JP4135507B2

JP4135507B2 - Multicast receiver and transmitter

Info

Publication number: JP4135507B2
Application number: JP2003007969A
Authority: JP
Inventors: 浩三谷
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: JP2004222029A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＰ(インターネットプロトコル)によって、ネットワーク上の特定のグループに属するホストにのみデータ送信を行う、マルチキャスト通信に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰネットワーク上において、一つの送信元から、複数の受信先に向けてデータ送信を行うマルチキャストは、現在、おもに無線技術を用いて行われる放送に類似した情報伝搬形態として根強い需要がある。これに応える標準的な方法としてＩＰマルチキャストと呼ばれる通信方式が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
図１６は従来のマルチキャストを説明するための構成図である。カメラ１５０１によって撮影された映像情報が、送信装置１５０２によってパケット化され、ネットワーク上にマルチキャストされる。送信装置１５０２からのマルチキャストパケットは、まずルータ１５０８によってそのパケットの複製が作られ、受信装置１５０４と受信装置１５０５に送り届けられる。それぞれの受信装置においてマルチキャストパケットは映像信号に復号され、ビデオモニタ１５０６、ビデオモニタ１５０７にカメラ１５０１によって撮影された映像が表示される。
【０００３】
ルータ１５０８によって複製されたマルチキャストパケットは、ルータ１５１０にも送られ、ここでさらに複製が作られ、受信装置１５１２、受信装置１５１５、受信装置１５１６に送り届けられる。このようにして、カメラ１５０１によって撮影された映像は、ビデオモニタ１５１３、ビデオモニタ１５１７、ビデオモニタ１５１８にも表示される。
【０００４】
ここでのポイントは、同じ事を実現しようとして送信装置１５０２がすべての受信装置に直接送信した場合に比べて、ネットワーク上に流れるパケットの量を少なくすることができることである。例えば、送信装置１５０２が５台の受信装置にパケットを送る場合、ルータ１５０８とルータ１５１０の間には同じ情報を運ぶ３つのパケットが必要であるのに対し、ＩＰマルチキャストを使うと、ルータ１５１０より下流側にある受信装置が必要とするパケットは、ルータ１５１０で複製が作られるので、複製のもとになる１つのパケットだけで済む。
このように、多数の受信ホストに対してデータ送信を行う場合にも、ＩＰマルチキャストを使うと効率よくデータを送ることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０６−２２４９１２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、ルータにおいてパケットの複製を作ることが必要である。このため、マルチキャストを行うためにはルータに複製を作る機能が備わっていること、利用にあたっては事前にルータがしかるべく複製機能を実行するするように設定されていることが必要である。また、パケットの複製が送信装置とは別の場所で行われているため、送信装置側でどんな受信装置がマルチキャストを受信しているのか把握することが困難である。
【０００７】
前者については、事前に利用が予定でき、機材やネットワークの準備、ルータ管理者との折衝が問題にならないような大規模な用途では問題にならないが、突発的かつ小規模な用途では大きな障害となる。また後者については課金や情報漏洩管理の上で問題となることがある。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、同一ネットワークセグメント内のような比較的小規模な範囲でのマルチキャストに適用可能で、ルータにパケットを複製させる機能が不要で、したがってルータに事前の設定を必要とせず、また、送信装置側においてマルチキャストを受信している受信装置を認識することができるマルチキャスト機能を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、受信装置からの送信装置の探索に応答する参加要求処理手段と、受信装置からの接続要求に対して、その受信装置が接続すべきホストのホスト情報を通知する接続要求処理手段と、受信装置からのマルチキャストグループからの離脱の要求を処理する離脱要求処理手段と、受信装置からの挿入の要求を処理する挿入要求処理手段とを備えるマルチキャスト送信装置である。
【００１２】
第２の発明は、マルチキャストのデータ送信の起点となっている送信装置を探索する送信装置発見手段と、マルチキャストグループの接続状態を認識するために、探索リストを作成する接続点探索処理手段と、探索リストの中から、自受信装置がデータを受信すべき送信元ホストを選択し、自受信装置を経由してデータの受信送信がなされるよう設定を行う挿入処理手段と、他の受信装置からの接続要求に対して、その受信装置が接続すべきホストのホスト情報を通知する接続情報提供処理手段と、マルチキャストグループから離脱する際には、マルチキャストデータの送り受けが途切れないように設定を行うとともに、送信装置に対してマルチキャストグループからの離脱を要求する離脱処理手段と、マルチキャストすべきパケットを受信した際には、単一の受信装置にパケットを直ちに送信する送信処理手段とを備えた請求項１または２に記載の受信装置である。
第１、第２の発明においては、送信装置と受信装置とが、マルチキャストデータの送信装置を起点として、複数の受信装置が縦列接続する構成に整列させることができる。また、送信装置は、すべての受信装置からの接続要求を受けることから、マルチキャストグループに属する受信装置を把握することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
まず本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト送信装置および受信装置によって実現されるマルチキャスト機能と、上述した従来のマルチキャスト機能の違いについて説明する。
【００１４】
図１５は、従来例を示す図１６の構成図では説明に不要なため省略したイーサネット（Ｒ）スイッチや、比較的大きな伝送遅延を生じるルータ１５０８とルータ１５１０の間の広域ネットワークを含む本来のネットワークの構成図である。この構成において、カメラ１５０１によって撮影された映像情報が、送信装置１５０２によってパケット化され、受信装置１５０４、１５０５、１５１２、１５１５、１５１６に送り届けられ、ビデオモニタ１５０６、１５０７、１５１３、１５１７、１５１８に表示されるマルチキャストを想定する。
【００１５】
従来のマルチキャスト技術では、上述のように図１６の構成図上の矢印で示される経路に沿ってマルチキャストデータが送られる。一方、本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト送信装置および受信装置によって実現されるマルチキャスト機能においては、図１７のネットワーク構成図上の矢印で示される経路に沿ってマルチキャストデータが送られる。
【００１６】
すなわち、送信装置１５０２をマルチキャストデータの送信の起点として、受信装置１５０４、受信装置１５０５、受信装置１５１２、受信装置１５１５、受信装置１５１６の順に受信装置を一筆書きに縦列に接続する経路を設定する。おのおのの受信装置ではマルチキャストデータを受信し、映像情報に復号すると同時に、受信したマルチキャストデータを他の受信装置に送信する。このように、順次マルチキャストデータを受信装置間で転送していくことでマルチキャスト機能を実現する。
【００１７】
以下、図面を参照しながら、上述の図１７のネットワーク構成図に示されたマルチキャスト機能を実現する本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト送信装置および受信装置について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト受信装置においてマルチキャストデータの転送機能を実現する部分のブロック図である。
受信装置がネットワークから受信したパケットはまず受信データバッファ１０１に保持される。受信したパケットに付属する誤り検査符号は誤り検出器１０２によって検査され、誤りがないと判定されたパケットは転送ゲート１０３を経て、受信キュー１０４に蓄えられる。受信キュー１０４に蓄えられた受信パケットは、そのプログラムがＲＯＭ１０５に記憶されたＣＰＵ１０６によってＲＡＭ１０７に読み出される。
一方、受信装置からパケットをネットワークに向けて送信する場合は、ＣＰＵ１０６が送信すべきパケットを送信キュー１０８に蓄積する。送信キューに蓄積された送信パケットは、送信マルチプレクサ１０９を経て、送信データバッファにおかれ、ネットワークへの送出条件が整い次第ネットワークに送信される。
マルチキャストパケットを転送するには、まずＣＰＵ１０６がマルチキャストパケットとその他のパケットを識別するための情報を転送条件保持メモリ１１１に記憶させる。識別に有効な情報としては、送信元ホストのアドレス情報、ＵＤＰ／ＩＰ方式を用いる場合には、ポート番号などのパケットヘッダ情報や、ユーザデータ部内に設けた識別データなどを用いることができる。
つぎにＣＰＵ１０６は、マルチキャストデータを運ぶパケットを受信した時、これを転送するための情報を転送先情報保持メモリに記憶させる。転送に必要な情報とは、転送先のホストのアドレス情報、あるいは転送を仲介してくれるルータなどが存在する場合はそのアドレスなどである。
比較器１１３は、パケット受信毎に、受信データバッファ１０１内の受信パケットと、転送条件保持メモリ１１１の内容を比較し、マルチキャストすべきパケットかどうかを識別する。比較器１１３がマルチキャストパケットを識別し、かつ、誤り検出器１０２が受信パケットに誤りがないと判定した場合には、データ変換器１１４は、その受信パケットを受信データバッファ１０１から取り出し、転送先情報保持メモリに記憶された転送先情報に基づいて受信パケットを、つぎの受信装置に転送できるよう転送パケットに変換する。
データ変換器１１４が変換した転送パケットは、即時送信メモリ１１５に置かれる。送信マルチプレクサ１０９は、送信すべき送信パケットが送信キュー１０８に蓄積されていても、即時送信メモリ１１５に転送パケットが存在する場合は、転送パケットを優先的に送信データバッファに送り込む。
上述の構成によって、マルチキャストすべきパケットを受信した時には、受信パケットをただちに転送することができる。
図１７に示した経路に沿ってマルチキャストを実現する場合、マルチキャストパケットが順次、受信装置を辿っていくため、一つの受信装置を通過する際の処理時間が累積していく、また、パケットが途中の受信装置で失われたばあい、その受信装置より下流側のすべての受信装置にそのパケットが届かなくなる。
本発明のマルチキャスト受信装置においては、ＣＰＵ１０６の介在なしに、また、他のパケットが処理されるのを待っている受信キュー１０４と、送信キュー１０８を通ることがないので、転送に要する所要時間を最小にすることができる。また、ＣＰＵ１０６の処理負荷が重く、パケットの処理ができない場合にもパケットを失うことがないので、確実にマルチキャストパケットを送り届けることができる。
【００１９】
図２は、本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト受信装置において特定のホストまでのネットワーク上での距離を応答時間によって計測する機能を実現する部分のブロック図である。
まず、応答時間の計測に先だって、ＣＰＵ１０６は自ホストから送り出すパケットを識別するための識別情報をパターン保持メモリ２０１に記憶させる。次に、応答時間を計測したいホストから応答として帰ってきたパケットを識別するための識別情報をパターン保持メモリ２０２に記憶させる。
一般に、ＩＰネットワーク上では、他のホストに向かってパケットを送信し、そのホストからの応答をみるには、ＩＣＭＰエコー要求パケットと呼ばれるパケットを送出する。ＩＣＭＰエコー要求パケットを受信したホストは、ＩＣＭＰエコー応答パケットと呼ばれる応答パケットをＩＣＭＰエコー要求パケットを送信したホストに向けて送り返す。パターン保持メモリ２０１、２０２にはこのようなパケットの識別情報を記憶させる。
この状態で、ＣＰＵ１０６は、特定のホストに向けて、ＩＣＭＰエコー要求パケットを送信キュー１０８に置く。送信キュー１０８上に先に置かれていた他の送信パケットが順次送信され、ＩＣＭＰエコー要求パケットが、送信マルチプレクサ１０９を経て、送信データバッファ１１０に置かれると、比較器２０３は、送信データバッファ１１０内のパケットと、パターン保持メモリ２０１の識別情報を比較することで、そのことを検出する。比較器２０３は、タイマー２０４に対し、時間の計測を開始するように指令を出す。
送信バッファ１１０上の、ＩＣＭＰエコー要求パケットはほどなくネットワーク上に送信され、ネットワークを経由し、相手先のホストに到着する。
相手先のホストでは、ＩＣＭＰエコー要求パケットを受信したので、応答としてＩＣＭＰエコー応答パケットを送り返す。
送り返されてきたＩＣＭＰエコー応答パケットは、受信データバッファ１０１に保持され、比較器２０５によってパターン保持メモリ２０２の識別情報との比較から、ＩＣＭＰエコー応答パケットが帰ってきたことが検出される。
比較器２０５はタイマー２０４に対し、時間の計測を停止するように指令を出す。
ＣＰＵ１０６がタイマー２０４の計測した時間を読み取ることで、自ホストからパケットが送信され、その応答が帰ってくるまでの時間、すなわちラウンドトリップ時間が計測することができる。ラウンドトリップ時間は、特定のホストまでのネットワーク上での距離に比例するので、これにより、他のホストとの遠近を認識することができる。
ただし、上述のラウンドトリップ時間には、相手先ホストの反応時間、すなわちパケットを受信してから、応答すべきパケットであると認識し、パケットを送信するまでの時間も含まれる。この時間は誤差となるので、図１に示した本発明のマルチキャスト受信装置の転送機能を転用すれば、計測精度を向上させることができる。
すなわち、図１の構成において、マルチキャストパケットをただちに転送することができることを説明したが、ＩＣＭＰエコー要求パケットに対しては、ＩＣＭＰエコー要求パケットを送出したホストに対してパケットを送り返すよう、転送条件保持メモリ１１１、転送先情報保持メモリを設定することで、ＩＣＭＰエコー要求パケットに対しても、ただちに応答することができる。
図１７に示したような一筆書きに受信装置を縦列に接続し、パケットを順次転送することでマルチキャスト機能を実現するためには、送信装置と受信装置、および、受信装置相互間が短い距離で結ばれることがネットワークの利用効率を上げることにつながる。このため、マルチキャストパケットを送り受けする受信装置が最短距離で結ばれるように、おのおのの受信装置は他のホストとの距離を認識する手段が必要である。
本発明のマルチキャスト受信装置においては、図２および図１の構成によって、他のホストとのネットワーク上の距離を計測することが可能で、そこで得られた情報をもとにパケットの送り受けの順序を決定する事により、ネットワーク利用効率を向上させることができる。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト送信装置の機能を示す機能ブロック図である。
送信装置の機能は大きく４つの部分からからなる。参加要求処理３０１は、受信装置からのマルチキャストグループに参加要求を処理する機能で、マルチキャストグループを識別するためのコミュニティ名を保持するコミュニティ名保持メモリ３０２と、マルチキャストグループに参加を許可しない受信装置のホスト情報を保持する拒否ホストリスト３０３を参照し、受信装置のマルチキャストグループへの参加を許可した場合には、それをコミュニティメンバーリストに登録する。
接続要求処理３０５は、受信装置からのマルチキャストパケットの送信を要求する接続要求を処理する機能で、コミュニティメンバーリスト３０４と、送信装置から直接、マルチキャストパケットを受信している受信装置のホスト情報を保持している最上位受信装置名保持メモリ３０６を参照し、受信装置からの接続要求に対し、その受信装置がパケットを受け取るべきホストを回答する。
挿入・離脱要求処理３０７は、受信装置からの送信装置のパケットの送信先ホストの変更要求や、マルチキャストグループからの離脱要求を処理する機能で、要求に応じて、最上位受信装置名保持メモリ３０６やコミュニティメンバーリスト３０４の内容を更新する。
送信処理３０８は、最上位受信装置名保持リスト３０６の内容に基づき、マルチキャストパケットを送信する。
図４は参加要求処理３０１の処理内容を示すフローチャートである。
まずステップ４０１でコミュニティ名保持メモリを読み出す。ステップ４０２では受信装置からの接続を待つ。受信装置から参加要求が来るとステップ４０３に進み、受信装置が参加したいマルチキャストグループと、この送信装置が属するマルチキャストグループが一致しているかを判定する。
一致している場合はステップ４０４に進み、マルチキャストグループに参加させない拒否ホストであるかの判定を行う。参加させてもよい場合は、ステップ４０５に進み、受信装置に対してマルチキャストグループへの参加許可を通知し、ステップ４０６においてコミュニティメンバーリスト３０４に受信装置のホスト情報を追加する。
一方、ステップ４０３でコミュニティ名が不一致だった場合、および、ステップ４０４で参加を認められなかった場合は、ステップ４０７に進み、受信装置に対してマルチキャストグループへの参加拒否を通知する。
ステップ４０６あるいはステップ４０７の後は、再びステップ４０２に戻り、上記の一連の処理を繰り返す。
図５は接続要求処理３０５の処理内容を示すフローチャートである。
まずステップ５０１で、コミュニティメンバーリスト３０４、最上位受信装置名保持メモリ３０６を読み出し、ステップ５０２で受信装置からの接続要求を待つ。
接続要求が来た場合には、ステップ５０３においてコミュニティメンバーリストのメンバー数により判定を行い、メンバー数が０、すなわち、受信装置がない場合はステップ５０４に進み、メンバー数が１以上、すなわち、すでに受信装置がある場合にはステップ５０５に進む。
ステップ５０４では最上位受信装置名として接続要求を出して来た受信装置を最上位受信装置名保持メモリ３０６に記憶させる。つぎにステップ５０６で、接続要求を出して来た受信装置に対し、接続先として送信装置自身を通知する。
ステップ５０５では接続先として、最上位受信装置を通知する。
ステップ５０５あるいはステップ５０６の後は、再びステップ５０２に戻り、上記の一連の処理を繰り返す。
図６は挿入・離脱処理３０７の処理内容を示すフローチャートである。
まずステップ６０１で、コミュニティメンバーリスト３０４を読み出し、ステップ６０２で受信装置からの挿入要求あるいは離脱要求を待つ。
ステップ６０３では、処理内容によって分岐し、挿入要求の場合はステップ６０４に進み、離脱要求であればステップ６０５に進む。
挿入要求の場合、ステップ６０４において、最上位受信ホスト名を挿入要求を出して来た受信装置に書き換える。
離脱要求の場合、ステップ６０５において、マルチキャストグループを構成するコミュニティメンバーリスト３０４から離脱要求を出して来た受信装置名を削除する。
また、離脱要求を出して来た受信装置が最上位受信装置であれば、ステップ６０４に進み、最上位受信ホスト名を離脱要求を出して来た受信装置が指定する受信装置に書き換える。
ステップ６０４の後、あるいはステップ６０６において、離脱要求を出して来た受信装置が最上位受信装置でなかった場合には、ステップ６０７に進み送信装置側の挿入要求処理、離脱要求処理が完了したことを受信装置に通知する。
ステップ６０７の後は、再びステップ６０２に戻り、上記の一連の処理を繰り返す。
【００２１】
図７は、本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト受信装置の機能を示す機能ブロック図である。
受信装置の機能は大きく６つの部分からからなる。送信装置発見処理７０１は、マルチキャストグループに参加するため、送信装置を発見する機能で、そのマルチキャストグループを識別するためのコミュニティ名を保持するコミュニティ名保持メモリ７０２を参照し、マルチキャストの起点となっている送信装置を発見する。発見した送信装置のホスト情報は送信装置情報保持メモリ７０３に記憶させる。
接続点探索処理７０４は、マルチキャストグループの構造を調べる機能で、送信装置情報保持メモリ７０３を参照し、まず最初に送信装置に対し接続要求を出す。順次、マルチキャストグループに属する受信装置に次々と接続要求を出し、マルチキャストグループに参加しようとした時点でのすべての受信装置のホスト情報と、そのホストまでの距離を前記の計測する機能によって調べ、検索リスト７０５を作成する。
挿入・離脱処理７０６は、マルチキャストグループへの参加あるいはマルチキャストグループからの離脱を処理する機能で、マルチキャストグループに参加する場合には探索リスト７０５から接続候補リスト７０７を作成し、接続候補となる受信装置に対し、マルチキャストデータの送信先、あるいは送信元を変更させ、マルチキャストデータを送り受けする経路の中に自受信装置を挿入する。
また、送信元受信装置、送信先受信装置のホスト情報を接続情報保持メモリ７０８に記憶させる。
挿入・離脱処理７０６は、マルチキャストグループから離脱場合には、接続情報保持メモリ７０８に記憶された送信元受信装置、送信先受信装置に対し、それぞれの送信先受信装置、受信元受信装置を変更させる。また、送信装置に対し、マルチキャストグループからの離脱を通知する。
接続情報提供処理７０９では、他の受信装置からの接続要求に対し、接続情報保持メモリ７０８の内容を参照し、その受信装置がパケットを受けるべきホストとして、送信先ホストを回答する。
接続情報変更処理７１０は、他の受信装置からの送信先あるいは送信元の変更要求を処理する機能で、接続先情報保持メモリ７０８の内容を要求に応じて変更する。
転送処理７１１は、接続先情報保持メモリ７０８の内容に基づき、マルチキャストパケットを受信し、転送すべき送信先がある場合には転送を行う。
図８は送信装置発見処理７０１の処理内容を示すフローチャートである。
ステップ８０１で、コミュニティ名保持メモリ７０２を読み出し、ステップ８０２でこのコミュニティ名を含む送信装置探索パケットをネットワークに送出する。
同一ネットワークセグメントに送信装置がある場合には、ブロードキャストパケットとして送出すればよい。
ステップ８０３で送信装置からの応答を待ち、送信装置からの参加許可の応答があれば、ステップ８０５に進み、応答のあった送信装置のホスト情報を送信装置情報保持メモリ７０３に記憶させる。一方、拒否された場合は、なにもせず終了する。
図９は接続点探索処理７０４の処理内容を示すフローチャートである。
ステップ９０１では、送信装置情報保持メモリ７０３を読み出す。ステップ９０２では接続要求パケットを相手先に送出する。例えば、一番最初には、送信装置に対して接続要求を出すことになる。ステップ９０３で相手ホストからの応答を待つ。
ステップ９０４では、接続要求を出したホストの名前と、そのホストの応答時間を探索リスト７０５に記録する。
ステップ９０５では、接続要求に対する応答内容を調べ、接続要求を出したホストと、応答として提供された接続すべきホストが一致するかどうかを判定する。上記ホストが互いに一致すれば、接続要求を出したホストにはマルチキャストパケットをさらに転送する送信先がなく、すなわち、マルチキャストグループの最後尾まで達したことがわかるので、接続点探索処理を７０４を終了する。
一致しない場合には、接続要求を出したホストの先にさらにマルチキャストグループに属するホストが存在するので、ステップ９０２に戻り、接続要求を出したホストから、応答として提供された接続すべきホストに対し接続要求を出す。以降、上記の処理を繰り返すことで、探索リストには、マルチキャストグループに属するすべてのホスト、すなわち送信装置と受信装置のホスト名と、そのホストまでの距離の情報のリストが得られる。
図１０は、挿入・離脱処理７０６の処理内容を示すフローチャートである。
挿入・離脱処理７０６は、接続点探索処理７０４の終了、あるいはマルチキャストグループからの離脱を行う際に開始される。ステップ１００１では、処理内容により挿入処理の場合と離脱処理の場合に分岐する。
挿入処理の場合、ステップ１００２に進み、探索リスト７０５から、自受信装置にもっとも近く、送信装置から離れたホストを候補に選び、接続候補リスト７０７を作成する。
離脱処理の場合、ステップ１００３に進み、接続情報保持メモリ７０８を読み出す。
ステップ１００４では、送信装置に対して、マルチキャストグループからの離脱を通知する。ステップ１００５で応答を待つ。
ステップ１００６では、接続候補リスト７０７あるいは接続情報保持メモリ７０８の上流側ホストに対し、挿入処理の場合は、送信先ホストを自受信装置に変更させ、離脱処理の場合には、送信先ホストを接続情報保持メモリ７０８の下流側ホストに変更するよう、それぞれ要求を出す。ステップ１００７では、その応答を待つ。
ステップ１００８では、接続候補リスト７０７あるいは接続情報保持メモリ７０８の下流側ホストに対し、挿入処理の場合は、送信元ホストを自受信装置に変更させ、離脱処理の場合には、送信元ホストを接続情報保持メモリ７０８の上流側ホストに変更するよう、それぞれ要求を出す。ステップ１００９では、その応答を待つ。
ステップ１０１０では、以上の変更内容を反映するよう、接続情報保持メモリ７０８の内容を更新する。
図１１は、接続情報提供処理７０９の処理内容を示すフローチャートである。
ステップ１１０１で、接続情報保持メモリ７０８の送信先のホスト情報を読み出す。ステップ１１０２では他の受信装置からの接続要求があるかを判定し、もし接続要求の場合にはステップ１１０３に進む。接続要求がなければ再びステップ１１０１に戻り、改めて接続情報保持メモリ７０８の送信先のホスト情報を読み出す。これは、接続情報提供処理７０９の関知しない処理が、接続情報保持メモリ７０８の内容を更新する可能性があるためである。
ステップ１１０３では、接続要求に対し、接続情報保持メモリ７０８の下流側のホスト情報を応答する。もし、下流側のホストがないときには、自受信装置のホスト情報を応答する。
図１２は、接続情報変更処理７１０の処理内容を示すフローチャートである。
ステップ１２０１で他の受信装置からの挿入および離脱の要求を待つ。
要求が来れば、ステップ１２０２で変更を要求されている内容によって分岐し、送信先ホストの変更を要求されている場合にはステップ１２０３に進み、接続情報保持メモリ７０８の送信先ホストの情報を変更し、送信元ホストの変更を要求されている場合にはステップ１２０４に進み、接続情報保持メモリ７０８の送信元ホストの情報を変更する。
いずれかの変更処理が終了すれば、ステップ１２０５に進み、要求を出した受信装置に対して処理完了の通知を行う。その後、再びステップ１２０１に戻り、挿入・離脱要求を待つ。
次に、上述の本発明のマルチキャスト送信装置およびマルチキャスト受信装置において、例えば、図１５のネットワーク構成でのマルチキャストを実施するさいに図１７に示すような受信装置が一筆書きに縦列接続され過程を説明する。
まず、送信装置１５０２にまだどの受信装置も接続していない場合は、上記の説明から、受信装置は、送信装置１５０２を発見するための探索パケットを送出し、送信装置がこれに応答すれば、受信装置にとっての接続先候補は送信装置１５０２だけとなり、送信装置１５０２に一つの受信装置が接続された構成が形成される。
次に、すでにいくつかの受信装置が、送信装置に接続された状態で、新たに受信装置がそのマルチキャストグループに参加する過程を説明する。
図１３は、その様子を示す模式図である。
最初の例として、送信装置１５０２に、受信装置１１５０４、受信装置２１５０５、受信装置３１５１２、受信装置４１５１５がすでに接続されている状態(図１３（ａ）)で、新たに受信装置５１５１６がこのマルチキャストグループに参加する場合を説明する。
マルチキャストグループに参加しようとする受信装置５１５１６は、送信装置１５０２を探索するためのパケットを送出する。パケットが、送信装置１５０２に到達すれば、送信装置はマルチキャストグループへの参加許可を受信装置５１５１６に対して出す。これを受けて受信装置５１５１６は、まず最初に送信装置１５０２に接続要求を出す。送信装置１５０２は、受信装置５１５１６に対し、接続すべき受信装置として、マルチキャストパケットを送っている受信装置１１５０４の情報を提供する。
受信装置５１５１６は、この送信装置１５０２からの応答を受けて、受信装置１１５０４に対して接続要求を出す。受信装置１１５０４はこの接続要求に対し、
接続すべき受信装置として、マルチキャストパケットを送っている受信装置２１５０５の情報を提供する。
受信装置５１５１６は、この受信装置１１５０４からの応答を受けて、受信装置２１５０５に対して接続要求を出す。受信装置２１５０５はこの接続要求に対し、接続すべき受信装置として、マルチキャストパケットを送っている受信装置３１５１２の情報を提供する。
受信装置５１５１６は、この受信装置２１５０５からの応答を受けて、受信装置３１５１２に対して接続要求を出す。受信装置３１５１２はこの接続要求に対し、接続すべき受信装置として、マルチキャストパケットを送っている受信装置４１５１５の情報を提供する。
受信装置５１５１６は、この受信装置３１５０５からの応答を受けて、受信装置４１５１５に対して接続要求を出す。受信装置４１５１５は、マルチキャストパケットを送っている受信装置を持たないので、この接続要求に対し、接続すべき受信装置として、自分自身である受信装置４１５１５の情報を提供する。
受信装置５１５１６は、この受信装置４１５１５への接続要求ではじめて接続要求を出した受信装置と、接続すべき受信装置が一致したので、マルチキャストグループの最後尾に達したことを認識する。
図１５のネットワーク構成において、イーサネット（Ｒ）スイッチ１５０３、あるいは、イーサネット（Ｒ）スイッチ１５１１を通過する際には、０．５ｍｓ、ルータ１５０８を経て、広域ネットワーク１５０９、ルータ１５１０を通過する場合、あるいはその逆経路を通過する際に５ｍｓを要するものとすると、受信装置５１５１６が、接続要求を出す際に各ホストまでのラウンドトリップ時間を計測しているので、受信装置５１５１６には、図１４（ａ）のような探索リストが得られる。
表から明らかなように、受信装置５１５１６にもっとも近い受信装置は、ラウンドトリップ時間が最短である、受信装置４１５１５であることがわかる。
これに基づいて、受信装置５１５１６は受信装置４１５１５を接続候補とし、受信装置４１５１５に対し挿入要求を出す。受信装置４１５１５の送信先として受信装置５１５１６が接続されることで、図１３（ａ）の矢印の先に示すようなマルチキャストパケットの配送経路が形成される。
次の例として、送信装置１５０２に、受信装置１１５０４、受信装置２１５０５、受信装置４１５１５、受信装置５１５１６がすでに接続されている状態(図１３（ｂ）)で、新たに受信装置３１５１２がこのマルチキャストグループに参加する場合を説明する。
図１７の構成では、受信装置３１５１２は３番目の受信装置であるが、最後にマルチキャストグループに参加した場合である。最初の例と同様にして、受信装置３１５１２には、図１４（ｂ）のような探索リストが得られる。
ここでは、もっとも近い受信装置として、受信装置４１５１５と受信装置５１５１６が同じラウンドトリップタイムとなって並んでいる。
この場合、送信装置から遠い、受信装置５１５１６を選ぶ。
これに基づいて、受信装置３１５１２は受信装置５１５１６を接続候補とし、受信装置５１５１６に対し挿入要求を出す。受信装置５１５１６の送信先として受信装置３１５１２が接続されることで、図１３（ｂ）の矢印の先に示すようなマルチキャストパケットの配送経路が形成される。
これは図１７の経路には一致しないが、図１３（ｂ）の経路を図１５に当てはめてみると、同じパス上、すなわち機器と機器を結ぶ線上を同じ方向に向かって２度流れることはないことがわかる。
例えば、送信装置からより遠いものを選ぶというルールに反して同じラウンドトリップタイムの受信装置４１５１５を接続候補として選んだ場合には、パケットの流れる経路は、受信装置４１５１５、受信装置３１５１２、受信装置５１５１６となる。この経路を図１５に当てはめてみると、イーサネット（Ｒ）スイッチ１５１１とイーサネット（Ｒ）スイッチ１５１４の間のパス上を同じ方向に向けて２度パケットが流れることになり、ネットワークの利用効率が下がることが判る。したがって、ラウンドトリップ時間が同じ場合は、もっとも送信装置から遠い受信装置を選ぶ必要がある。
次の例として、送信装置１５０２に、受信装置１１５０４、受信装置３１５１２、受信装置４１５１５、受信装置５１５１６がすでに接続されている状態(図１３（ｃ）)で、新たに受信装置２１５０５がこのマルチキャストグループに参加する場合を説明する。
この場合、得られる探索リストは図１４（ｃ）となり、ここでもラウンドトリップ時間がおなじホスト、すなわち、送信装置１５０２と、受信装置１１５０４が現れる。この場合は、結果的にどちらのホストを接続候補に選んでも、同一パス上を同じ方向にパケットが流れることにはならないが、これは、候補となるホストと、接続しようとする受信装置が同じイーサネット（Ｒ）スイッチ１５０３に直接接続されているからである。
上記の後の２つの例同士を互いに識別することは、新たに参加する受信装置からはできないので、ラウンドトリップ時間が同じ場合は、もっとも送信装置から遠い受信装置を選ぶというルールを常に採用する必要がある。
上記のように、本発明にかかるマルチキャスト受信装置および送信装置においては、ネットワーク上に存在する複数のホストのうち、特定のグループに属するホストにのみ送信データを配信するマルチキャスト機能を、ルータの特殊な機能に依存せずに、マルチキャストグループに属する受信装置間で転送することにより実現できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるマルチキャスト受信装置および送信装置においては、ネットワーク上に存在する複数のホストのうち、特定のグループに属するホストにのみ送信データを配信するマルチキャスト機能を、ルータの特殊な機能に依存せずに、マルチキャストグループに属する受信装置間で転送することにより実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト受信装置において、マルチキャストデータの転送機能を実現する部分のブロック図
【図２】本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト受信装置において特定のホストまでのネットワーク上での距離を応答時間によって計測する機能を実現する部分のブロック図
【図３】本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト送信装置の機能を示す機能ブロック図
【図４】参加要求処理３０１の処理内容を示すフローチャート
【図５】接続要求処理３０５の処理内容を示すフローチャート
【図６】挿入・離脱処理３０７の処理内容を示すフローチャート
【図７】本発明の実施の形態にかかるマルチキャスト受信装置の機能を示す機能ブロック図
【図８】送信装置発見処理７０１の処理内容を示すフローチャート
【図９】接続点探索処理７０４の処理内容を示すフローチャート
【図１０】挿入・離脱処理７０６の処理内容を示すフローチャート
【図１１】接続情報提供処理７０９の処理内容を示すフローチャート
【図１２】接続情報変更処理７１０の処理内容を示すフローチャート
【図１３】受信装置がマルチキャストグループに参加する過程を説明する模式図
【図１４】３つの例における探索リストを示す図
【図１５】ある例におけるネットワークの構成図
【図１６】従来例におけるマルチキャストを説明するためのネットワーク構成図
【図１７】本発明におけるマルチキャストを説明するためのネットワーク構成図
【符号の説明】
１０１受信データバッファ
１０２誤り検出器
１０３転送ゲート
１０４受信キュー
１０５ＲＯＭ
１０６ＣＰＵ
１０７ＲＡＭ
１０８送信キュー
１０９送信マルチプレクサ
１１０送信データバッファ
１１１転送条件保持メモリ
１１２転送先情報保持メモリ
１１３比較器
１１４データ変換器
１１５即時送信メモリ
２０１パターン保持メモリ
２０２パターン保持メモリ
２０３比較器
２０４タイマー
２０５比較器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to multicast communication in which data is transmitted only to hosts belonging to a specific group on a network by IP (Internet Protocol).
[0002]
[Prior art]
Multicast, in which data is transmitted from a single transmission source to a plurality of reception destinations on an IP network, currently has a strong demand as a form of information propagation similar to broadcasting performed mainly using wireless technology. A communication method called IP multicast has been proposed as a standard method in response to this (for example, see Patent Document 1).
FIG. 16 is a block diagram for explaining a conventional multicast. Video information captured by the camera 1501 is packetized by the transmission device 1502 and multicast on the network. A multicast packet from the transmission device 1502 is first duplicated by the router 1508 and sent to the reception device 1504 and the reception device 1505. In each receiving apparatus, the multicast packet is decoded into a video signal, and the video captured by the camera 1501 is displayed on the video monitor 1506 and the video monitor 1507.
[0003]
The multicast packet duplicated by the router 1508 is also sent to the router 1510, where further duplicates are made and sent to the receiving device 1512, the receiving device 1515, and the receiving device 1516. In this way, the video imaged by the camera 1501 is also displayed on the video monitor 1513, the video monitor 1517, and the video monitor 1518.
[0004]
The point here is that the amount of packets flowing on the network can be reduced compared to the case where the transmitting apparatus 1502 directly transmits to all receiving apparatuses in an attempt to achieve the same thing. For example, when the transmitting device 1502 sends a packet to five receiving devices, three packets carrying the same information are required between the router 1508 and the router 1510, whereas when using IP multicast, the router 1510 Since the packet required by the receiving device on the downstream side is duplicated by the router 1510, only one packet as a source of duplication is required.
As described above, even when data is transmitted to a large number of receiving hosts, data can be efficiently transmitted using IP multicast.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 06-224912
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration, it is necessary to make a copy of the packet in the router. For this reason, in order to perform multicasting, it is necessary that the router has a function of making a copy, and that the router needs to be set in advance to execute the copy function accordingly. Further, since packet duplication is performed at a location different from the transmission device, it is difficult for the transmission device side to grasp what reception device is receiving the multicast.
[0007]
The former can be used in advance and will not be a problem for large-scale applications where equipment and network preparation and negotiation with the router administrator will not be a problem. Become. The latter may be a problem in accounting and information leakage management.
[0008]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and can be applied to multicast in a relatively small range such as in the same network segment, and does not require a router to duplicate a packet. It is an object of the present invention to provide a multicast function capable of recognizing a receiving device receiving a multicast on the transmitting device side.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
First 1 The invention includes: a participation request processing unit that responds to a search for a transmitting device from a receiving device; a connection request processing unit that notifies host information of a host to which the receiving device is to be connected in response to a connection request from the receiving device; A multicast transmission apparatus comprising: a withdrawal request processing means for processing a request for withdrawal from a multicast group from a receiving apparatus; and an insertion request processing means for processing a request for insertion from the receiving apparatus.
[0012]
First 2 The invention includes a transmission device discovery unit that searches for a transmission device that is a starting point for multicast data transmission, a connection point search processing unit that creates a search list to recognize a connection state of a multicast group, and a search list Connection processing means for selecting a transmission source host from which the receiving apparatus should receive data and setting so that data is received and transmitted via the receiving apparatus, and connections from other receiving apparatuses In response to the request, the connection information providing processing means for notifying the host information of the host to which the receiving device is connected, and setting to prevent interruption of multicast data transmission and reception when leaving the multicast group, Receiving processing means for requesting the transmitting device to leave the multicast group and a packet to be multicast received. In is a receiving apparatus according to claim 1 or 2 and a transmission processing means for immediately transmitting a packet to a single receiver.
First 1 The second 2 In this invention, the transmission device and the reception device can be arranged in a configuration in which a plurality of reception devices are connected in cascade starting from the multicast data transmission device. Further, since the transmission device receives connection requests from all the reception devices, the transmission device can grasp the reception devices belonging to the multicast group.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the difference between the multicast function realized by the multicast transmission device and the reception device according to the embodiment of the present invention and the conventional multicast function described above will be described.
[0014]
FIG. 15 shows an original network including an Ethernet (R) switch omitted in the configuration diagram of FIG. 16 showing a conventional example and a wide area network between the router 1508 and the router 1510 that causes a relatively large transmission delay. FIG. In this configuration, video information captured by the camera 1501 is packetized by the transmission device 1502, sent to the reception devices 1504, 1505, 1512, 1515, 1516, and displayed on the video monitors 1506, 1507, 1513, 1517, 1518. Assume that multicast is performed.
[0015]
In the conventional multicast technique, as described above, multicast data is sent along the path indicated by the arrow on the configuration diagram of FIG. On the other hand, in the multicast function realized by the multicast transmission device and the reception device according to the embodiment of the present invention, multicast data is sent along a route indicated by an arrow on the network configuration diagram of FIG.
[0016]
That is, the transmission device 1502 is set as a starting point for transmission of multicast data, and a route for connecting the reception devices in a single column in a stroke is set in the order of the reception device 1504, the reception device 1505, the reception device 1512, the reception device 1515, and the reception device 1516. Each receiving device receives the multicast data and decodes it into video information, and at the same time transmits the received multicast data to the other receiving devices. In this way, a multicast function is realized by sequentially transferring multicast data between receiving devices.
[0017]
A multicast transmission apparatus and reception apparatus according to an embodiment of the present invention that realizes the multicast function shown in the network configuration diagram of FIG. 17 will be described below with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a block diagram of a portion that realizes a multicast data transfer function in a multicast receiver according to an embodiment of the present invention.
A packet received from the network by the receiving apparatus is first held in the reception data buffer 101. The error check code attached to the received packet is checked by the error detector 102, and the packet determined to have no error is stored in the reception queue 104 via the transfer gate 103. The received packets stored in the reception queue 104 are read out to the RAM 107 by the CPU 106 in which the program is stored in the ROM 105.
On the other hand, when a packet is transmitted from the receiving device toward the network, the packet to be transmitted by the CPU 106 is accumulated in the transmission queue 108. The transmission packets stored in the transmission queue pass through the transmission multiplexer 109, are placed in the transmission data buffer, and are transmitted to the network as soon as the transmission conditions to the network are satisfied.
To transfer a multicast packet, first, the CPU 106 stores information for identifying the multicast packet and other packets in the transfer condition holding memory 111. As information effective for identification, address information of the transmission source host, packet header information such as a port number when using the UDP / IP system, identification data provided in the user data section, and the like can be used.
Next, when the CPU 106 receives a packet carrying multicast data, the CPU 106 stores information for transferring the packet in the transfer destination information holding memory. The information necessary for the transfer is the address information of the transfer destination host, or the address if there is a router or the like that mediates the transfer.
Each time a packet is received, the comparator 113 compares the received packet in the received data buffer 101 with the contents of the transfer condition holding memory 111 to identify whether the packet is to be multicast. When the comparator 113 identifies the multicast packet and the error detector 102 determines that there is no error in the received packet, the data converter 114 extracts the received packet from the received data buffer 101 and transfers the transfer destination information. Based on the transfer destination information stored in the holding memory, the received packet is converted into a transfer packet so that it can be transferred to the next receiving apparatus.
The transfer packet converted by the data converter 114 is placed in the immediate transmission memory 115. Even if transmission packets to be transmitted are accumulated in the transmission queue 108, the transmission multiplexer 109 preferentially sends the transfer packets to the transmission data buffer if there is a transfer packet in the immediate transmission memory 115.
With the above configuration, when a packet to be multicast is received, the received packet can be transferred immediately.
When multicast is realized along the path shown in FIG. 17, since multicast packets follow the receiving device sequentially, the processing time when passing through one receiving device is accumulated, and the packet is halfway. If the packet is lost at the receiving device, the packet does not reach all the receiving devices downstream from the receiving device.
In the multicast receiving apparatus of the present invention, since it does not pass through the reception queue 104 and the transmission queue 108 waiting for other packets to be processed without the intervention of the CPU 106, the time required for transfer is reduced. Can be minimized. Further, even when the processing load on the CPU 106 is heavy and the packet cannot be processed, the packet is not lost, so that the multicast packet can be reliably delivered.
[0019]
FIG. 2 is a block diagram of a portion that realizes a function of measuring a distance on a network to a specific host based on a response time in the multicast receiver according to the embodiment of the present invention.
First, prior to the response time measurement, the CPU 106 stores identification information for identifying a packet sent from the host in the pattern holding memory 201. Next, identification information for identifying a packet returned as a response from the host whose response time is to be measured is stored in the pattern holding memory 202.
In general, on an IP network, a packet called an ICMP echo request packet is transmitted in order to transmit a packet toward another host and see a response from the host. The host that has received the ICMP echo request packet sends back a response packet called an ICMP echo response packet toward the host that has transmitted the ICMP echo request packet. The pattern holding memories 201 and 202 store such packet identification information.
In this state, the CPU 106 places an ICMP echo request packet in the transmission queue 108 toward a specific host. When other transmission packets previously placed on the transmission queue 108 are sequentially transmitted and the ICMP echo request packet is placed in the transmission data buffer 110 via the transmission multiplexer 109, the comparator 203 displays the transmission data buffer 110. This is detected by comparing the packet inside and the identification information of the pattern holding memory 201. Comparator 203 issues a command to timer 204 to start measuring time.
The ICMP echo request packet on the transmission buffer 110 is transmitted to the network soon and arrives at the destination host via the network.
Since the destination host has received the ICMP echo request packet, it sends back an ICMP echo response packet as a response.
The returned ICMP echo response packet is held in the reception data buffer 101, and it is detected by the comparator 205 that the ICMP echo response packet has returned from the comparison with the identification information in the pattern holding memory 202.
Comparator 205 issues a command to timer 204 to stop time measurement.
When the CPU 106 reads the time measured by the timer 204, it is possible to measure the time until the packet is transmitted from the own host and the response is returned, that is, the round trip time. Since the round trip time is proportional to the distance on the network to a specific host, it is possible to recognize the distance to other hosts.
However, the round trip time described above includes the reaction time of the destination host, that is, the time from when a packet is received until it is recognized as a packet to be answered and the packet is transmitted. Since this time becomes an error, the measurement accuracy can be improved by diverting the transfer function of the multicast receiving apparatus of the present invention shown in FIG.
In other words, in the configuration of FIG. 1, it has been explained that a multicast packet can be transferred immediately, but for an ICMP echo request packet, the transfer condition is maintained so that the packet is sent back to the host that sent the ICMP echo request packet. By setting the memory 111 and the transfer destination information holding memory, it is possible to immediately respond to the ICMP echo request packet.
In order to realize the multicast function by connecting the receiving devices in a single column as shown in FIG. 17 and sequentially transferring the packets, the transmitting device, the receiving device, and the receiving devices are at a short distance. The connection leads to an increase in network usage efficiency. For this reason, each receiving apparatus needs a means for recognizing the distance to another host so that the receiving apparatuses that send and receive multicast packets are connected with the shortest distance.
In the multicast receiving apparatus of the present invention, it is possible to measure the distance on the network with other hosts by the configuration of FIG. 2 and FIG. 1, and the order of sending and receiving packets based on the information obtained there By determining this, network utilization efficiency can be improved.
[0020]
FIG. 3 is a functional block diagram showing functions of the multicast transmission apparatus according to the embodiment of the present invention.
The function of the transmitter is roughly composed of four parts. The participation request processing 301 is a function for processing a participation request from a receiving device to a multicast group, and includes a community name holding memory 302 that holds a community name for identifying the multicast group, and a receiving device that does not permit participation in the multicast group. When the rejection host list 303 holding the host information is referred to and the reception apparatus is permitted to participate in the multicast group, it is registered in the community member list.
The connection request processing 305 is a function for processing a connection request for requesting transmission of a multicast packet from the receiving apparatus, and holds the community member list 304 and host information of the receiving apparatus that directly receives the multicast packet from the transmitting apparatus. In response to the connection request from the receiving device, the host that should receive the packet returns a response to the connection request from the receiving device.
The insertion / removal request processing 307 is a function for processing a request for changing a transmission destination host of a packet of a transmission device from a reception device or a request for removal from a multicast group. And the contents of the community member list 304 are updated.
The transmission process 308 transmits a multicast packet based on the content of the highest-level receiving device name holding list 306.
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the participation request processing 301.
First, in step 401, the community name holding memory is read. In step 402, a connection from the receiving apparatus is awaited. When a join request is received from the receiving device, the process proceeds to step 403, where it is determined whether the multicast group that the receiving device wants to join matches the multicast group to which the sending device belongs.
If they match, the process proceeds to step 404, where it is determined whether the host is a rejected host that is not allowed to join the multicast group. If it is allowed to participate, the process proceeds to step 405, the reception apparatus is notified of permission to join the multicast group, and the host information of the reception apparatus is added to the community member list 304 in step 406.
On the other hand, if the community names do not match in step 403, and if participation is not permitted in step 404, the process proceeds to step 407, and notification of rejection of participation in the multicast group is sent to the receiving apparatus.
After step 406 or step 407, the process returns to step 402 again, and the above series of processing is repeated.
FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of the connection request processing 305.
First, in step 501, the community member list 304 and the highest receiving device name holding memory 306 are read, and in step 502, a connection request from the receiving device is awaited.
If a connection request is received, determination is made based on the number of members in the community member list in step 503. If the number of members is 0, that is, if there is no receiving device, the process proceeds to step 504, where the number of members is 1 or more, that is, already If there is a receiving device, the process proceeds to step 505.
In step 504, the receiving device that has issued the connection request as the highest-level receiving device name is stored in the highest-level receiving device name holding memory 306. In step 506, the receiving apparatus that has issued the connection request is notified of the transmitting apparatus itself as a connection destination.
In step 505, the highest receiving apparatus is notified as the connection destination.
After step 505 or step 506, the process returns to step 502 again and the above series of processing is repeated.
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the insertion / removal processing 307.
First, in step 601, the community member list 304 is read, and in step 602, an insertion request or withdrawal request from the receiving apparatus is awaited.
In step 603, the process branches depending on the processing content. If it is an insertion request, the process proceeds to step 604. If it is a withdrawal request, the process proceeds to step 605.
In the case of an insertion request, in step 604, the highest receiving host name is rewritten to the receiving apparatus that issued the insertion request.
In the case of the withdrawal request, in step 605, the name of the receiving apparatus that has issued the withdrawal request is deleted from the community member list 304 constituting the multicast group.
If the receiving device that has issued the leave request is the highest-level receiving device, the process proceeds to step 604, and the highest-level receiving host name is rewritten with the receiving device specified by the receiving device that has issued the leaving request.
After step 604, or in step 606, if the receiving device that has issued the withdrawal request is not the highest-level receiving device, the processing proceeds to step 607 and the insertion request processing and withdrawal request processing on the transmitting device side are completed. To the receiving device.
After step 607, the process returns to step 602 again, and the above series of processing is repeated.
[0021]
FIG. 7 is a functional block diagram showing functions of the multicast receiving apparatus according to the embodiment of the present invention.
The function of the receiving apparatus is mainly composed of six parts. The transmission device discovery process 701 is a function of discovering a transmission device in order to participate in a multicast group, and refers to a community name holding memory 702 that holds a community name for identifying the multicast group, and serves as a multicast starting point. Discover the transmitting device. The discovered host information of the transmission device is stored in the transmission device information holding memory 703.
The connection point search processing 704 is a function for examining the structure of a multicast group, refers to the transmission device information holding memory 703, and first issues a connection request to the transmission device. Sequentially issue connection requests to receiving devices belonging to the multicast group one after another, and search and search the host information of all the receiving devices at the time of trying to join the multicast group and the distance to that host by the function to measure above. A list 705 is created.
The insertion / leaving process 706 is a function for processing participation in a multicast group or leaving a multicast group. When joining a multicast group, a connection candidate list 707 is created from the search list 705, and a receiving apparatus that becomes a connection candidate On the other hand, the transmission destination or the transmission source of the multicast data is changed, and the own receiving device is inserted into the path for sending and receiving the multicast data.
Further, the host information of the transmission source reception device and the transmission destination reception device is stored in the connection information holding memory 708.
The insertion / removal processing 706 causes the transmission source reception device and transmission destination reception device stored in the connection information holding memory 708 to change the transmission destination reception device and reception source reception device when leaving the multicast group. . In addition, the transmission apparatus is notified of the departure from the multicast group.
In the connection information providing process 709, in response to a connection request from another receiving device, the contents of the connection information holding memory 708 are referred to and the receiving device returns a destination host as a host to receive the packet.
The connection information change processing 710 is a function for processing a transmission destination or transmission source change request from another receiving apparatus, and changes the contents of the connection destination information holding memory 708 in response to the request.
The transfer processing 711 receives a multicast packet based on the contents of the connection destination information holding memory 708, and performs transfer when there is a transmission destination to be transferred.
FIG. 8 is a flowchart showing the processing contents of the transmission device discovery processing 701.
In step 801, the community name holding memory 702 is read, and in step 802, a transmission device search packet including this community name is sent to the network.
If there is a transmitting device in the same network segment, it may be transmitted as a broadcast packet.
In step 803, a response from the transmission device is awaited. If there is a response of permission of participation from the transmission device, the process proceeds to step 805, and the host information of the transmission device that has made a response is stored in the transmission device information holding memory 703. On the other hand, if it is rejected, the process ends without doing anything.
FIG. 9 is a flowchart showing the processing contents of the connection point search processing 704.
In step 901, the transmission device information holding memory 703 is read. In step 902, a connection request packet is sent to the other party. For example, first, a connection request is issued to the transmission apparatus. In step 903, a response from the partner host is awaited.
In step 904, the name of the host that issued the connection request and the response time of the host are recorded in the search list 705.
In step 905, the response content to the connection request is examined, and it is determined whether or not the host that issued the connection request matches the host to be connected provided as a response. If the above hosts match each other, the host that issued the connection request has no transmission destination for further forwarding the multicast packet, that is, it has been reached to the end of the multicast group. To do.
If they do not match, there are more hosts belonging to the multicast group beyond the host that issued the connection request, so the process returns to step 902 and the host that issued the connection request provides the response to the host to be connected. Issue a connection request. Thereafter, by repeating the above processing, a list of all hosts belonging to the multicast group, that is, the host names of the transmission device and the reception device, and information on the distance to the host is obtained in the search list.
FIG. 10 is a flowchart showing the processing contents of the insertion / removal processing 706.
The insertion / removal processing 706 is started when the connection point search processing 704 is finished or when leaving the multicast group. In step 1001, the processing branches depending on the processing contents, in the case of insertion processing and in the case of withdrawal processing.
In the case of insertion processing, the process proceeds to step 1002, and a host that is closest to the own receiving device and is far from the transmitting device is selected from the search list 705 as a candidate, and a connection candidate list 707 is created.
In the case of the detachment process, the process proceeds to step 1003 and the connection information holding memory 708 is read.
In step 1004, the transmission apparatus is notified of leaving from the multicast group. In step 1005, a response is waited.
In step 1006, for the upstream host of the connection candidate list 707 or the connection information holding memory 708, in the case of insertion processing, the transmission destination host is changed to the own receiving device, and in the case of withdrawal processing, the transmission destination host is connected. Each request is made to change to a downstream host of the information holding memory 708. In step 1007, the response is waited.
In step 1008, for the downstream host of the connection candidate list 707 or the connection information holding memory 708, in the case of insertion processing, the transmission source host is changed to the own reception device, and in the case of disconnection processing, the transmission source host is connected. Each request is made to change to the upstream host of the information holding memory 708. In step 1009, the response is waited.
In step 1010, the contents of the connection information holding memory 708 are updated to reflect the above-described change contents.
FIG. 11 is a flowchart showing the processing contents of the connection information provision processing 709.
In step 1101, the host information of the transmission destination in the connection information holding memory 708 is read. In step 1102, it is determined whether or not there is a connection request from another receiving apparatus, and if it is a connection request, the process proceeds to step 1103. If there is no connection request, the process returns to step 1101 and the host information of the transmission destination in the connection information holding memory 708 is read again. This is because a process unrelated to the connection information providing process 709 may update the contents of the connection information holding memory 708.
In step 1103, the host information on the downstream side of the connection information holding memory 708 is responded to the connection request. If there is no downstream host, the host information of its own receiving device is returned.
FIG. 12 is a flowchart showing the processing contents of the connection information change processing 710.
In step 1201, a request for insertion and removal from another receiving apparatus is awaited.
If a request is received, the process branches depending on the content requested to be changed in step 1202, and if a change of the destination host is requested, the process proceeds to step 1203 to change the destination host information in the connection information holding memory 708. If it is requested to change the transmission source host, the process advances to step 1204 to change the transmission source host information in the connection information holding memory 708.
If any of the changing processes is completed, the process proceeds to step 1205 to notify the receiving apparatus that issued the request of the completion of the process. Thereafter, the process returns to step 1201 again to wait for an insertion / removal request.
Next, in the above-described multicast transmission device and multicast reception device of the present invention, for example, when multicast is performed in the network configuration of FIG. 15, a receiving device as shown in FIG. To do.
First, if no receiving device is connected to the transmitting device 1502, from the above description, the receiving device sends out a search packet for finding the transmitting device 1502, and if the transmitting device responds, The connection destination candidate for the receiving apparatus is only the transmitting apparatus 1502, and a configuration in which one receiving apparatus is connected to the transmitting apparatus 1502 is formed.
Next, a process in which a plurality of receiving apparatuses are already connected to the transmitting apparatus and a new receiving apparatus joins the multicast group will be described.
FIG. 13 is a schematic diagram showing this state.
As a first example, the receiving device 1 1504, the receiving device 2 1505, the receiving device 3 1512, and the receiving device 4 1515 are already connected to the transmitting device 1502 (FIG. 13A), and the receiving device 5 is newly added. A case where 1516 joins this multicast group will be described.
Receiving device 5 1516 intending to join the multicast group transmits a packet for searching for transmitting device 1502. When the packet reaches the transmission device 1502, the transmission device gives permission to participate in the multicast group to the reception device 51516. Receiving this, receiving apparatus 5 1516 first issues a connection request to transmitting apparatus 1502. The transmission device 1502 provides the reception device 5 1516 with information on the reception device 1 1504 that is sending a multicast packet as a reception device to be connected.
Receiving device 5 1516 receives the response from transmitting device 1502 and issues a connection request to receiving device 1 1504. The receiving apparatus 1 1504 responds to this connection request.
Information of a receiving device 21505 that is sending a multicast packet is provided as a receiving device to be connected.
Receiving device 5 1516 receives the response from receiving device 1 1504 and issues a connection request to receiving device 2 1505. In response to this connection request, the receiving device 2 1505 provides information of the receiving device 3 1512 that is sending a multicast packet as a receiving device to be connected.
Receiving device 5 1516 receives the response from receiving device 2 1505 and issues a connection request to receiving device 3 1512. In response to this connection request, the receiving device 3 1512 provides information of the receiving device 4 1515 that is sending a multicast packet as a receiving device to be connected.
Receiving device 5 1516 receives the response from receiving device 3 1505 and issues a connection request to receiving device 4 1515. Since the receiving device 4 1515 does not have a receiving device that sends a multicast packet, the receiving device 4 1515 provides information of the receiving device 4 1515 that is itself as a receiving device to be connected to this connection request.
Receiving device 5 1516 recognizes that the end of the multicast group has been reached because the receiving device that issued the connection request for the first time with the connection request to receiving device 4 1515 matches the receiving device to be connected.
In the network configuration of FIG. 15, when passing through the Ethernet (R) switch 1503 or the Ethernet (R) switch 1511, passing through the wide area network 1509 and the router 1510 via the router 1508 for 0.5 ms, or Assuming that 5 ms is required for passing through the reverse path, the receiving device 5 1516 measures the round trip time to each host when issuing the connection request. A search list like (a) is obtained.
As can be seen from the table, the receiving device closest to receiving device 5 1516 is receiving device 4 1515 with the shortest round trip time.
Based on this, receiving device 5 1516 uses receiving device 4 1515 as a connection candidate, and issues an insertion request to receiving device 4 1515. By connecting the receiving device 5 1516 as the transmission destination of the receiving device 4 1515, a multicast packet delivery route as shown by the tip of the arrow in FIG. 13A is formed.
As a next example, the receiving device 1 1504, the receiving device 2 1505, the receiving device 4 1515, and the receiving device 5 1516 are already connected to the transmitting device 1502 (FIG. 13B), and the receiving device 3 is newly added. A case where 1512 joins this multicast group will be described.
In the configuration of FIG. 17, the receiving device 3 1512 is the third receiving device, but is the case where it finally joined the multicast group. Similarly to the first example, the search list as shown in FIG. 14B is obtained in the receiving device 3 1512.
Here, as the nearest receiving device, receiving device 4 1515 and receiving device 5 1516 are arranged with the same round trip time.
In this case, the receiving device 5 1516 that is far from the transmitting device is selected.
Based on this, receiving device 3 1512 uses receiving device 5 1516 as a connection candidate, and issues an insertion request to receiving device 5 1516. By connecting the receiving device 3 1512 as the transmission destination of the receiving device 5 1516, a multicast packet delivery route as shown by the tip of the arrow in FIG. 13B is formed.
This does not match the route of FIG. 17, but when the route of FIG. 13 (b) is applied to FIG. 15, it will flow twice in the same direction on the same path, that is, on the line connecting the devices. I understand that there is no.
For example, when the receiving device 4 1515 having the same round trip time is selected as a connection candidate against the rule of selecting a device farther from the transmitting device, the path through which the packet flows is the receiving device 4 1515, the receiving device 3 1512, Receiving device 5 1516. When this route is applied to FIG. 15, packets flow twice in the same direction on the path between the Ethernet (R) switch 1511 and the Ethernet (R) switch 1514, and the use efficiency of the network decreases. I understand that. Therefore, when the round trip times are the same, it is necessary to select a receiving device farthest from the transmitting device.
As a next example, the receiving device 1 1504, the receiving device 3 1512, the receiving device 4 1515, and the receiving device 5 1516 are already connected to the transmitting device 1502 (FIG. 13C), and the receiving device 2 is newly added. A case where 1505 joins this multicast group will be described.
In this case, the obtained search list is as shown in FIG. 14 (c), and the hosts having the same round trip time, that is, the transmission device 1502 and the reception device 1 1504 also appear here. In this case, as a result, regardless of which host is selected as a connection candidate, packets do not flow in the same direction on the same path, but this is because the candidate host and the receiving device to be connected are the same. This is because it is directly connected to the Ethernet (R) switch 1503.
Since the latter two examples cannot be distinguished from each other by newly joining receivers, it is necessary to always adopt the rule of selecting the receiver farthest from the transmitter when the round trip time is the same. There is.
As described above, in the multicast receiving apparatus and transmitting apparatus according to the present invention, the multicast function for distributing transmission data only to the hosts belonging to a specific group among a plurality of hosts existing on the network has a special router function. This can be realized by transferring between the receiving devices belonging to the multicast group without depending on the function.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, in the multicast receiver and transmitter according to the present invention, the multicast function for distributing transmission data only to hosts belonging to a specific group among a plurality of hosts existing on the network has a special router function. This can be realized by transferring between the receiving apparatuses belonging to the multicast group without depending on a particular function.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a part that realizes a multicast data transfer function in a multicast reception apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram of a part that realizes a function of measuring a distance on a network to a specific host based on a response time in the multicast receiving apparatus according to the embodiment of the present invention
FIG. 3 is a functional block diagram showing functions of the multicast transmission device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of a participation request process 301;
FIG. 5 is a flowchart showing processing contents of a connection request processing 305;
FIG. 6 is a flowchart showing processing contents of insertion / removal processing 307;
FIG. 7 is a functional block diagram showing functions of the multicast receiving apparatus according to the embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a flowchart showing processing contents of a transmitting device discovery process 701;
FIG. 9 is a flowchart showing the contents of connection point search processing 704;
FIG. 10 is a flowchart showing processing contents of insertion / removal processing 706;
FIG. 11 is a flowchart showing the processing content of connection information provision processing 709;
FIG. 12 is a flowchart showing the processing content of connection information change processing 710;
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a process in which a receiving apparatus joins a multicast group.
FIG. 14 is a diagram showing a search list in three examples.
FIG. 15 is a block diagram of a network in an example.
FIG. 16 is a network configuration diagram for explaining multicast in a conventional example;
FIG. 17 is a network configuration diagram for explaining multicast in the present invention;
[Explanation of symbols]
101 Receive data buffer
102 Error detector
103 Transfer gate
104 Receive queue
105 ROM
106 CPU
107 RAM
108 Transmission queue
109 Transmit multiplexer
110 Transmission data buffer
111 Transfer condition holding memory
112 Transfer destination information holding memory
113 comparator
114 Data converter
115 Immediate transmission memory
201 Pattern holding memory
202 Pattern holding memory
203 comparator
204 timer
205 comparator

Claims

A multicast transmission device that realizes a multicast function that distributes transmission data only to reception devices belonging to a specific group among a plurality of hosts existing on the network,
In response to a search for a transmitting device from a receiving device, a response to permit or deny participation in a multicast group, and a member request processing means for updating a member list holding host information participating in the multicast group;
Receiving device information holding means for holding host information of a single destination host;
In response to a connection request from a receiving device, if host information of a destination host is held in the receiving device information holding unit, the destination host information is not held, and if not, the own transmitting device Connection request processing means for notifying the host information of
In response to a request to leave the multicast group from the receiving device, if the receiving device that issued the leaving request is a destination host held in the receiving device information holding means, the receiving device information holding means A leave request processing means for changing a held destination host and updating a member list holding host information participating in a multicast group,
In response to an insertion request from a receiving device, an insertion request processing unit that updates destination host information held in the receiving device information holding unit;
Transmission processing means for sending data to be multicast only to a receiving apparatus whose host information is held in the receiving apparatus information holding means;
A multicast transmission device comprising:

A multicast receiving device that realizes a multicast function for distributing transmission data only to receiving devices belonging to a specific group among a plurality of hosts existing on the network,
A transmitting device finding means for searching for a transmitting device that is a starting point of multicast data transmission that the receiving device wants to receive;
In order to recognize the connection state of the multicast group, a connection request is first issued to the transmission device discovered by the transmission device discovery means, and when host information other than the transmission device is designated as a response, A connection request is issued to the host for which the host information is provided, and this is repeated until the host that issued the connection request matches the host that should receive the data specified in the response, and all the connection requests are issued. A connection point search processing means for creating a search list for recording the name of the host and the response time from the host that issued the connection request;
Connection information holding means for holding host information of one transmission source host that transmits data to the own receiving device and host information of one transmission destination host when there is a transmission destination host that transmits data; From the search list, by selecting a host closest to the own receiving device and farthest from the transmitting device, the own receiving device selects a transmission source host to receive data, and the connection information holding means And requesting the transmission source host to change its data transmission destination to the local reception device so that the data is transmitted to the local reception device, and the transmission source host sends the data to the transmission destination host. If it is sent, a request to change the source host to the own receiving device so as to receive data from the own receiving device to the destination host of the source host And inserting processing means for holding the source host information of the destination host as the destination host of the local receiving device the connection information holding means with out,
In response to a connection request from another receiving apparatus, when the receiving apparatus has a transmission destination host and transmits data, the host information of the transmission destination host held in the connection information holding means is returned. In the case of not transmitting data, connection information providing processing means for responding to host information of the own receiving device;
In response to a request to change the destination host or source host from another receiving device, the connection information change for changing the host information of the destination host or source host of the own receiving device held in the connection information holding means Processing means;
If the receiving device has a transmission destination host and is transmitting data, the transmission destination host of the reception device is directed to transmit data to the transmission destination host of the reception device. A request to change the host is issued, and a request to change the transmission source host is issued to the transmission destination host of the reception device itself so that data is received from the transmission source host of the reception device. If you do not have a destination host, stop sending data to your own receiver for the source host of your own receiver.
Leaving processing means for issuing a request to delete the destination host information and requesting the sending device to leave the multicast group;
A reception processing means for receiving a packet from the network;
When the self-receiving device has a transmission destination host, the connection information is received when a packet to be multicast transmitted from the transmission device or the reception device held in the connection information holding means is received. Transmission processing means for immediately transmitting a packet to be multicast to a single receiving apparatus held as a destination host in the holding means;
A multicast receiving device comprising: