを利用することを特徴とする動的情報バス生成方法。 - ネットワーク上にネットワークの構成情報やトラフィック情報を管理するネットワーク管理サーバを置き、フィールド管理プロセスがマルチキャスト・トンネリングの接続ポイントを決定する際に、ネットワーク管理サーバが保持する情報を参照して、各サブネット間の経路又はホップカウントが最短となる、或いはトラフィックが輻輳していたり、障害が発生している経路を避ける特性を持つ情報バスを動的に生成することを特徴とする請求項１記載の動的情報バス生成方法。
- ネットワーク上に論理的な情報バスであるフィールドの生成、消滅、管理を行うフィールド管理装置を置き、各端末にフィールド管理装置への窓口となるフィールドクライアント装置を置き、各サブネットにマルチキャスト・トンネリングを制御するサブネット管理装置を置き、
ネットワーク上の複数端末間の通信手段としての情報バス生成要求をフィールド管理装置がユーザから受けると、フィールド管理装置がサブネット間の接続ポイントを決定し、それに応じたサブネット管理装置へマルチキャスト・トンネリング設定の指示を出して設定することで、各端末がマルチキャストアドレスを指定してデータを送出し、グループ間通信をサポートする情報バスを動的に生成するシステムに用いられるサブネット管理装置であって、
速度の遅いサブネットへマルチキャスト・トンネリングを通して流れる情報ストリームに対して、速度に合わせて情報ストリームのレート変換を行い、伝送路にデータの伝送速度を適応させる機能を備え、
前記サブネット管理装置は、実際のマルチキャスト・トンネリングをソフト的に実現すると共に、
割り当てられたマルチキャストアドレスを指定したパケットを、ユニキャストにカプセリングして相手のサブネット管理装置へ送る機能と、
届けられた前記パケットに対し、カプセリングをほどいてマルチキャストパケットに戻し、自分のサブネットに送出する機能を備えていることを特徴とするサブネット管理装置。
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