JP4141304B2

JP4141304B2 - マルチキャスト通信ネットワークにおける通信方法、受信端末、ｌ２スイッチおよびｌ３スイッチ

Info

Publication number: JP4141304B2
Application number: JP2003088107A
Authority: JP
Inventors: 基宏内山; 孝英前田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: US7639683B2; JP2004297521A; US20040190514A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば双方向ＣＡＴＶ放送などを扱うＩＰマルチキャスト通信ネットワークに関し、特に該ネットワークにおけるマルチキャスト通信方法、マルチキャスト送信端末、マルチキャスト受信端末、Ｌ２スイッチおよびＬ３スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＩＰ（Internet Protocol ）マルチキャスト通信が可能なネットワークとして種々の形態のネットワークがある。この中で本発明は特に、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを用いるレイヤ２のスイッチ、すなわちＬ２スイッチを少なくとも含んで構成されるＩＰマルチキャスト通信ネットワークを対象とするものである。
【０００３】
このようなネットワークにおいては、該ネットワークを構成するあるマルチキャスト受信端末から、例えば所望の映像の配信を希望する旨の要求が出されたとすると、当該映像の送信元であるマルチキャスト送信端末は、その要求に応えて、所望の映像を、当該ネットワークを介してその受信端末に配信する。
【０００４】
この場合、当該映像を転送するためのＩＰマルチキャストパケットは、ネットワーク上をＬ２スイッチを介して中継されるが、Ｌ２スイッチを経由することから、そのパケットは宛先を特定することなく転送される。このためネットワーク上には、いわゆるフラッディングが発生する。
【０００５】
すなわち、そのＬ２スイッチの配下にマルチキャスト受信端末が存在しないようなネットワークへまでも無制限にＩＰマルチキャストパケットの配信が行われてしまう。したがって、無駄なトラフィックが発生し、ネットワークのリソースが有効に利用されないことになる。
【０００６】
なお本発明に関連する公知技術としては、下記の特許文献１がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１２５２７７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に開示されるＩＰマルチキャスト通信ネットワークは、後に図１６を参照して説明するような従来のネットワークと基本的に等価である。この図１６によると、Ｌ２スイッチにはＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）・ＳＮＯＯＰＩＮＧ機能を実装する。そして、ＩＰアドレスを用いるレイヤ３のスイッチ、すなわち例えばルータのようなＬ３スイッチに対して、マルチキャスト受信端末は、ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮを行う。
【０００９】
ところが、上記の“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”機能によってマルチキャスト通信を行おうとしても、下記の２つの形態Ｉ）およびII）のＩＰマルチキャスト通信ネットワークに対しては、その“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”機能を適用することができない、という問題がある。そのような形態のネットワークとは、
Ｉ）マルチキャスト送信端末とマルチキャスト受信端末との間でマルチキャストパケットの中継を行う複数のスイッチが、全てＬ２スイッチであるような形態のネットワーク、および
II）マルチキャスト送信端末とマルチキャスト受信端末との間でマルチキャストパケットの中継を行う複数のスイッチは、Ｌ３スイッチであるが、隣接する２つの該Ｌ３スイッチの間に、少なくとも１つのＬ２スイッチを介在させるような形態のネットワーク、
である。
【００１０】
したがって本発明は、上記問題点に鑑み、
Ｌ２スイッチのみを経由してマルチキャストパケットが配信されるような形態のネットワーク（Ｉ）においても、また、２つのＬ３スイッチに挟まれたＬ２スイッチを有するようなスイッチ群を経由してマルチキャストパケットが配信されるような形態のネットワーク（II）においても、
該Ｌ２スイッチの配下にあってそのマルチキャストパケットの受信を必要とするマルチパケット受信端末のみに対して選択的に上記の配信を行うことのできる、マルチキャスト通信方法ならびにそのための装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の方法を提供する。
【００１２】
この方法は、基本的には、少なくともＬ２スイッチ（４）を介して、マルチキャスト送信端末（２）からマルチキャスト受信端末３にマルチキャストパケット（ＭＰ）の配信を行うマルチキャスト通信ネットワーク（１）において、受信端末識別機構（１０）を形成し、上記Ｌ２スイッチ（４）の配下に上記マルチキャストパケット（ＭＰ）の配信を要求するマルチキャスト受信端末（３）があるとき、上記受信端末識別機構（１０）によって、その要求に係る上記マルチキャスト受信端末に対してのみ選択的に上記の配信を行う、という方法である。
【００１３】
すなわち、そのような配信の要求を行わないマルチキャスト受信端末を配下に有する上記Ｌ２スイッチからは、上記受信端末識別機構により、上記の配信は行わないようにすることのできる方法である。これを図に表すと、次のとおりである。
【００１４】
図１は本発明に係る通信方法を説明するためのネットワーク概略図である。
【００１５】
本図において、参照番号１は本発明の通信方法が適用される、一例としての、マルチキャスト通信ネットワークを表す。
【００１６】
このマルチキャスト通信ネットワーク１は、図中左端のマルチキャスト送信端末２と、図中右端のマルチキャスト受信端末３（図では、２台の３−１，３−２）との間に形成され、該ネットワーク１を構成する伝送路ＴＬ上には、中継用のＬ２スイッチ４（図では、５台の４−１〜４−５）が配置される。
【００１７】
マルチキャスト送信端末２から、マルチキャスト受信端末３に、マルチキャストパケットＭＰを送信する場合、該マルチキャストパケットＭＰは、Ｌ２スイッチ４−１からＬ２スイッチ４−２および４−３にのみ配信される。すなわち、配下にマルチキャスト受信端末を有しないＬ２スイッチ、すなわちＬ２スイッチ４−４および４−５には、上記マルチキャストパケットＭＰは配信されない。このような選択配信を実現するのが、既述の受信端末識別機構であり、図では、参照番号１０により表す。
【００１８】
上記図１に表す通信方法は本発明に固有のものであり、これまでの一般的なマルチキャスト通信ネットワークでは、本発明に固有の上記の選択配信は行えなかった。このことを次に図に示す。
【００１９】
図１５は一般的な通信方法を説明するためのネットワーク概略図である。なお、全図を通じて同様の構成要素には、同一の参照番号または記号を付して示す。
【００２０】
図１５のネットワーク構成は、本発明との対比を明確にするため、上記図１のネットワーク構成と全く同じにしてある。
【００２１】
本図において注目すべき点は、マルチキャストパケットＭＰが、Ｌ２スイッチ４で中継されるネットワーク上にフラッディングされ、全てのＬ２スイッチの配下にある受信端末３まで該ＭＰが送信されてしまうことである。
【００２２】
すなわち本図において、マルチキャスト受信端末を配下に有しないＬ２スイッチ４−４および４−５までも、上記マルチキャストパケットＭＰが送信されてしまう。これはネットワークのリソースを無駄に使用することになる。
【００２３】
近年、日本の通信環境においては、例えば広域イーサネットなどをＬ２スイッチにより構築して通信サービスを行う、という傾向があり、このような通信環境のもとでは、かなり膨大なデータ量の、例えばストリーミングデータのようなマルチキャストパケットが配信されることが予想される。したがって、ネットワーク上には、未使用に終わる無駄なパケットが大量にフラッディングされ、最悪はネットワークの機能停止ということも考えられる。
【００２４】
かかる通信環境を予想したとき、図１に表す本発明の通信方法はその１つの解決技術としてきわめて有用である。
【００２５】
その他の解決技術の１つとしては、前述した図１６に示すものがある。
【００２６】
図１６は“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”技術を導入したマルチキャスト通信ネットワークの第１例を示す図である。
【００２７】
本図の第１例のネットワークは、図１の構成に対しさらに、ＩＰマルチキャストルータのようなＬ３スイッチ５（図では、５−１）が設けられている例を示す。すなわちこのＬ３スイッチ５−１と、マルチキャスト受信端末３−１および３−２との間に、前述のＬ２スイッチ４−１〜４−３が挿入される。
【００２８】
上記“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”技術を導入した場合、上記Ｌ２スイッチ４−１〜４−３ならびに４−４および４−５が、“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”機能を実装することになる。このようにして、マルチキャスト受信端末３−１および３−２が接続されているＬ２スイッチ４−１および４−２に対してのみ、選択的にマルチキャストパケットＭＰを配信することが可能である。
【００２９】
このために受信端末３−１および３−２は、まず、選択的マルチキャスト通信を行うべく、Ｌ３スイッチ５−１に対してＩＧＭＰ・ＪＯＩＮを行う。すなわち受信端末３−１，３−２は、“ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮ”パケットを発信する。
【００３０】
そうすると、“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”機能を実装しているＬ２スイッチ４−１は、上記“ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮ”パケットの通過を監視（snoop ）する。そして、その“ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮ”パケットの通過が監視されたとき、その通過のあったポートを特定する。本図の例の場合、Ｌ２スイッチ４−１が有するポートａ〜ｄのうち、ポートａおよびポートｂが、“ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮ”パケットの通過ポートとして特定される。
【００３１】
このような特定がなされたあと、マルチキャスト送信端末２から、マルチキャストパケットＭＰの送信があったとき、このＭＰを受信したＬ２スイッチ４−１は、上記の特定されたポートａおよびポートｂにのみ当該ＭＰを配信する。したがって該ＭＰはマルチキャスト受信端末３−１および３−２にのみ到達する。
【００３２】
一方、上記“ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮ”パケットの通過が監視されなかった、Ｌ２スイッチ４−１のポートｃおよびポートｄには、上記マルチキャストパケットＭＰは配信されない。
【００３３】
上記図１６に示す、“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”技術を導入したマルチキャスト通信ネットワーク以外の他のネットワークをさらに示す。
【００３４】
図１７は“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”技術を導入したマルチキャスト通信ネットワークの第２例を示す図である。
【００３５】
本図の第２例のネットワークは、図１の構成に対しさらに、ＩＰマルチキャストルータのようなＬ３スイッチ５（図では、５−１〜５−５）が設けられている例を示す。また上記図１６に対しては、Ｌ３スイッチ５−２〜５−５が追加された点が異なる。
【００３６】
図１７の場合に注目すべき点は、前記の“ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮ”パケットがマルチキャスト受信端末３−１および３−２から送信されても、それぞれ、Ｌ３スイッチ５−２および−３にまでしか到達せず、その先のＬ２スイッチまでは届かないことである。したがって、これらＬ２スイッチに実装された“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”機能が全く効果を発揮しないことになる。
【００３７】
要するに、図１６に示すネットワークでは“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”が十分機能するものの、図１７に示すネットワークでは全くそれが機能しない。
【００３８】
しかし図１６に示すネットワークであっても、もし仮にＩＰマルチキャストルータであるＬ３スイッチ５−１が後日撤去されたような場合には、すなわち、前述した図１や図１５に示すようなネットワーク構成になった場合には、上記“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”機能は全く利用不能となってしまう。
【００３９】
以上述べたことは、「“ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮ”信号は、マルチキャスト受信端末と、その直近のマルチキャストルータ（Ｌ３スイッチ）との間でしかやり取りされない」という事実に起因するものである。
【００４０】
【発明の実施の形態】
上記図１は、本発明の通信方法を適用した既述のネットワーク形態Ｉであるが、この本発明に係る通信方法は既述のネットワーク形態IIにも適用する。これを図２に示す。
【００４１】
図２は本発明に係る通信方法を適用した別のネットワーク概略図である。ただし、このネットワーク形態IIは、前述の図１７と同じである。
【００４２】
この図２においても、図１と同様、マルチキャスト送信端末２からのマルチキャストパケットＭＰが、受信の要求があるマルチキャスト受信端末３−１および３−２にのみに選択的に配信されており、既述したパケットのフラッディングは生じない。
【００４３】
図３は図１および図２に示す各マルチキャスト受信端末３の基本構成を表す図である。
【００４４】
本図において、マルチキャスト受信端末３は、マルチキャスト送信端末２から、少なくともＬ２スイッチ４を介して、マルチキャストパケットＭＰの配信を受ける受信端末であり、識別パケット送信手段１１を備える。
【００４５】
ここに識別パケット送信手段１１は、配下にマルチキャストパケットＭＰの配信を受けることを要求するマルチキャスト受信端末が存在することを、Ｌ２スイッチ４に学習させるための識別パケットＰｄ（discrimination）を生成し、そして該Ｌ２スイッチ４側に送信する。この識別パケット送信手段１１は、図１および図２に示す受信端末識別機構１０の一構成部分をなすものである。なお、上記の識別パケットＰｄを図に表すと次のとおりである。
【００４６】
図４は図３の識別パケットＰｄのデータフォーマットを示す図である。
【００４７】
本図に示すとおり、識別パケットＰｄは、ＭＡＣヘッダ、ＩＰヘッダおよびデータグラムからなる。ＭＡＣヘッダはデスティネーションアドレスＤＡおよびソースアドレスＳＡからなり、ＩＰヘッダもまたデスティネーションアドレスＤＡおよびソースアドレスＳＡからなる。そのあとには図示のとおり、パケットペイロードとしてデータグラムが続く。
【００４８】
本発明に基づく識別パケットＰｄは、上記のとおりＩＰヘッダおよびＭＡＣヘッダを含むが、その特徴は、そのＩＰソースアドレス（ＳＡ）およびＭＡＣソースアドレス（ＳＡ）を、当該マルチキャスト受信端末３が参加すべきマルチキャストグループのＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスとすることにある（具体例については後述する）。
【００４９】
さらに識別パケットＰｄは、ユニキャストで定期的に送信するようにする。
【００５０】
また実際には識別パケットＰｄは、図１６および図１７において説明したＩＧＭＰ・ＪＯＩＮパケットの送出に際して送信することが望ましい。なおこのＩＧＭＰ・ＪＯＩＮパケットは、既存のＩＧＭＰ・ＪＯＩＮ送信部６から送信される。
【００５１】
次にＬ２スイッチについて見てみる。
【００５２】
図５は図１および図２に示す各Ｌ２スイッチの基本構成を表す図である。
【００５３】
本図において、Ｌ２スイッチ４は、マルチキャスト送信端末２から送信されるマルチキャストパケットＭＰを中継して、これをマルチキャスト受信端末３へ配信するスイッチであって、図示するように監視手段１２と学習手段１３とを含む。
【００５４】
この監視手段１２は、マルチキャストパケットＭＰの配信を受けることを要求するマルチキャスト受信端末３が配下に存在することを、このＬ２スイッチ４に学習させるために、当該マルチキャスト受信端末から送信される識別パケットＰｄを監視するものである。そして学習手段１３は、この監視手段１２により抽出された識別パケットＰｄをもとに、当該マルチキャスト受信端末の存在を学習するようにする。
【００５５】
なお、これらの手段１２および１３もまた、図１および図２に示す受信端末識別機構１０の一構成部分をなす。
【００５６】
上記の学習手段１３はさらに、既存の配信テーブル７を含んでいる。
【００５７】
この配信テーブル７に、識別パケットＰｄによって前述のＩＰソースアドレス（ＳＡ）およびＭＡＣソースアドレス（ＳＡ）を学習した後は、マルチキャスト送信端末２から送信されるマルチキャストパケットＭＰを、この配信テーブル７に従って、既存のルーディング部８により、配信する。
【００５８】
次にＬ３スイッチについて見てみる。このＬ３スイッチは、図２のネットワーク形態IIにおいて用いられており、図１のネットワーク形態Ｉにはない。
【００５９】
図６は図２に示す各Ｌ３スイッチの基本構成を表す図である。
【００６０】
本図において、Ｌ３スイッチ５は、マルチキャスト送信端末２から、少なくともＬ２スイッチ４を経由して送信されるマルチキャストパケットＭＰを、さらに中継してマルチキャスト受信端末３へ配信するスイッチであって、かつ、そのマルチキャストパケットＭＰの配信を受けることを要求するマルチキャスト受信端末が配下に存在することをそのＬ２スイッチ４に学習させるための識別パケットＰｄを、Ｌ２スイッチ側に送信するようにしたスイッチである。このＬ３スイッチ５は図示するように、判別手段１４と、ヘッダ処理手段１５とを含む。
【００６１】
この判別手段１４は、受信したパケットが、識別パケットＰｄか、この識別パケットＰｄ以外の一般パケットＰか、を判別するものである。一方上記ヘッダ処理手段１５は、受信した上記パケットのＭＡＣヘッダを処理する手段であって、かつ、上記判別手段１４の判別結果に応じてその処理を異ならせるものである。
【００６２】
このヘッダ処理手段１５は、判別手段１４により、受信したパケットが識別パケットＰｄであると判別されたときには、ＭＡＣヘッダのソースアドレス（ＳＡ）の処理を行わず、一方、その受信したパケットが一般パケットＰであると判別されたときには、このＭＡＣヘッダに対して一般の書き換え処理を行い、その後、既存のルーティング部９により所定のルートに転送する。
【００６３】
ここに判別手段１４は、受信パケットのＩＰヘッダおよびＭＡＣヘッダが、マルチキャスト形式のアドレスか、ユニキャスト形式のアドレスか、に応じて、それぞれ、識別パケットＰｄか、一般パケットＰか、を判別することができる。
【００６４】
なお、これらの手段１４および１５もまた、図２に示す受信端末識別機構１０の一構成部分をなす。
【００６５】
【実施例】
図７は図１に示すネットワーク形態Ｉのもとでの動作を説明するための図であり、
図８は図２に示すネットワーク形態IIのもとでの動作を説明するための図である。
【００６６】
まず図７を参照すると、マルチキャスト受信端末３−１および３−２は、同じマルチキャストグループに所属しているものとする。したがって同じマルチキャストＩＰアドレスを持つ。図示の例では、（２３９．２５５．０．１）である。この場合、マルチキャストＭＡＣアドレスとしては、規則に従い所定の論理演算を上記（２３９．２５５．０．１）に対して行いその結果として、（０１−００−５Ｅ−７Ｆ−００−０１）が自動生成される。このＭＡＣアドレスも、同じ上記のマルチキャストグループに所属するマルチキャスト受信端末３−１および３−２について、共通である。これらのアドレスは、図７の中に記載されている。
【００６７】
これらのアドレスは識別パケットＰｄの中に埋め込まれて各マルチキャスト受信端末３−１および３−２から送出される。
図９は図７に示す識別パケットＰｄに埋め込まれるアドレス情報の具体例を示す図である。
【００６８】
このパケットＰｄは図７において、Ｐｄ（ＰＩＮＧ）として示している。すなわち、パケットＰｄは例えば周知のＰＩＮＧ（Packet InterNet Groper）メッセージとほぼ同じ形式のパケットでもよいことを示している。
【００６９】
ただし、ＰＩＮＧがＰｄと大きく異なるのはアドレスの設定の仕方である。通常のＰＩＮＧであると、ＩＰソースアドレス（ＳＡ）は、例えばＩＰＳＡ：１０．０．０．２およびＭＡＣＳＡ：１１−１１−１１−１１−１１−１１のように設定される。ところがＰｄについては、図９に表すように、ＩＰＳＡ：２３９．２５５．０．１（ＰＩＮＧＩＰＳＡのように１０．０．０．２ではなく）およびＭＡＣＳＡ：０１−００−５Ｅ−７Ｆ−００−０１（ＰＩＮＧＭＡＣＳＡのように１１−１１−…１１ではなく）のような特殊なアドレス設定としている。なお図９におけるＭＡＣＤＡおよびＩＰＤＡは、図７の左端に示すマルチキャスト送信端末２が有するＭＡＣおよびＩＰアドレスである。
【００７０】
要するに、既述したごとく、識別パケットＰｄは、ＩＰヘッダおよびＭＡＣヘッダを含み、かつ、そのＩＰＳＡアドレスおよびＭＡＣＳＡアドレスは、当該マルチキャスト受信端末が所属すべきマルチキャストグループのＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスとする。これにより、その識別パケットＰｄを受信したＬ２スイッチ４は、マルチキャストアドレスとして表されたソースアドレス（ＳＡ）を認知して、前述した「学習」のプロセスを実行する。
【００７１】
図７に戻ると、受信端末３−１および３−２からは、送信端末２に対して、ユニキャストで、例えばＰＩＮＧメッセージ形式の識別パケットＰｄが、好ましくは定期的に、Ｌ２スイッチ４側に向けて送信される。
【００７２】
このＬ２スイッチ４（４−１〜４−５）は、通常の“Learning Bridge”と同様の「学習」動作を行う。Ｌ２スイッチ４内の学習手段１３（図５）は、ＭＡＣＳＡアドレスが上記マルチキャストアドレスであっても、その受信ポートにおいて「学習」を行う。これは、上記図９において説明した、特殊なアドレス設定によるものである。その「学習」を行った上記受信ポートは、図７において、受信端末３−１についてはａ−ａで示され、受信端末３−２についてはａ−ｂで示される。この様子を次に図にて示す。
【００７３】
図１０は図７においてＬ２スイッチが学習した様子を図解的に示す図である。
【００７４】
この図１０と上記図７を参照すると、マルチキャスト受信端末３−１からマルチキャスト送信端末２にユニキャストで送信される識別パケットＰｄのＭＡＣＳＡ（０１−００−５Ｅ−７Ｆ−００−０１）は、Ｌ２スイッチ４−２のポートａおよびＬ２スイッチ４−１のポートａでそれぞれ学習される。
【００７５】
同様に、マルチキャスト受信端末３−２からマルチキャスト送信端末２にユニキャストで送信される識別パケットＰｄのＭＡＣＳＡ（０１−００−５Ｅ−７Ｆ−００−０１）は、Ｌ２スイッチ４−３のポートａおよびＬ２スイッチ４−１のポートｂでそれぞれ学習される。
【００７６】
このようにした学習の様子は、図１０においてハッチング付きの○印にて表す。これらハッチング付きの○印で示すポートａおよびポートｂには、上記のＭＡＣアドレス（０１−００−５Ｅ−７Ｆ−００−０１）がそれぞれ学習されている。すなわち配信テーブル７（図５）に登録済みである。
【００７７】
Ｌ２スイッチ４について上記の学習が行われた後は、マルチキャスト送信端末２からのマルチキャストパケットＭＰは、その学習が行われたポートのみをたどって、マルチキャスト受信端末３（３−１，３−２）にのみ配信される。すなわち、図１０において上記の学習が行われていないポート（図１０のｃおよびｄ）には、上記マルチキャストパケットＭＰはルーティングされない。この様子を次に図にて示す。
【００７８】
図１１はＬ２スイッチ４にて学習が行われた後のパケットＭＰのルーティングの様子を示す図である。
【００７９】
本図に示すとおり、マルチキャスト送信端末２からのマルチキャストパケットＭＰは、学習済みのポートａおよびｂをたどって、マルチキャストグループの受信端末３−１および３−２にのみルーティングされる。したがって、ポートｃおよびポートｄ側に無駄にマルチパケットＭＰがフラッディングされることはない。
【００８０】
本図をさらに詳しく説明すると次のとおりである。
【００８１】
マルチキャスト送信端末２からマルチキャスト受信端末３−１および３−２にマルチキャストパケットＭＰを送信する場合には、この送信パケットのＩＰＤＡ（デスティネーション・アドレス）は２３９．２５５．０．１、ＭＡＣＤＡは０１−００−５Ｅ−７Ｆ−００−０１となる（図７の右上参照）。ここでＬ２スイッチ４−１〜４−５は、前述した通常の“Learning Bridge ”と同様の「学習」動作を行う。
【００８２】
マルチキャスト送信端末２から送信されたマルチキャストパケットＭＰは、Ｌ２スイッチ４−１に到達する。このＬ２スイッチ４−１は、上記の“Learning Bridge ”として動作するため、上記のＭＡＣアドレス（０１−００−５Ｅ−７Ｆ−００−０１）が学習されているポートａおよびポートｂにのみ、そのパケットＭＰを配信する。他のＬ２スイッチ４−２および４−３においても同様に、そのＭＡＣアドレス（０１−００−５Ｅ−７Ｆ−００−０１）が学習されているポートａにのみ、そのパケットＭＰを配信する。結局、上記パケットＭＰは、Ｌ２スイッチ４−４および４−５には配信されず、効率的なマルチキャスト通信が実現される。
【００８３】
このような効率的なマルチキャスト通信を実現することができたのは、マルチキャスト受信端末３が図７において説明した本発明に固有の動作を行うようにしたからである。そしてこのような固有の動作は、実際には、図１６において説明したＩＧＭＰ・ＪＯＩＮのときに併せて行うのが望ましい。この固有の動作の一例を次にフローチャートにて説明する。
【００８４】
図１２はマルチキャスト受信端末３の一動作例を示すフローチャートである。本図において、
Ｓ１１：マルチキャスト送信端末２からマルチキャストパケットＭＰの受信するためのアプリケーションを起動する。
【００８５】
Ｓ１２：ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮパケットを、ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮ送信部６（図３）から送信する。
【００８６】
Ｓ１３：ＩＰソースアドレス（ＳＡ）およびＭＡＣソースアドレス（ＳＡ）を、ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮするべきマルチキャストグループのＩＰアドレスＭＡＣアドレスとするように構成された識別パケットＰｄを、例えばＰＩＮＧメッセージのように、送信する。
【００８７】
なお、Ｓ１２とＳ１３は図示する順番でも良いし、あるいは両者を入れ替えた順番でも良い。
【００８８】
以上、ネットワーク形態Ｉ（図７）について説明したので、次に図８に示すネットワーク形態IIについて説明する。図８が図７と相違するのは、Ｌ３スイッチ５−１とＬ３スイッチ５−２〜５−５との間にＬ２スイッチ４−１〜４−５が介在する点にある。この相違点を除けば、図７の説明がそのまま図８にも当てはまる。
【００８９】
上記の相違点すなわち、例えば受信端末３−１について見ると、Ｌ３スイッチ５−２が存在することから、マルチキャストＭＡＣアドレス０１−００−５Ｅ−７Ｆ−００−０１がそのままＬ２スイッチ４−２に到達せず、このＬ２スイッチ４−２において前述した「学習」をしても無意味になってしまう。これは、一般にＬ３スイッチがパケットを転送する際にＭＡＣアドレスの書き換え処理を行う、ということに起因する。このことは、図８を参照しつつ図１３の（ａ）において明らかにするが、その前に、図７では示されず図８で新たに明記されるＭＡＣアドレスについて説明しておく。
【００９０】
図８に示すように、Ｌ３スイッチ５−１のＭＡＣアドレスについて、マルチキャスト送信端末２に接続されている側のそのＭＡＣアドレスを２２−２２−２２−２２−２２−２２とし、Ｌ２スイッチ４−１に接続されている側のＭＡＣアドレスを２２−２２−２２−２２−２２−２１とする。またＬ３スイッチ５−２のＭＡＣアドレスについて、Ｌ２スイッチ４−２に接続されている側のそのＭＡＣアドレスを１１−１１−１１−１１−１１−１２とし、マルチキャスト受信端末３−１に接続されている側のそのＭＡＣアドレスを１１−１１−１１−１１−１１とする。
【００９１】
このようにＭＡＣアドレスを設定した例のもとで図１３を参照する。
【００９２】
図１３は図８の区間１→３におけるアドレスであって、（ａ）は図６の手段１４，１５が存在しない場合、（ｂ）は存在する場合のアドレスの遷移を示す図である。
【００９３】
図８のＬ３スイッチ５−２および５−１として通常のＬ３スイッチをそのまま用いたとすると、識別パケットＰｄのアドレス情報は、区間１→区間２→区間３と進むうちに、図１３の（ａ）のように遷移する。特にＭＡＣソースアドレス（ＳＡ）に着目すると、「０１−００−５Ｅ−７Ｆ−００−０１」→「１１−１１−１１−１１−１１−１２」→「２２−２２−２２−２２−２２−２２」のように変化する。
【００９４】
そうすると、Ｌ２スイッチ４−２のポートとＬ２スイッチ４−１のポートとでは互いに異なるＭＡＣＳＡを学習することになり、したがって、マルチキャスト送信端末２からのマルチキャストパケットＭＰを、目的のマルチキャスト受信端末３−１までルーティングすることができない。
【００９５】
そこで前述した図６に判別手段１４およびヘッダ処理手段１５を、Ｌ３スイッチの中に形成する。
【００９６】
そうすると、識別パケットＰｄのアドレス情報は、区間１→区間２→区間３と進むときに、図１３の（ｂ）のように変遷する。特にＭＡＣソースアドレス（ＳＡ）に着目すると、いずれの区間においても同一の０１−００−５Ｅ−７Ｆ−００−０１が維持される。したがって、Ｌ２スイッチ４−２もＬ２スイッチ４−１も共に同一のＭＡＣＳＡを学習することになり、マルチキャスト送信端末２からのマルチキャストパケットＭＰを、目的のマルチキャスト受信端末３−１まで誤りなくルーティングすることができる。
【００９７】
かくして本発明は、ネットワーク形態Ｉ（図７）の場合のみならず、ネットワーク形態II（図８）の場合にも適用可能となる。これを可能としたのは図６に示すＬ３スイッチ５である。そこでこのＬ３スイッチ５の動作の一例についてフローチャートで説明する。
【００９８】
図１４はＬ３スイッチ５の一動作例を示すフローチャートである。本図において、
Ｓ２１：マルチキャスト送信端末２に向けたパケットが到達する。
【００９９】
Ｓ２２：その到達したパケットが識別パケットＰｄか一般パケットＰか、を判別するために、判別手段１４に受信パケットのアドレス情報を取り込む。
【０１００】
Ｓ２３：さらに上記判別手段１４により、そのアドレス情報が、マルチキャストアドレスの形式かユニキャストアドレスの形式か、判別する。
【０１０１】
Ｓ２４：ユニキャストアドレスの形式であれば、受信パケットは一般パケットＰであると判別し、通常処理に入る。すなわちＭＡＣアドレスの書き換え（付け替え）をし、このパケットＰをルーティング部９により目的地（ＤＡ）へルーティングする。
【０１０２】
Ｓ２５：マルチキャストアドレスの形式であれば（規則により０１−００−５Ｅや２３９．２５５…などは、マルチキャストアドレスの形式である）、受信パケットは識別パケットＰｄであると判別する。このときは上記のアドレス書き換え処理を行うことなくそのままルーティング部９による目的地へのルーティングを行う。
【０１０３】
Ｓ２６：パケットＰｄもパケットＰも共に再び目的地（ＤＡ）へ向けて再送出する。
【０１０４】
以上詳述した本発明の実施の態様は以下のとおりである。
【０１０５】
（付記１）マルチキャスト送信端末から、少なくともＬ２スイッチを介して、複数のマルチキャスト受信端末にマルチキャストパケットの配信を行うマルチキャスト通信ネットワークにおいて、
前記マルチキャストパケットの配信を受けるべき前記マルチキャスト受信端末を識別するためのマルチキャスト受信端末識別機構を形成し、
前記Ｌ２スイッチの配下に、前記マルチキャストパケットの配信を要求するマルチキャスト受信端末があるとき、前記マルチキャスト受信端末識別機構により、その要求に係るマルチキャスト受信端末に対してのみ選択的に前記の配信を実行することを特徴とする、マルチキャスト通信ネットワークにおける通信方法。
（付記２）マルチキャスト送信端末から、少なくともＬ２スイッチを介して、マルチキャストパケットの配信を受けるマルチキャスト受信端末において、
配下に前記マルチキャストパケットの配信を受けることを要求するマルチキャスト受信端末が存在することを、前記Ｌ２スイッチに学習させるための識別パケットを生成し該Ｌ２スイッチ側に送信する識別パケット送信手段を備えることを特徴とするマルチキャスト受信端末。
（付記３）前記識別パケットは、ＩＰヘッダおよびＭＡＣヘッダを含み、かつ、そのＩＰソースアドレスおよびＭＡＣソースアドレスは、当該マルチキャスト受信端末が所属すべきマルチキャストグループのＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスであることを特徴とする付記２に記載のマルチキャスト受信端末。
（付記４）前記識別パケットを、ユニキャストで定期的に送信することを特徴とする付記２に記載のマルチキャスト受信端末。
【０１０６】
（付記５）前記識別パケットは、ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮパケットの送出に際して送信することを特徴とする付記２に記載のマルチキャスト受信端末。
【０１０７】
（付記６）マルチキャスト送信端末から送信されるマルチキャストパケットを中継して、これをマルチキャスト受信端末へ配信するＬ２スイッチにおいて、
前記マルチキャストパケットの配信を受けることを要求する前記マルチキャスト受信端末が配下に存在することを、当該Ｌ２スイッチに学習させるために、当該マルチキャスト受信端末から送信される識別パケットを監視する監視手段と、該監視手段により抽出された該識別パケットをもとに、当該マルチキャスト受信端末の存在を学習する学習手段と、
を備えることを特徴とするＬ２スイッチ。
（付記７）前記識別パケットは、ＩＰヘッダおよびＭＡＣヘッダを含み、かつ、そのＩＰソースアドレスおよびＭＡＣソースアドレスは、当該マルチキャスト受信端末が所属すべきマルチキャストグループのＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスであることを特徴とする付記６に記載のＬ２スイッチ。
【０１０８】
（付記８）前記学習手段は配信テーブルを含み、該配信テーブルに前記ＩＰソースアドレスおよびＭＡＣソースアドレスを学習した後は、前記マルチキャスト送信端末から送信されるマルチキャストパケットを、該配信テーブルに従って配信することを特徴とする付記７に記載のＬ２スイッチ。
【０１０９】
（付記９）マルチキャスト送信端末から、少なくともＬ２スイッチを経由して送信されるマルチキャストパケットを、さらに中継してマルチキャスト受信端末へ配信するＬ３スイッチであって、かつ、前記マルチキャストパケットの配信を受けることを要求する前記マルチキャスト受信端末が配下に存在することを前記Ｌ２スイッチに学習させるための識別パケットを、該Ｌ２スイッチ側に送信するようにしたＬ３スイッチにおいて、
受信したパケットが、前記識別パケットか、該識別パケット以外の一般パケットか、を判別する判別手段と、
受信した前記パケットのＭＡＣヘッダを処理する手段であって、かつ、前記判別手段の判別結果に応じてその処理を異ならせるヘッダ処理手段と、
を備えることを特徴とするＬ３スイッチ。
（付記１０）前記識別パケットは、ＩＰヘッダおよびＭＡＣヘッダを含み、かつ、そのＩＰソースアドレスおよびＭＡＣソースアドレスは、当該マルチキャスト受信端末が所属すべきマルチキャストグループのＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスであることを特徴とする付記９に記載のＬ３スイッチ。
【０１１０】
（付記１１）前記ヘッダ処理手段は、前記判別手段により、前記受信したパケットが前記識別パケットであると判別されたときには、前記ＭＡＣヘッダのソースアドレスの処理を行わず、一方、該受信したパケットが前記一般パケットであると判別されたときには、前記ＭＡＣヘッダに対して一般の書き換え処理を行うことを特徴とする付記９に記載のＬ３スイッチ。
【０１１１】
（付記１２）前記判別手段は、前記受信パケットのＩＰヘッダおよびＭＡＣヘッダが、マルチキャスト形式のアドレスか、ユニキャスト形式のアドレスか、に応じて、それぞれ、前記識別パケットか、前記一般パケットか、を判別することを特徴とする付記１０に記載のＬ３スイッチ。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、通常はマルチキャストパケットをフラッディングしてしまう、Ｌ２スイッチを含むネットワークにおいても、指定されたマルチキャスト受信端末にのみ選択的にそのマルチパケットを配信することができる。これにより上記フラッディングに伴う不必要なトラフィックの増大を抑えることができ、ネットワークのリソースが効率良く利用される。
【０１１３】
また、今後普及すると予想されるＬ２スイッチにより構築する広域イーサネットなどの通信サービスにも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る通信方法を説明するためのネットワーク概略図である。
【図２】本発明に係る通信方法を適用した別のネットワーク概略図である。
【図３】図１および図２に示す各マルチキャスト受信端末３の基本構成を表す図である。
【図４】図３の識別パケットＰｄのデータフォーマットを示す図である。
【図５】図１および図２に示す各Ｌ２スイッチの基本構成を表す図である。
【図６】図１および図２に示す各Ｌ３スイッチの基本構成を表す図である。
【図７】図１に示すネットワーク形態Ｉのもとでの動作を説明するための図である。
【図８】図１に示すネットワーク形態IIのもとでの動作を説明するための図である。
【図９】図７に示す識別パケットＰｄに埋め込まれるアドレス情報の具体例を示す図である。
【図１０】図７においてＬ２スイッチが学習した様子を図解的に示す図である。
【図１１】Ｌ２スイッチ４にて学習が行われた後のパケットＭＰのルーティングの様子を示す図である。
【図１２】マルチキャスト受信端末３の一動作例を示すフローチャートである。
【図１３】図８の区画１→３におけるアドレスであって、（ａ）は図６の手段１４，１５が存在しない場合、（ｂ）は存在する場合のアドレスの遷移を示す図である。
【図１４】Ｌ３スイッチ５の一動作例を示すフローチャートである。
【図１５】一般的な通信方法を説明するためのネットワーク概略図である。
【図１６】“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”技術を導入したマルチキャスト通信ネットワークの第１例を示す図である。
【図１７】“ＩＧＭＰ・ＳＮＯＯＰＩＮＧ”技術を導入したマルチキャスト通信ネットワークの第２例を示す図である。
【符号の説明】
１…マルチキャスト通信ネットワーク
２…マルチキャスト送信端末
３…マルチキャスト受信端末
４…Ｌ２スイッチ
５…Ｌ３スイッチ
６…ＩＧＭＰ・ＪＯＩＮ送信部
７…配信テーブル
８…ルーティング部（Ｌ２）
９…ルーティング部（Ｌ３）
１０…受信端末識別機構
１１…識別パケット送信手段
１２…監視手段
１３…学習手段
１４…判別手段
１５…ヘッダ処理手段
Ｐｄ…識別パケット

Claims

マルチキャスト送信端末から、少なくともＬ２スイッチを介して、複数のマルチキャスト受信端末にマルチキャストパケットの配信を行うマルチキャスト通信ネットワークにおいて、
前記マルチキャスト受信端末より、前記Ｌ２スイッチの配下に前記マルチキャストパケットの配信を受けることを要求するマルチキャスト受信端末が存在することを、該Ｌ２スイッチに学習させるための識別パケットを生成して前記マルチキャスト送信端末に送信するステップと、
前記Ｌ２スイッチにおいて、当該マルチキャスト受信端末から送信される識別パケットを監視するステップと、
該監視により抽出された該識別パケットをもとに、当該マルチキャスト受信端末の存在を学習するステップと、
前記の学習により、前記の要求に係るマルチキャスト受信端末に対してのみ選択的に前記の配信を実行するステップと、を有し、ここに、
前記識別パケットは、ＩＰヘッダおよびＭＡＣヘッダを含み、かつ、そのＩＰソースアドレスおよびＭＡＣソースアドレスは、当該マルチキャスト受信端末が所属すべきマルチキャストグループのＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスであることを特徴とする、マルチキャスト通信ネットワークにおける通信方法。
マルチキャスト送信端末から、少なくともＬ２スイッチを介して、マルチキャストパケットの配信を受けるマルチキャスト受信端末において、
配下に前記マルチキャストパケットの配信を受けることを要求するマルチキャスト受信端末が存在することを、前記Ｌ２スイッチに学習させるための識別パケットを生成し該Ｌ２スイッチ側に送信する識別パケット送信手段を備え、ここに、
前記識別パケットは、ＩＰヘッダおよびＭＡＣヘッダを含み、かつ、そのＩＰソースアドレスおよびＭＡＣソースアドレスは、当該マルチキャスト受信端末が所属すべきマルチキャストグループのＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスであることを特徴とするマルチキャスト受信端末。
マルチキャスト送信端末から送信されるマルチキャストパケットを中継して、これをマルチキャスト受信端末へ配信するＬ２スイッチにおいて、
前記マルチキャストパケットの配信を受けることを要求する前記マルチキャスト受信端末が配下に存在することを、当該Ｌ２スイッチに学習させるために、当該マルチキャスト受信端末から送信される識別パケットを監視する監視手段と、
該監視手段により抽出された該識別パケットをもとに、当該マルチキャスト受信端末の存在を学習する学習手段と、を備え、ここに、
前記識別パケットは、ＩＰヘッダおよびＭＡＣヘッダを含み、かつ、そのＩＰソースアドレスおよびＭＡＣソースアドレスは、当該マルチキャスト受信端末が所属すべきマルチキャストグループのＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスであることを特徴とするＬ２スイッチ。
マルチキャスト送信端末から、少なくともＬ２スイッチを経由して送信されるマルチキャストパケットを、さらに中継してマルチキャスト受信端末へ配信するＬ３スイッチであって、かつ、前記マルチキャストパケットの配信を受けることを要求する前記マルチキャスト受信端末が配下に存在することを前記Ｌ２スイッチに学習させるための識別パケットを、該Ｌ２スイッチ側に送信するようにしたＬ３スイッチにおいて、
受信したパケットが、前記識別パケットか、該識別パケット以外の一般パケットか、を判別する判別手段と、
受信した前記パケットのＭＡＣヘッダを処理する手段であって、かつ、前記判別手段の判別結果に応じてその処理を異ならせるヘッダ処理手段と、
を備えることを特徴とするＬ３スイッチ。