JP4474124B2

JP4474124B2 - Multicast communication system and router

Info

Publication number: JP4474124B2
Application number: JP2003193232A
Authority: JP
Inventors: 健五十嵐; 創石田
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2023-07-07
Also published as: JP2005033283A; CN1820467B; CN1820467A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のルータを介して送信端末から複数の受信端末に対してマルチキャストデータを送信するマルチキャスト通信システム及びこれに用いて好適なルータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＩＰマルチキャストの仕組みは、例えば、非特許文献１に記載されている。また、従来のＩＰマルチキャストで用いられるプロトコルとして、例えば、非特許文献２に記載されている「ＳＳＭ（Ｓｏｕｒｃｅ-ＳｐｅｃｉｆｉｃＭｕｌｔｉｃａｓｔ）」や、非特許文献３に記載されている「ＰＩＭ-ＳＭ（ＰｒｏｔｏｃｏｌＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＭｕｌｔｉｃａｓｔ-ＳｐａｒｓｅＭｏｄｅ）」や、非特許文献４に記載されている「ＩＧＭＰｖ３（ＩｎｔｅｒｎｅｔＧｒｏｕｐＭａｎａｇｅｍｅｎｔＰｒｏｔｏｃｏｌＶｅｒｓｉｏｎ３）」や、「ＭＬＤｖ２（ＭｕｌｔｉｃａｓｔＬｉｓｔｅｎｅｒＤｉｓｃｏｖｅｒｙＰｒｏｔｏｃｏｌＶｅｒｓｉｏｎ２）」が知られている。また、従来のＩＰマルチキャストで用いられるＩＰカプセル化技術が、非特許文献５及び６に記載されている。
【０００３】
【非特許文献１】
ＴｈｏｍａｓＡ. Ｍａｕｆｅｒ著、楠本博之訳、「ＩＰマルチキャスト入門」
【０００４】
【非特許文献２】
電気情報通信学会和文論文誌ＢＶｏｌ．Ｊ８５-ＢＮｏ．８ｐｐ．１２０７-１２１４
【０００５】
【非特許文献３】
ＲＦＣ２３６２、「ＰｒｏｔｏｃｏｌＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＭｕｌｔｉｃａｓｔ-ＳｐａｒｓｅＭｏｄｅ（ＰＩＭ-ＳＭ）：ＰｒｏｔｏｃｏｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ」
【０００６】
【非特許文献４】
ＲＦＣ３３７６、「ＩｎｔｅｒｎｅｔＧｒｏｕｐＭａｎａｇｅｍｅｎｔＰｒｏｔｏｃｏｌＶｅｒｓｉｏｎ３」
【０００７】
【非特許文献５】
ＲＦＣ１８５３、「ＩＰｉｎＩＰＴｕｎｎｅｌｉｎｇ」
【０００８】
【非特許文献６】
ＲＦＣ２４７３、「ＧｅｎｅｒｉｃＰａｃｋｅｔＴｕｎｎｅｌｉｎｇｉｎＩＰｖ６Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ」
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のマルチキャスト通信システムでは、ネットワークを構成する全てのルータがマルチキャスト対応ルータでなければ、マルチキャストデータの転送が不可能であるという問題点があった。すなわち、従来のマルチキャスト通信システムは、マルチキャスト対応ルータ及び通常ルータ（マルチキャスト非対応ルータ）が混在するネットワークにおいて、マルチキャストデータの転送が不可能であるという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、ネットワーク内に部分的にマルチキャスト対応ルータを導入することによって、容易に且つ低コストで、マルチキャスト対応ルータ及び通常ルータ（マルチキャスト非対応ルータ）が混在するネットワークにおいて、マルチキャストデータの転送を実現するマルチキャスト通信システム及びこれに用いて好適なルータ（マルチキャスト対応ルータ）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】
本発明の第１の特徴は、第１のルータ及び第２のルータを含むマルチキャストツリーを介して送信端末から第１の受信端末に対してマルチキャストデータを送信するマルチキャスト通信システムであって、前記第２のルータが、前記第１の受信端末からの前記マルチキャストデータの送信要求（ＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔ）に応じて、前記マルチキャストデータと該マルチキャストデータの宛先情報とを関連付ける第２のエントリ情報を生成して管理すると共に、前記送信要求を通知する送信要求パケット（Ｊｏｉｎパケット）に特別なオプションを設定して前記送信端末宛てに送信し、前記第１のルータが、前記第２のルータから受信した前記送信要求パケットに応じて、前記マルチキャストデータと前記第２のルータを指定する該マルチキャストデータの宛先情報とを関連付ける第１のエントリ情報を生成して管理すると共に、前記送信端末宛てに前記送信要求パケットを転送し、前記送信端末が、前記送信要求パケットに応じて、前記マルチキャストデータと前記第１のルータを指定する該マルチキャストの宛先情報とを関連付ける第３のエントリ情報を生成して管理することを要旨とする。
【００１２】
かかる発明によれば、第１及び第２のルータ等のマルチキャスト対応ルータが、マルチキャストデータの宛先情報を管理することによって、マルチキャストツリーを構築することができ、マルチキャスト対応ルータ及び通常ルータが混在するネットワークにおいても、マルチキャストデータの転送を実現することができる。
【００１３】
また、本発明の第１の特徴において、前記第１のルータが、第３のルータを介して第２の受信端末から受信した前記マルチキャストデータの送信要求パケットに応じて、前記第１のエントリ情報において前記マルチキャストデータと前記第２及び第３のルータを指定する前記宛先情報とを関連付けるように変更ことが好ましい。
【００１４】
かかる発明によれば、送信端末及び第１のルータのエントリ情報を変更することによって、送信端末は、第１の受信端末に加えて、新たに第２の受信端末に対して、マルチキャストデータを転送することができる。
【００１５】
また、本発明の第１の特徴において、前記第１のルータが、前記第２の受信端末からの前記マルチキャストデータの送信停止要求に応じて、前記第１のエントリ情報において前記マルチキャストデータと前記第２のルータを指定する前記宛先情報とを関連付けるように変更することが好ましい。
【００１６】
また、本発明の第１の特徴において、前記送信端末が、前記第３のエントリ情報に基づいて、前記マルチキャストデータと前記宛先情報とを含むデータパケットを送信し、前記宛先情報により指定されているルータが、前記エントリ情報に基づいて、前記データパケットに含まれている前記宛先情報を変更して該データパケットを送信することが好ましい。
【００１７】
また、本発明の第１の特徴において、同一リンク上に前記第２のルータ及び第３のルータが接続されており、該リンクの上流に前記第１のルータが接続されており、前記第１のルータが、前記第３のルータを介して第２の受信端末から受信した前記マルチキャストデータの送信要求パケットに応じて、前記第１のエントリ情報を変更すると共に、前記第３のエントリ情報を変更するように指示する変更要求パケット（Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット）を前記送信端末宛てに送信し、前記送信端末が、前記変更要求パケットに応じて、前記第３のエントリ情報において前記マルチキャストデータと前記第１のルータを指定する前記宛先情報とを関連付けるように変更し、前記送信端末が、前記第３のエントリ情報に基づいて、前記マルチキャストデータと前記宛先情報とを含むデータパケットを送信し、前記第１のルータが、前記第１のエントリ情報に基づいて、前記データパケットを前記リンク上にマルチキャストによって送信することが好ましい。
【００１８】
また、本発明の第１の特徴において、送信要求パケット、変更要求パケット又は送信停止要求パケットに応じて前記エントリ情報を生成又は変更したルータが、前記送信要求パケット、変更要求パケット又は送信停止要求パケットに送信元に対して、確認応答を送信することが好ましい。
【００１９】
かかる発明によれば、送信要求パケット、変更要求パケット又は送信停止要求パケット等のマルチキャストコントロールパケットに応じて前記エントリ情報を生成又は変更したルータが、確認応答を返送するため、マルチキャストツリーが正確に変更されたことを送信端末において認識することができ、パケットロスを低減することができる。
【００２０】
また、本発明の第１の特徴において、前記エントリ情報が、有効期間を有し、前記ルータが、前記有効期間内に前記送信要求パケット（Ｊｏｉｎパケット）を受信した場合に該有効期間を延長し、該有効期間内に前記送信要求パケット（Ｊｏｉｎパケット）を受信しなかった場合に前記エントリ情報を削除することが好ましい。
【００２１】
また、本発明の第１の特徴において、前記送信端末が、前記第３のエントリ情報を変更した場合、所定期間、変更前の該第３のエントリ情報を保持することが好ましい。
【００２２】
かかる発明によれば、エントリ情報を変更してマルチキャストツリーを変更する際に、一定の猶予期間（所定期間）を設けることによって、パケットロスを低減することができる。
【００２３】
また、本発明の第１の特徴において、前記第２のルータが、前記所定期間内に、前記マルチキャストデータを含むデータパケットを重複受信した場合に、該マルチキャストデータの送信停止要求を通知する変更要求パケットを上流方向に送信することが好ましい。
【００２４】
かかる発明によれば、第２のルータが、明示的に変更要求パケット（Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット）を送信することによって、データパケットの重複受信を停止することができ、マルチキャストツリーをスムーズに変更することができる。
【００２５】
また、本発明の第１の特徴において、前記第１のルータが、前記第１のエントリ情報として、更に気付けアドレス及びカプセル化パケットの送信元を管理しており、前記送信端末の在圏ネットワークが変更した場合、該送信端末は、変更後のネットワークにおいて獲得した気付けアドレスを前記第１のルータに通知し、前記第１のルータが、通知された前記気付けアドレスが、前記第１のエントリ情報において管理されている前記気付けアドレスと異なる場合、前記マルチキャストデータを含むデータパケットを前記カプセル化パケットの送信元宛てに送信することが好ましい。
【００２６】
本発明の第２の特徴は、送信端末から受信端末に対してマルチキャストデータを送信するマルチキャスト通信システムで用いられるルータであって、前記マルチキャストデータと該マルチキャストデータの宛先情報とを関連付けるエントリ情報を管理するエントリ管理部と、前記受信端末からの前記マルチキャストデータの送信要求を通知する送信要求パケットを下流方向から受信した場合に、前記エントリ情報を生成する生成部とを具備することを要旨とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムの構成）
図１は、本発明の第１の実施形態におけるマルチキャスト通信システムの全体構成を示す図である。
【００２８】
本実施形態に係るマルチキャスト通信システムは、図１に示すように、送信端末Ｓ１と、マルチキャスト対応ルータＭＲ０乃至ＭＲ７と、通常ルータ（マルチキャスト非対応ルータ）Ｒ１乃至Ｒ６とが、階層的に接続されたマルチキャストツリーによって構成されている。本実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおける木構造の最上流には、送信端末Ｓ１が配置されており、最下流には、マルチキャスト対応ルータＭＲ５乃至ＭＲ７と通常ルータＲ４乃至Ｒ６とが配置されている。また、受信端末ＭＴ１乃至ＭＴ４は、それぞれ、ルータＭＲ５、ＭＲ６、Ｒ５、ＭＲ７ととの間で無線接続されている。
【００２９】
図２に示すように、マルチキャスト対応ルータＭＲは、パケット受信部１１と、エントリ管理部１２と、マルチキャストコントロールパケット処理部１３と、マルチキャストコントロールパケット生成部１４と、宛先アドレス設定部１５と、パケット転送部１６とを具備している。
【００３０】
パケット受信部１１は、他のルータからパケット（マルチキャストデータパケットやマルチキャストコントロールパケット）を受信するものである。パケット受信部１１は、後述の図４に示すように、受信したパケット内に設定されている特別なオプション（例えば、ルータ警告オプション（ＲＦＣ２１１３やＲＦＣ２７１１参照））の有無やパケットの種別や宛先アドレス等に基づいて、当該パケットを、マルチキャストコントロールパケット処理部１３、宛先アドレス設定部１５若しくはパケット転送部１６のいずれかに転送するように構成されている。
【００３１】
ここで、マルチキャストコントロールパケットには、「Ｊｏｉｎパケット」や「Ｌｅａｖｅパケット」や「Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット」等が含まれる。
【００３２】
「Ｊｏｉｎパケット」は、マルチキャスト対応ルータＭＲが、受信端末ＭＴからのマルチキャストデータの送信要求（マルチキャストツリーへの参加要求）に応じて生成して上流方向の送信端末宛てに送信するパケットである。
【００３３】
「Ｌｅａｖｅパケット」は、マルチキャスト対応ルータＭＲが、マルチキャストツリーからの明示的な脱退（離脱）を行うために、上流方向のマルチキャスト対応ルータＭＲや送信端末Ｓ１に対して送信するパケットである。
【００３４】
「Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット」は、マルチキャストツリーが安定状態である場合、マルチキャスト対応ルータＭＲが、新たな受信端末ＭＴからのマルチキャストツリーへの参加要求や受信端末ＭＴからのマルチキャストツリーからの脱退要求を受信した場合に、上流方向に配置されているマルチキャスト対応ルータＭＲや送信端末Ｓ１に対して、エントリ情報を変更するように指示する変更要求パケットとしての役割を果たす。
【００３５】
エントリ管理部１２は、マルチキャストデータと、当該マルチキャストデータの宛先情報とを関連付けるエントリ情報（第１又は第２のエントリ情報）を管理するものである。具体的には、エントリ管理部１２は、マルチキャストデータを識別するために、「送信端末アドレス（図２の例では、Ｓ）」と「マルチキャストアドレス（図２の例では、Ｇ）」とを関連付けている。また、エントリ管理部１２は、マルチキャストデータの宛先情報として、マルチキャスト対応ルータＭＲを指定する「宛先アドレス（図２の例では、ＭＲ５、ＭＲ６）」を管理している。さらに、エントリ管理部１２は、「カプセル化パケットの送信元（図２の例では、Ｔ）」を管理している。
【００３６】
ここで、エントリ情報は、「送信端末アドレス（図２の例では、Ｓ）」と「マルチキャストアドレス（図２の例では、Ｇ）」との組み合わせによって特定される。
【００３７】
なお、図２に示すマルチキャスト対応ルータＭＲは、「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」で識別されるマルチキャストツリーに参加している。エントリ管理部１２は、マルチキャスト対応ルータＭＲが参加しているマルチキャストツリーに係るエントリ情報のみを管理するように構成されている。
【００３８】
マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、後述するように、マルチキャストコントロールパケットの種別に応じた所定処理を行うように構成されている。
【００３９】
マルチキャストコントロールパケット生成部１４は、マルチキャストコントロールパケット処理部１３からの指示に応じて、ＪｏｉｎパケットやＬｅａｖｅパケットやＲｅｄｉｒｅｃｔパケット等を生成してパケット転送部１６に送信する。
【００４０】
また、マルチキャストコントロールパケット生成部１４は、受信端末ＭＴからの参加要求や脱退要求を受信した場合、それらに係るＪｏｉｎパケットやＬｅａｖｅパケットやＲｅｄｉｒｅｃｔパケット等を生成してパケット転送部１６に送信する。
【００４１】
宛先アドレス設定部１５は、受信したマルチキャストデータパケットをディカプセル化して、エントリ管理部１２を参照して、当該マルチキャストデータパケットに係るエントリ情報を探索する。
【００４２】
そして、宛先アドレス設定部１５は、当該エントリ情報において設定されている宛先アドレスを、カプセル化処理によって、当該マルチキャストデータパケットに設定してパケット転送部１６に送信する。
【００４３】
なお、宛先アドレス設定部１５は、当該エントリ情報において複数の宛先アドレスが設定されている場合、当該ルータＭＲは、マルチキャストデータパケットの複製ポイントであるため、当該マルチキャストデータパケットをその分だけ複製する。
【００４４】
パケット転送部１６は、受信したマルチキャストデータパケットやマルチキャストコントロールパケットを転送する。
【００４５】
送信端末Ｓ１は、図３に示すように、エントリ管理部３１と、マルチキャストデータ送信部３３と、マルチキャストコントロールパケット受信部３４とを具備している。
【００４６】
エントリ管理部３１は、受信したＪｏｉｎパケットに応じて、マルチキャストデータと、当該マルチキャストデータの宛先情報とを関連付ける第３のエントリ情報を生成して管理するものである。具体的には、エントリ管理部３１は、エントリ情報として、「送信端末アドレス」と「マルチキャストアドレス」と「宛先アドレス」とを関連付けて管理する。
【００４７】
マルチキャストデータパケット送信部３３は、アプリケーションから渡されたマルチキャストデータパケットを、エントリ情報の宛先アドレスに基づいてカプセル化して送信するものである。なお、マルチキャストデータ送信部３３は、当該宛先アドレスが複数存在する場合、その数だけマルチキャストデータパケットを生成して送信する。
【００４８】
マルチキャストコントロールパケット受信部３４は、ネットワーク上のルータからのマルチキャストコントロールパケットを受信して、その旨をエントリ管理部３１に通知するものである。
【００４９】
（本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムの動作）
図４乃至図１９を参照して、本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムの動作について説明する。
【００５０】
第１に、図４乃至図７を参照して、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムを構成するマルチキャスト対応ルータＭＲの動作について説明する。
【００５１】
図４に示すように、ステップ４０１において、マルチキャスト対応ルータＭＲのパケット受信部１１は、隣接するルータからパケットを受信する。
【００５２】
ステップ４０２において、パケット受信部１１は、受信したパケットが特別なパケットか、すなわち、受信したパケット内にルータ警告オプションが設定されているか否かについて判定する。
【００５３】
パケット受信部１１は、受信したパケットを特別なパケットでないと判定した場合、ステップ４０３において、当該パケットの宛先が自分自身か否かについて判定する。一方、パケット受信部１１は、受信したパケットを特別なパケットであると判定した場合、ステップ４０８において、当該パケットをマルチキャストコントロールパケット処理部１３に転送する。
【００５４】
パケット受信部１１は、当該パケットの宛先が自分自身でないと判定した場合、ステップ４０４において、当該パケットをパケット転送部１６に転送する。
【００５５】
一方、パケット受信部１１は、当該パケットの宛先が自分自身であると判定した場合、ステップ４０５において、当該パケットがカプセル化されたパケットであるか否かについて判定する。
【００５６】
パケット受信部１１は、当該パケットがカプセル化されたパケットであると判定した場合、ステップ４０５ａにおいて、当該パケットをディカプセル化して、ステップ４０６において、当該パケットがマルチキャストデータパケットであるか否かについて判定する。
【００５７】
一方、パケット受信部１１は、当該パケットがカプセル化されたパケットでないと判定した場合、ステップ４０６において、当該パケットがマルチキャストデータパケットであるか否かについて判定する。
【００５８】
パケット受信部１１は、当該パケットがマルチキャストデータパケットであると判定した場合、ステップ４０７において、当該パケットを宛先アドレス設定部１５に転送する。一方、パケット受信部１１は、当該パケットがマルチキャストデータパケットでないと判定した場合、ステップ４０８において、当該パケットをマルチキャストコントロールパケット処理部１３に転送する。
【００５９】
図５に示すように、ステップ４２１において、宛先アドレス設定部１５は、パケット受信部１１からマルチキャストデータパケットを受信する。
【００６０】
ステップ４２２において、宛先アドレス設定部１５は、受信したマルチキャストデータパケットに係るエントリ情報が存在するか否かについて判定する。
【００６１】
当該エントリ情報が存在しないと判断された場合、ステップ４２３において、宛先アドレス設定部１５は、当該マルチキャストパケットを廃棄する。
【００６２】
一方、当該エントリ情報が存在すると判断された場合、ステップ４２４において、宛先アドレス設定部１５は、ディカプセル化されたマルチキャストデータパケットに設定されている「送信端末アドレス」及び「マルチキャストアドレス」に対応するエントリ情報を探索して、当該エントリ情報における「宛先アドレス」を用いて当該マルチキャストデータパケットをカプセル化する。ここで、複数の宛先アドレスが存在する場合、宛先アドレス設定部１５は、その分だけマルチキャストデータパケットを複製して、それぞれのマルチキャストデータパケットに複数の宛先アドレスの各々を設定する。
【００６３】
ステップ４２５において、宛先アドレス設定部１５は、当該マルチキャストデータパケットをパケット転送部１６に転送し、パケット転送部１６は、当該マルチキャストデータパケットの宛先アドレスに基づいて、当該マルチキャストデータパケットを転送する。
【００６４】
マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、パケット受信部１１から受け取ったマルチキャストコントロールパケットが、Ｊｏｉｎパケットである場合、図６に示す処理を行う。
【００６５】
ステップ４４２において、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、エントリ管理部１２を参照して、当該Ｊｏｉｎパケットに含まれる「送信端末アドレス」及び「マルチキャストアドレス」に対応するエントリ情報が存在するか否かについて判定する。
【００６６】
当該エントリ情報が存在しないと判断された場合、ステップ４４３において、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、当該「送信端末アドレス」及び「マルチキャストアドレス」を含むエントリ情報を生成してエントリ管理部１２に追加する。
【００６７】
例えば、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、当該Ｊｏｉｎパケットの送信元アドレスと当該エントリ情報における宛先アドレスとを比較した結果、両者が異なる場合、当該Ｊｏｉｎパケットの送信元アドレスを、当該エントリ情報における宛先アドレスに追加する。
【００６８】
一方、当該エントリ情報が存在すると判断された場合、ステップ４４４において、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、当該エントリ情報に係るマルチキャストツリーが安定しているか否かについて判定する。安定していると判定された場合、本動作はステップ４４５に進み、安定していないと判定された場合、本動作はステップ４４６に進む。
【００６９】
ステップ４４５において、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、当該エントリ情報に複数の宛先アドレスが存在するか否かについて判定する。存在すると判定された場合、本動作はステップ４４６に進み、存在しないと判定された場合、本動作はステップ４４７に進む。
【００７０】
ステップ４４６において、マルチキャストコントロールパケット生成部１４は、自マルチキャスト対応ルータＭＲを送信元アドレスとするＪｏｉｎパケットを生成する。
【００７１】
ステップ４４７において、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、当該Ｊｏｉｎパケットをパケット転送部１６に転送し、パケット転送部１６は、当該「送信端末アドレス」に基づいて、当該Ｊｏｉｎパケットを転送する。
【００７２】
マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、パケット受信部１１から受け取ったマルチキャストコントロールパケットが、Ｌｅａｖｅパケットである場合、図７に示す処理を行う。
【００７３】
ステップ４６２において、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、エントリ管理部１２を参照して、当該Ｌｅａｖｅパケットに含まれる「送信端末アドレス」と「マルチキャストアドレス」と「宛先アドレス」とを含むエントリ情報が存在するか否かについて判定する。
【００７４】
当該エントリ情報が存在すると判断された場合、ステップ４６３において、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、当該エントリ情報において、上述の「宛先アドレス」を削除する。一方、当該エントリ情報が存在しないと判断された場合、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、ステップ４６７において、当該Ｌｅａｖｅパケットを廃棄する。
【００７５】
ステップ４６４において、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、当該宛先アドレスを削除した結果、当該エントリ情報における残りの宛先アドレスが「０」になるか否か、すなわち、当該エントリ情報が消滅するか否かを判定する。
【００７６】
残りの宛先アドレスが「０」にならないと判定された場合、ステップ４６５において、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、当該エントリ情報に係るマルチキャストツリーが安定しているか否かについて判定する。安定していると判定された場合、本動作はステップ４６６に進み、安定していないと判定された場合、本動作は終了する。
【００７７】
一方、残りの宛先アドレスが「０」になると判定された場合、ステップ４６８において、マルチキャストコントロールパケット生成部１４が、自マルチキャスト対応ルータＭＲを送信元アドレスとするＬｅａｖｅパケットを生成する。
【００７８】
ステップ４６６において、マルチキャストコントロールパケット処理部１３は、当該エントリ情報内に複数の宛先アドレスが存在するか否かについて判定する。複数の宛先アドレスが存在すると判定された場合、本動作は終了する。
【００７９】
一方、複数の宛先アドレスが存在しないと判定された場合、すなわち、残りの宛先アドレスが単数になると判定した場合、自マルチキャスト対応ルータＭＲが、受信したマルチキャストデータパケットを複製する複製ポイントでなくなると認識して、その旨をマルチキャストコントロールパケット生成部１４に通知し、ステップ４６８において、マルチキャストコントロールパケット生成部１４が、自マルチキャスト対応ルータＭＲを送信元アドレスとするＲｅｄｉｒｅｃｔパケットを生成する。
【００８０】
ステップ４６９において、マルチキャストコントロールパケット生成部１４は、生成したＬｅａｖｅパケットをパケット転送部１６に転送し、パケット転送部１６は、当該「送信端末アドレス」に基づいて、当該Ｌｅａｖｅパケットを転送する。
【００８１】
第２に、図８及び図９を参照して、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、受信端末ＭＴ１が、図９に示すマルチキャストツリーに参加する動作、すなわち、受信端末ＭＴ１が、送信端末Ｓ１に対してマルチキャストデータを送信するように要求する動作について説明する。
【００８２】
ステップ５０１において、受信端末ＭＴ１が、ＩＧＭＰｖ２やＭＬＤｖ２のＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔを用いて、当該マルチキャストツリーへの参加要求（当該マルチキャストデータの送信要求）をマルチキャスト対応ルータ（第２のルータ）ＭＲ５に送信する。
【００８３】
ステップ５０２において、マルチキャスト対応ルータＭＲ５は、受信した参加要求に含まれる「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」とを関連付けるエントリ情報（第２のエントリ情報）を作成する。ここで、エントリ情報は、自分の配下に、「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」との組み合わせによって特定されるマルチキャストデータパケットの受信を希望する端末が存在することを示す。
【００８４】
ステップ５０３において、マルチキャスト対応ルータＭＲ５は、当該参加要求を通知するための「Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５］」を生成して送信する。ここで、（Ｓ，Ｇ）は、（送信端末アドレス，マルチキャストアドレス）、すなわち、マルチキャストデータの識別情報（マルチキャストツリーの識別情報）を示し、［ＭＲ５］は、Ｊｏｉｎパケットの［パケット生成元情報］を示す。
【００８５】
なお、かかるＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５］には、特別なオプション（例えば、ルータ警告オプション）が設定されているため、後述のマルチキャスト対応ルータＭＲが、受信したパケットがＪｏｉｎパケットであることを検知することができる。
【００８６】
ステップ５０４において、マルチキャスト対応ルータＭＲ３は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５］に応じて、「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」と「宛先アドレスＭＲ５」とを関連付けるエントリ情報を作成すると共に、Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ３］を生成する。
【００８７】
ステップ５０５において、マルチキャスト対応ルータＭＲ３は、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、当該Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ３］を転送する。
【００８８】
ステップ５０６において、マルチキャスト対応ルータ（第１のルータ）ＭＲ１は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ３］に応じて、「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」と「宛先アドレスＭＲ３」とを関連付けるエントリ情報（第１のエントリ情報）を作成すると共に、Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１］を生成する。
【００８９】
ステップ５０７において、マルチキャスト対応ルータＭＲ１は、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、当該Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１］を転送する。
【００９０】
ステップ５０８において、通常ルータＲ１は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１］を、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、そのまま転送する。
【００９１】
ステップ５０９において、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１］に応じて、「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」と「宛先アドレスＭＲ１」とを関連付けるエントリ情報を作成すると共に、Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ０］を生成する。
【００９２】
ステップ５１０において、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、当該Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ０］を転送する。
【００９３】
ステップ５１１において、送信端末Ｓ１は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ０］に応じて、「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」と「宛先アドレスＭＲ０」とを関連付けるエントリ情報（第３のエントリ情報）を作成する。
【００９４】
第３に、図１０及び図１１を参照して、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、送信端末Ｓ１が、マルチキャストデータを、複数のルータによって構成されているマルチキャストツリーを介して受信端末ＭＴ１に送信する動作について説明する。
【００９５】
ステップ７０１において、送信端末Ｓ１は、マルチキャストデータ記憶部３２に記憶されているマルチキャストデータと、エントリ管理部３１において当該マルチキャストデータに関連付けられている「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」とを含むマルチキャストデータパケットを生成する。ここで、当該マルチキャストデータパケットには、当該マルチキャストデータに関連付けられている「宛先アドレスＭＲ０（ユニキャストアドレス）」によるカプセル化処理が施されており、送信端末Ｓ１は、当該宛先アドレスＭＲ０に基づいて当該マルチキャストデータパケットを送信する。
【００９６】
マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、ステップ７０２において、受信した当該マルチキャストデータパケットをディカプセル化して、当該マルチキャストデータパケットに係るエントリ情報を参照して、「宛先アドレスＭＲ１（ユニキャストアドレス）」によるカプセル化処理を施して、ステップ７０３において、当該宛先アドレスＭＲ１に基づいて当該マルチキャストデータパケットを転送する。
【００９７】
ステップ７０４において、通常ルータＲ１は、当該宛先アドレスＭＲ１に基づいて当該マルチキャストデータパケットを転送する。
【００９８】
マルチキャスト対応ルータＭＲ１は、ステップ７０５において、をディカプセル化して、当該マルチキャストデータパケットに係るエントリ情報を参照して、「宛先アドレスＭＲ３（ユニキャストアドレス）」によるカプセル化処理を施して、ステップ７０６において、当該宛先アドレスＭＲ３に基づいて当該マルチキャストデータパケットを転送する。
【００９９】
マルチキャスト対応ルータＭＲ３は、ステップ７０７において、をディカプセル化して、当該マルチキャストデータパケットに係るエントリ情報を参照して、「宛先アドレスＭＲ５（ユニキャストアドレス）」によるカプセル化処理を施して、ステップ７０８において、当該宛先アドレスＭＲ５に基づいて当該マルチキャストデータパケットを転送する。
【０１００】
ステップ７０９において、マルチキャスト対応ルータＭＲ５は、受信した当該マルチキャストデータパケットが自ルータＭＲ５宛てであると判断して、当該マルチキャストデータパケットをディカプセル化する。そして、マルチキャスト対応ルータＭＲ５は、ディカプセル化されたマルチキャストデータパケットに含まれる「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」に対応するエントリ情報をエントリ管理部１２において探索する。そして、マルチキャスト対応ルータＭＲ５は、探索されたエントリ情報における「宛先アドレス」が「マルチキャストアドレスＧ」を示すことを認識して、ステップ７１０において、当該「マルチキャストアドレスＧ」に基づくマルチキャストによって、当該マルチキャストデータを受信端末ＭＴ１に対して送信する。
【０１０１】
上述のように、マルチキャストデータパケットは、ユニキャストアドレス（ＭＲ０、ＭＲ１、ＭＲ３、ＭＲ５）によってカプセル化されているため、送信端末Ｓ１とマルチキャスト対応ルータＭＲ５との間に存在する中継ルータＭＲ０、ＭＲ１、ＭＲ６では、かかるマルチキャストデータパケットがマルチキャストパケットであることを意識することなく、通常のユニキャストパケット処理によってマルチキャスト対応ルータＭＲ５まで転送され得る。
【０１０２】
第４に、図１２及び図１５を参照して、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、既に受信端末ＭＴ１がマルチキャストツリーに参加している状態で、新たな受信端末ＭＴ２が当該マルチキャストツリーに参加する動作について説明する。
【０１０３】
図１２及び図１３に示すように、ステップ９０１において、受信端末ＭＴ２が、ＩＧＭＰｖ２やＭＬＤｖ２のＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔを用いて、当該マルチキャストツリーへの参加要求（当該マルチキャストデータの送信要求）をマルチキャスト対応ルータ（第３のルータ）ＭＲ６に送信する。
【０１０４】
ステップ９０２において、マルチキャスト対応ルータＭＲ６は、受信した参加要求に含まれる「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」とを関連付けるエントリ情報を作成する。
【０１０５】
ステップ９０３において、マルチキャスト対応ルータＭＲ６は、当該参加要求を通知するための「Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］」を生成して送信する。
【０１０６】
ステップ９０４において、通常ルータＲ２は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］を、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、そのまま転送する。
【０１０７】
ステップ９０５において、マルチキャスト対応ルータ（第１のルータ）ＭＲ１は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］に応じて、エントリ管理部１２において管理している「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」を含むエントリ情報（第１のエントリ情報）を、「宛先アドレスＭＲ３，ＭＲ６」となるように変更する。
【０１０８】
ここで、図１４を参照して、受信端末ＭＴ１及びＭＴ２が、上述のマルチキャストツリーに参加している状態で、送信端末Ｓ１が、当該マルチキャストツリーを介して受信端末ＭＴ１及びＭＴ２に対してマルチキャストデータを送信する動作について説明する。
【０１０９】
ステップ１１０１において、送信端末Ｓ１は、エントリ管理部３１における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ０］」を参照して、「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」を含むマルチキャストデータパケットに対して「宛先アドレスＭＲ０」を用いてカプセル化処理を施す。そして、送信端末Ｓ１は、当該「宛先アドレスＭＲ０」に基づいて、当該マルチキャストデータパケットを送信する。
【０１１０】
ステップ１１０２において、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、受信したマルチキャストデータパケットをディカプセル化した後、エントリ管理部３１における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１］」を参照して、「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」を含むマルチキャストデータパケットに対して「宛先アドレスＭＲ１」を用いてカプセル化処理を施す。そして、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、「宛先アドレスＭＲ１」に基づいて、当該マルチキャストデータパケットを送信する。
【０１１１】
そして、当該マルチキャストデータパケットを受信したマルチキャスト対応ルータＭＲ１は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ３，ＭＲ６］」を参照して、それぞれ「宛先アドレスＭＲ３」及び「宛先アドレスＭＲ６」によってカプセル化処理を施したマルチキャストデータパケットを２つ生成する。そして、マルチキャスト対応ルータＭＲ１は、「宛先アドレスＭＲ３」及び「宛先アドレスＭＲ６」に基づいて、それぞれのマルチキャストデータパケットを送信する（ステップ１１０３ａ及びステップ１１０３ｂ参照）。
【０１１２】
ステップ１１０４ａにおいて、マルチキャスト対応ルータＭＲ３は、受信したマルチキャストデータパケットをディカプセル化した後、エントリ管理部３１における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５］」を参照して、「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」を含むマルチキャストデータパケットに対して「宛先アドレスＭＲ５」を用いてカプセル化処理を施す。そして、マルチキャスト対応ルータＭＲ３は、「宛先アドレスＭＲ５」に基づいて、当該マルチキャストデータパケットを送信する。
【０１１３】
ステップ１１０５ａにおいて、「宛先アドレスＭＲ５」宛てのマルチキャストデータパケットを受信したマルチキャスト対応ルータＭＲ５は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）」を参照して、当該マルチキャストデータパケットをディカプセル化した後にマルチキャストによって送信する。
【０１１４】
また、ステップ１１０４ｂにおいて、「宛先アドレスＭＲ６」宛てのマルチキャストデータパケットを受信したマルチキャスト対応ルータＭＲ６は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）」を参照して、当該マルチキャストデータパケットをディカプセル化した後にマルチキャストによって送信する。
【０１１５】
なお、図１５に、上述のマルチキャストツリーに、更に、受信端末ＭＴ３及びＭＴ４が参加した状態で、送信端末Ｓ１が、マルチキャストデータを、当該マルチキャストツリーを介して、受信端末ＭＴ１乃至ＭＴ４に対して送信する動作を示す。
【０１１６】
図１５に示すように、各マルチキャスト対応ルータＭＲ及び送信端末Ｓ１のエントリ情報は、受信端末ＭＴ３の参加が完了した場合には「変更２」で示す状態に変更され、受信端末ＭＴ４の参加が完了した場合には「変更３」で示す状態に変更される。上述のマルチキャストデータパケットは、最新の各マルチキャスト対応ルータＭＲ及び送信端末Ｓ１のエントリ情報に基づいて、図１４の場合と同様に、送信端末Ｓ１から受信端末ＭＴ１乃至ＭＴ４に送信される。
【０１１７】
図１５において、受信端末ＭＴ３は、同一リンク上に、マルチキャスト対応ルータＭＲが存在しないため、上述の参加要求（送信要求）を通知するためのＪｏｉｎパケットを生成して、直接マルチキャスト対応ルータＭＲ４に対して送信することによって、当該マルチキャストツリーに参加する。
【０１１８】
また、マルチキャスト対応ルータＭＲ４は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＴ３，ＭＲ７］」に基づいて、受信端末ＭＴ３に対して、マルチキャストによってではなく、宛先アドレスとして「ＭＴ３」が設定されたマルチキャストデータパケットとして、当該マルチキャストデータを送信するように構成されている。
【０１１９】
ここで、受信端末ＭＴ３は、同一リンク上で、ＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＱｕｅｒｙを一定時間以上受信しない場合や、ＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔを送信した後に一定時間以上経ってもマルチキャストデータが送信されない場合に、同一リンク上にマルチキャスト対応ルータＭＲが存在しないと判断することができる。
【０１２０】
ここで、図１６を参照して、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、上述のマルチキャストツリーが安定状態に移行する際の動作について説明する。
【０１２１】
マルチキャストツリーが安定状態に移行した場合、送信端末Ｓ１は、マルチキャストデータパケットを利用して、マルチキャストツリーが安定状態へ移行したことを知らせる。マルチキャストツリーが安定状態へ移行すると、マルチキャストデータパケットの複製ポイント間を結ぶマルチキャストツリーが生成される。その結果、複製ポイント以外の中継ノードとなっているマルチキャスト対応ルータＭＲ（例えば、マルチキャスト対応ルータＭＲ２）では、マルチキャストデータパケットをユニキャストパケットと同様に扱うため、ネットワーク全体の負荷を軽減することが出来る。
【０１２２】
マルチキャストツリーが安定状態へ移行した場合、各ノードが送信するＪｏｉｎパケットは、複製ポイントではないマルチキャストルータＭＲでは、エントリ情報が生成または更新されるだけで、そのまま上位のルータへと転送される。
【０１２３】
図１６の例では、受信端末ＭＴ１からのＪｏｉｎパケットは、マルチキャスト対応ルータＭＲ３を通過し、複製ポイントであるマルチキャスト対応ルータＭＲ１で受信される。
【０１２４】
この結果、マルチキャスト対応ルータＭＲ１におけるエントリ情報の宛先アドレスにマルチキャスト対応ルータＭＲ５が加えられ、マルチキャスト対応ルータＭＲ１は、マルチキャスト対応ルータＭＲ０から送信されるパケットを受信し、マルチキャスト対応ルータＭＲ５及びＭＲ６へ送信する。
【０１２５】
また、Ｊｏｉｎパケットが通過すると同時に、マルチキャスト対応ルータＭＲ３が、特別なオプションを付加した「Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：ＭＲ３→ＭＲ５」を、送信者に対して送信することによって、マルチキャスト対応ルータＭＲ１のエントリ情報を「（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ３，ＭＲ６］」から「（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５，ＭＲ６］」に変更するため、マルチキャスト対応ルータＭＲ５は、「ＭＲ１→ＭＲ５」及び「ＭＲ１→ＭＲ３→ＭＲ５」の両方のパスからマルチキャストデータパケットを重複して受け取ることを防ぐことができる。
【０１２６】
同様にして、マルチキャスト対応ルータＭＲ４が定期的に送信するＪｏｉｎパケットは、マルチキャスト対応ルータＭＲ２を通過して、マルチキャスト対応ルータＭＲ０から送信されるパケットは、直接マルチキャスト対応ルータＭＲ４へと転送される。
【０１２７】
第５に、図１７乃至図１９を参照して、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、安定化状態にあるマルチキャストツリーに受信端末ＭＴ１乃至ＭＴ４が参加している状態で、受信端末ＭＴ２が当該マルチキャストツリーから脱退する動作について説明する。
【０１２８】
ステップ１３０１において、受信端末ＭＴ２が、ＩＧＭＰｖ２やＭＬＤｖ２のＬｅａｖｅを用いて、当該マルチキャストツリーからの脱退要求（当該マルチキャストデータの送信停止要求）をマルチキャスト対応ルータ（第３のルータ）ＭＲ６に送信する。
【０１２９】
ステップ１３０２において、マルチキャスト対応ルータＭＲ６は、エントリ管理部１２から、当該脱退要求に含まれる「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」とを関連付けるエントリ情報を削除する。
【０１３０】
ステップ１３０３において、マルチキャスト対応ルータＭＲ６は、当該脱退要求を通知するための「Ｌｅａｖｅパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］」を生成して送信する。
【０１３１】
なお、かかるＬｅａｖｅパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］には、特別なオプション（例えば、ルータ警告オプション（ＲＦＣ２１１３やＲＦＣ２７１１参照照））が設定されているため、後述のマルチキャスト対応ルータＭＲが、受信したパケットがＬｅａｖｅパケットであることを検知することができる。
【０１３２】
ステップ１３０４において、通常ルータＲ２は、受信したＬｅａｖｅパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］を、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、そのまま転送する。
【０１３３】
ステップ１３０５において、マルチキャスト対応ルータ（第１のルータ）ＭＲ１は、受信したＬｅａｖｅパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］に応じて、エントリ管理部１２において管理している「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」を含むエントリ情報（第１のエントリ情報）を、「宛先アドレスＭＲ５」のみとなるように変更する。
【０１３４】
ステップ１３０６において、マルチキャスト対応ルータＭＲ１は、当該エントリ情報における宛先アドレスが単数となったため、マルチキャストデータパケットを複製する複製ポイントでなくなったと認識する結果、送信端末Ｓ１において管理されている当該Ｌｅａｖｅパケットに係るエントリ情報（第３のエントリ情報）を変更するように指示する「Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１→ＭＲ５］」を生成して、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、当該Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１→ＭＲ５］を送信する。
【０１３５】
ステップ１３０７において、通常ルータＲ１は、受信したＲｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１→ＭＲ５］を、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、そのまま転送する。
【０１３６】
ステップ１３０８において、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、受信したＲｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１→ＭＲ５］に応じて、「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」とを関連付けるエントリ情報において、宛先アドレスＭＲ１，ＭＲ４」を「宛先アドレスＭＲ５，ＭＲ４」に変更する。
【０１３７】
ステップ１３０９において、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、当該Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１→ＭＲ５］を転送する。
【０１３８】
ステップ１３１０において、送信端末Ｓ１は、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、受信したＲｅｄｉｒｅｃｔパケット］において、「宛先アドレス」に「ＭＲ１」が設定されていないため、当該エントリ情報「（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ０］を変更することなく当該Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１→ＭＲ５］を廃棄する。
【０１３９】
ここで、図１９に、上述のマルチキャストツリーから受信端末ＭＴ２が脱退した後に、送信端末Ｓ１から受信端末ＭＴ１、ＭＴ３、ＭＴ４に対して、マルチキャストデータを送信する動作を示す。
【０１４０】
（本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムの作用・効果）本実施形態に係るマルチキャスト通信システムによれば、第１及び第２のルータ等のマルチキャスト対応ルータＭＲが、マルチキャストデータの宛先アドレスを管理することによって、マルチキャストツリーを構築することができ、マルチキャスト対応ルータＭＲ及び通常ルータＲが混在するネットワークにおいても、マルチキャストデータの転送を実現することができる。
【０１４１】
また、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムによれば、送信端末Ｓ１及び第１のルータＭＲ１のエントリ情報を変更することによって、送信端末Ｓ１は、第１の受信端末ＭＴ１に加えて、新たに第２の受信端末ＭＴ２に対して、マルチキャストデータを転送することができる。
【０１４２】
（本発明の第２の実施形態に係るマルチキャスト通信システム）
図２０乃至図２３を参照して、本発明の第２の実施形態に係るマルチキャスト通信システムについて説明する。以下、主として、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムについて、上述の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムとの相違点について説明する。
【０１４３】
図２０に示すように、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムでは、マルチキャスト対応ルータＭＲ３及びＭＲ８が、同一のイーサネット（リンク）上に接続されており、マルチキャスト対応ルータＭＲ１が、当該イーサネットの上流に接続されている。
【０１４４】
図２１及び図２２を参照して、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、安定化状態にあるマルチキャストツリーに既に受信端末ＭＴ１が参加している状態で、新たな受信端末ＭＴ２が当該マルチキャストツリーに参加する動作について説明する。
【０１４５】
ステップ１７０１において、受信端末ＭＴ２が、ＩＧＭＰｖ２やＭＬＤｖ２のＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔを用いて、当該マルチキャストツリーへの参加要求（当該マルチキャストデータの送信要求）をマルチキャスト対応ルータ（第３のルータ）ＭＲ６に送信する。
【０１４６】
ステップ１７０２において、マルチキャスト対応ルータＭＲ６は、受信した参加要求に含まれる「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」とを関連付けるエントリ情報を作成する。
【０１４７】
ステップ１７０３において、マルチキャスト対応ルータＭＲ６は、当該参加要求を通知するための「Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］」を生成して送信する。
【０１４８】
マルチキャスト対応ルータＭＲ８は、ステップ１７０４において、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］に応じて、「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」とを関連付けるエントリ情報を作成し、ステップ１７０５において、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、当該Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ８］を転送する。
【０１４９】
同一リンク上に（Ｓ，Ｇ）宛てのマルチキャストデータパケットを受信しているマルチキャスト対応ルータＭＲ３が存在する場合には、マルチキャスト対応ルータＭＲ８は、マルチキャストツリー安定後も複製ポイントのように振る舞い、Ｊｏｉｎパケットを受信する。
【０１５０】
ステップ１７０６において、マルチキャスト対応ルータ（第１のルータ）ＭＲ１は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ８］に応じて、同一のイーサネット上にマルチキャスト対応ルータＭＲ５及びＭＲ６が接続されていることを検出して、エントリ管理部１２における「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」を関連付けている「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５］を、「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）」に変更する。
【０１５１】
ステップ１７０７において、マルチキャスト対応ルータＭＲ１は、送信端末Ｓ１において管理されている当該Ｊｏｉｎパケットに係るエントリ情報（第３のエントリ情報）を変更するように指示する「Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５→ＭＲ１］（変更要求パケット）」を生成して、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、当該Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５→ＭＲ１］を転送する。
【０１５２】
ステップ１７０８において、通常ルータＲ１は、受信したＲｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５→ＭＲ１］を、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、そのまま転送する。
【０１５３】
ステップ１７０９において、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、受信したＲｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５→ＭＲ１］に応じて、「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」とを関連付けるエントリ情報において、「宛先アドレスＭＲ５」を「宛先アドレスＭＲ１」に変更する。ステップ１７１０において、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、当該Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５→ＭＲ１］を転送する。
【０１５４】
ステップ１７１１において、送信端末Ｓ１は、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、受信したＲｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５→ＭＲ１］に応じて、「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」とを関連付けるエントリ情報（第３のエントリ情報）において、「宛先アドレスＭＲ５」を「宛先アドレスＭＲ１」に変更する。
【０１５５】
図２３に、本実施形態におけるマルチキャスト通信システムにおいて、図２１及び図２２に示す動作によって、受信端末ＭＴ１及びＭＴ２が、上述のマルチキャストツリーに参加した状態で、送信端末Ｓ１が、当該マルチキャストツリーを介して受信端末ＭＴ１及びＭＴ２に対してマルチキャストデータを送信する動作を示す。
【０１５６】
ステップ１９０１において、送信端末Ｓ１は、エントリ管理部３１における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ１］」を参照して、「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」を含むマルチキャストデータパケットに対して「宛先アドレスＭＲ１」を用いてカプセル化処理を施す。そして、送信端末Ｓ１は、当該「宛先アドレスＭＲ１」に基づいて、当該マルチキャストデータパケットを送信する。
【０１５７】
ステップ１９０２において、当該マルチキャストデータパケットを受信したマルチキャスト対応ルータＭＲ１は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）」を参照して、「マルチキャストアドレスＧ」を用いたマルチキャストによって、上述のイーサネット上に、当該マルチキャストデータパケットを送信する。
【０１５８】
ステップ１９０３において、当該イーサネットを介してマルチキャストデータパケットを受信したマルチキャスト対応ルータＭＲ３は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５］」を参照して、当該マルチキャストデータパケットに対して「宛先アドレスＭＲ５」を用いてカプセル化処理を施す。そして、マルチキャスト対応ルータＭＲ３は、当該「宛先アドレスＭＲ５」に基づいて、当該マルチキャストデータパケットを送信する。
【０１５９】
ステップ１９０４において、「宛先アドレスＭＲ５」宛てのマルチキャストデータパケットを受信したマルチキャスト対応ルータＭＲ５は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）」を参照して、当該マルチキャストデータパケットをディカプセル化した後にマルチキャストによって送信する。
【０１６０】
同様に、ステップ１９０５において、当該イーサネットを介してマルチキャストデータパケットを受信したマルチキャスト対応ルータＭＲ８は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］」を参照して、当該マルチキャストデータパケットに対して「宛先アドレスＭＲ６」を用いてカプセル化処理を施す。そして、マルチキャスト対応ルータＭＲ８は、当該「宛先アドレスＭＲ６」に基づいて、当該マルチキャストデータパケットを送信する。
【０１６１】
ステップ１９０６において、「宛先アドレスＭＲ６」宛てのマルチキャストデータパケットを受信したマルチキャスト対応ルータＭＲ６は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）」を参照して、当該マルチキャストデータパケットをディカプセル化した後にマルチキャストによって送信する。
【０１６２】
（本発明の第３の実施形態に係るマルチキャスト通信システム）
図２４乃至図２６を参照して、本発明の第３の実施形態に係るマルチキャスト通信システムについて説明する。以下、主として、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムについて、上述の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムとの相違点について説明する。なお、本実施形態では、マルチキャストツリーが安定状態にあることを前提に説明する。
【０１６３】
本実施形態に係るマルチキャスト通信システムでは、ネットワークを構成する全てのマルチキャスト対応ルータＭＲは、上述のように、マルチキャストコントロールパケットに対する処理を行う必要がない。
【０１６４】
したがって、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムでは、リソース不足に陥ったマルチキャスト対応ルータＭＲは、マルチキャストコントロールパケットに対する処理を行うことなく、当該マルチキャストコントロールパケットをそのまま通過させることによって、上流に配置されている他のマルチキャスト対応ルータＭＲに当該処理を委託するように動作することができる。
【０１６５】
また、本実施形態に係るマルチキャスト通信システムでは、一部のマルチキャスト対応ルータＭＲのみが、マルチキャストコントロールパケットに対する処理を行えばよいため、負荷分散という効果を奏することもできる。
【０１６６】
図２４及び図２５を参照して、受信端末ＭＴ１が、マルチキャストツリーに参加している場合で、且つ、マルチキャスト対応ルータＭＲ１が、リソース不足に陥っている場合に、受信端末ＭＴ２が、新たに当該マルチキャストツリーに参加する動作について説明する。
【０１６７】
ステップ２００１において、受信端末ＭＴ２が、ＩＧＭＰｖ２やＭＬＤｖ２のＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔを用いて、当該マルチキャストツリーへの参加要求（当該マルチキャストデータの送信要求）をマルチキャスト対応ルータ（第３のルータ）ＭＲ６に送信する。
【０１６８】
ステップ２００２において、マルチキャスト対応ルータＭＲ６は、受信した参加要求に含まれる「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」とを関連付けるエントリ情報を作成する。
【０１６９】
ステップ２００３において、マルチキャスト対応ルータＭＲ６は、当該参加要求を通知するための「Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］」を生成して送信する。
【０１７０】
ステップ２００４において、通常ルータＲ２は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］を、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、そのまま転送する。
【０１７１】
ステップ２００５において、マルチキャスト対応ルータ（第１のルータ）ＭＲ１は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］に応じた処理を行うためおりソースが不足しているため、当該Ｊｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］を、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、そのまま転送する。
【０１７２】
ステップ２００６において、通常ルータＲ１は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］を、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、そのまま転送する。
【０１７３】
ステップ２００７において、マルチキャスト対応ルータ（第１のルータ）ＭＲ０は、受信したＪｏｉｎパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ６］に応じて、エントリ管理部１２において管理している「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」を含むエントリ情報（第１のエントリ情報）を、「宛先アドレスＭＲ５，ＭＲ６」となるように変更する。
【０１７４】
ステップ２００８において、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、送信端末Ｓ１において管理されている当該Ｊｏｉｎパケットに係るエントリ情報（第３のエントリ情報）を変更するように指示する「Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５→ＭＲ０］（変更要求パケット）」を生成して、当該「送信端末アドレスＳ」に基づいて、当該Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５→ＭＲ０］を転送する。
【０１７５】
ステップ２００９において、送信端末Ｓ１は、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、受信したＲｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５→ＭＲ０］に応じて、「送信端末アドレスＳ」と「マルチキャストアドレスＧ」とを関連付けるエントリ情報（第３のエントリ情報）において、「宛先アドレスＭＲ５」を「宛先アドレスＭＲ０」に変更する。
【０１７６】
図２６に、本実施形態におけるマルチキャスト通信システムにおいて、図２４及び図２５に示す動作によって、受信端末ＭＴ１及びＭＴ２が、上述のマルチキャストツリーに参加した状態で、送信端末Ｓ１が、当該マルチキャストツリーを介して受信端末ＭＴ１及びＭＴ２に対してマルチキャストデータを送信する動作を示す。
【０１７７】
ステップ２２０１において、送信端末Ｓ１は、エントリ管理部３１における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ０］」を参照して、「送信端末アドレスＳ」及び「マルチキャストアドレスＧ」を含むマルチキャストデータパケットに対して「宛先アドレスＭＲ０」を用いてカプセル化処理を施す。そして、送信端末Ｓ１は、当該「宛先アドレスＭＲ０」に基づいて、当該マルチキャストデータパケットを送信する。
【０１７８】
ステップ２２０２において、当該マルチキャストデータパケットを受信したマルチキャスト対応ルータＭＲ０は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５，ＭＲ６］」を参照して、それぞれ「宛先アドレスＭＲ５」及び「宛先アドレスＭＲ６」によってカプセル化処理を施したマルチキャストデータパケットを２つ生成する。そして、マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、「宛先アドレスＭＲ５」及び「宛先アドレスＭＲ６」に基づいて、それぞれのマルチキャストデータパケットを送信する（ステップ２２０２ａ及びステップ２２０２ｂ参照）。
【０１７９】
ステップ２２０３において、「宛先アドレスＭＲ５」宛てのマルチキャストデータパケットを受信したマルチキャスト対応ルータＭＲ５は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）」を参照して、当該マルチキャストデータパケットをディカプセル化した後にマルチキャストによって送信する。また、ステップ２２０４において、「宛先アドレスＭＲ６」宛てのマルチキャストデータパケットを受信したマルチキャスト対応ルータＭＲ６は、エントリ管理部１２における「エントリ情報（Ｓ，Ｇ）」を参照して、当該マルチキャストデータパケットをディカプセル化した後にマルチキャストによって送信する。
【０１８０】
（変更例１）
ＩＰは、コネクションレス通信であるため、メッセージの到達性が保証されていない。そのため、マルチキャスト通信システムにおいて、マルチキャストコントロールパケットの到着性も保証されていないので、パケットロスへの対応策を設けることが必須となる。本変更例に係るマルチキャスト通信システムは、かかるパケットロスへの対応策を設けたものである。
【０１８１】
本変更例に係るマルチキャスト通信システムにおいて、受信したＪｏｉｎパケット（送信要求パケット、変更要求パケット）又はＬｅａｖｅパケット（送信停止要求パケット）等のマルチキャストコントロールパケットに応じてエントリ情報を生成又は変更したマルチキャスト対応ルータＭＲは、当該マルチキャストコントロールパケットの送信元に対して、明示的に確認応答を送信するように構成されている。
【０１８２】
具体的には、マルチキャスト対応ルータＭＲのマルチキャストコントロールパケット生成部１４において生成されたマルチキャストコントロールパケットが転送される場合、当該マルチキャスト対応ルータＭＲは、受信したマルチキャストコントロールパケットの送信元に対して確認応答を送信する。
【０１８３】
また、送信端末Ｓ１は、エントリ情報が生成又は変更されない場合であっても、マルチキャストコントロールパケットを受信した場合は、必ず当該マルチキャストコントロールパケットの送信元に対して確認応答を送信する。
【０１８４】
かかる確認応答をマルチキャストコントロールパケットの送信元のマルチキャスト対応ルータＭＲが受け取ることによって、当該送信元のマルチキャスト対応ルータＭＲと送信端末Ｓ１との間に存在する全てのマルチキャスト対応ルータＭＲにおいてマルチキャストコントロールパケットを受信したことを確認することができる。
【０１８５】
本変更例に係るマルチキャスト通信システムによれば、Ｊｏｉｎパケット（送信要求パケット）、Ｒｅｄｉｒｅｃｔパケット（変更要求パケット）又はＬｅａｖｅパケット（送信停止要求パケット）等のマルチキャストコントロールパケットに応じてエントリ情報を生成又は変更したマルチキャスト対応ルータＭＲが、確認応答を返送するため、マルチキャストツリーが正確に変更されたことを送信端末Ｓ１において認識することができ、パケットロスを低減することができる。
【０１８６】
（変更例２）
本変更例に係るマルチキャスト通信システムは、上述の変更例１に係るマルチキャスト通信システムと同様に、メッセージの到達性が保証されていないことから派生するパケットロスへの対応策を設けたものである。
【０１８７】
本変更例に係るマルチキャスト通信システムは、通常のインターネット技術で採用されている「ＳｏｆｔＳｔａｔｅ」を利用することによって、かかるパケットロスへの対応策を設ける。
【０１８８】
本変更例に係るマルチキャスト通信システムにおいて、各エントリ情報は、有効期間（ライフタイム）を有している。
【０１８９】
ここで、各マルチキャスト対応ルータＭＲは、各エントリ情報の有効期間内に、当該エントリ情報に係るＪｏｉｎパケットを受信した場合に、当該有効期間を延長するように構成されている。
【０１９０】
一方、各マルチキャスト対応ルータＭＲは、各エントリ情報の有効期間内に、Ｊｏｉｎパケットを受信しなかった場合に、当該エントリ情報を自動的に削除するように構成されている。
【０１９１】
そのため、Ｊｏｉｎパケットを送信したマルチキャスト対応ルータＭＲは、当該Ｊｏｉｎパケットに係るエントリ情報の有効期間が満了する前に、再度、当該エントリ情報に係るＪｏｉｎパケットを送信することによって、他のマルチキャスト対応ルータＭＲにおける当該エントリ情報の有効期間を更新する必要がある。
【０１９２】
一方、マルチキャストデータの送信（配信）停止を希望する場合には、上述のエントリ情報が有効期間の満了と共に自動的に削除されるため、マルチキャスト対応ルータＭＲは、パケットがロスすることを想定して何度も同様のＬｅａｖｅパケットを送信する必要がなくなる。
【０１９３】
なお、マルチキャスト対応ルータＭＲは、マルチキャストデータパケットについては、ＩＰ-ｉｎ-ＩＰ等のネットワーク層の技術ではなく、ＴＣＰやＳＣＴＰ（ＲＦＣ２９６０参照）等の技術をマルチキャスト対応ルータ間の転送に利用することによって、信頼性を増加させることができる。
【０１９４】
（変更例３）
上述の図２０及び図２２に示すように、マルチキャストツリーに新たに受信端末ＭＴ２が追加された場合、送信端末Ｓ１が、マルチキャスト対応ルータＭＲ１から送信されたＲｅｄｉｒｅｃｔパケット（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５→ＭＲ１］を受信することによって、送信端末Ｓ１とマルチキャスト対応ルータＭＲ５との間のトンネル、すなわち、エントリ情報（Ｓ，Ｇ）：［ＭＲ５］を直ぐに削除した場合、マルチキャスト対応ルータＭＲ５においてパケットロスが発生する可能性がある。
【０１９５】
かかるパケットロスを防ぐために、本変更例に係るマルチキャスト通信システムでは、送信端末Ｓ１は、エントリ情報を変更した場合、所定期間、変更前のエントリ情報を保持するように構成されている。
【０１９６】
その結果、マルチキャスト対応ルータＭＲ５では、上述の所定期間経過前は、送信端末Ｓ１から直接送られてくるマルチキャストデータパケットと、マルチキャスト対応ルータＭＲ１を経由して送られてくるマルチキャストデータパケットとが同時に届くことになる。
【０１９７】
しかしながら、送信端末Ｓ１から直接送られてくるマルチキャストデータパケットは、上述の所定期間経過後、例えば、エントリ情報がＳｏｆｔＳｔａｔｅ管理されている場合には、有効期間満了後、自動的に送信停止される。
【０１９８】
また、本変更例に係るマルチキャスト通信システムでは、マルチキャスト対応ルータＭＲ５は、上述の所定期間内に、マルチキャストデータパケットを重複受信した場合に、当該マルチキャストデータの送信停止要求を通知するＲｅｄｉｒｅｃｔパケット（変更要求パケット）を上流方向に明示的に送信するように構成されていてもよい。
【０１９９】
本変更例に係るマルチキャスト通信システムによれば、エントリ情報を変更してマルチキャストツリーを変更する際に、一定の猶予期間（所定期間）を設けることによって、パケットロスを低減することができる。
【０２００】
本変更例に係るマルチキャスト通信システムによれば、マルチキャスト対応ルータ（第２のルータ）ＭＲ５が、明示的にＲｅｄｉｒｅｃｔパケット（変更要求パケット）を送信することによって、マルチキャストデータパケットの重複受信を停止することができ、マルチキャストツリーをスムーズに変更することができる。
【０２０１】
（変更例４）
上述の実施形態及び変更例では、マルチキャストパケットを、エントリ情報における宛先アドレスを用いたカプセル化して転送する方式を採用する例について述べているが、本発明は、これらに限定されるものではなく、エントリ情報における宛先アドレスを用いたＮＡＴ（ＮｅｔｗｏｒｋＡｄｄｒｅｓｓＴｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）技術やＩＰＭａｓｑｕｅｒａｄｅ技術を用いる方式を採用するように構成されていてもよい。本変更例に係るマルチキャスト通信システムによれば、カプセル化処理によるオーバヘッドをなくすことが可能となる。
【０２０２】
（変更例５）
本変更例では、図２７を参照して、上述の実施形態及び変更例に係るパケット通信システムにおいて、送信端末Ｓ１が、ホームネットワークから外部ネットワークに移動（ハンドオーバ）する場合の動作について説明する。
【０２０３】
送信端末Ｓ１は、ユニキャストにおけるＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６を利用して、ホームネットワークから外部ネットワークへの移動（ハンドオーバ）を実現する。
【０２０４】
図２７に示すように、送信端末Ｓ１は、移動先ネットワークにおいて、新たな「気付けアドレス（ＣａｒｅｏｆＡｄｄｒｅｓｓ：ＣｏＡ）Ｓ'」を獲得すると、気付けアドレスＳ’を送信元とし、ホームネットワークで用いていたアドレスＳを「ＨｏｍｅＡｄｄｒｅｓｓｏｐｔｉｏｎ（ＨＡＯ）」にセットしたパケットを、移動前に用いていたエントリ情報に従って、マルチキャスト対応ルータＭＲ０に対して送信する。
【０２０５】
気付けアドレスが変化し、送信端末Ｓ１のエントリ情報中の宛先アドレスが１つの場合、マルチキャストデータパケットに対しても特別なオプションが付加される。このマルチキャストデータパケットは、マルチキャスト対応ルータＭＲ１で受信され、移動先のアドレスがホームアドレスと共に、エントリ情報に記憶される（（Ｓ/Ｓ’，Ｇ）：［ＭＲ５，ＭＲ６］参照）。
【０２０６】
そして、このマルチキャストデータパケットは、エントリ情報に従って、マルチキャスト対応ルータＭＲ５及びＭＲ６に転送されると共に、これまでに受信していたカプセル化パケットの転送元であるマルチキャスト対応ルータＭＲ０へも転送される。
【０２０７】
マルチキャスト対応ルータＭＲ０は、エントリ情報に設定されている宛先アドレスのうち、受信したマルチキャストデータパケットの転送元マルチキャスト対応ルータＭＲ１以外（ＭＲ４）に対して、当該マルチキャストデータパケットを転送する。
【０２０８】
なお、送信端末Ｓ１のエントリ情報中に複数の宛先アドレスが管理されている場合、マルチキャストデータパケットは、特別なオプションを付与せず、当該複数の宛先アドレスに対して各々がカプセル化されて送信される。
【０２０９】
新たな移動先ネットワークから転送されるマルチキャストパケットを受け取った受信端末ＭＴは、移動先ネットワーク気付けアドレスに対して、Ｊｏｉｎパケットを送信することで、新たな移動先ネットワークを頂点とするマルチキャストツリーを構築することが出来る。
【０２１０】
なお、受信端末ＭＴは、移動（ハンドオーバ）する場合、移動前にパケットを受け取っていたマルチキャスト対応ルータＭＲに対してＬｅａｖｅパケットを送信すると共に、移動先ネットワークで新たにＪｏｉｎパケットを送信する。
【０２１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ネットワーク内に部分的にマルチキャスト対応ルータを導入することによって、容易に且つ低コストで、マルチキャスト対応ルータ及び通常ルータ（マルチキャスト非対応ルータ）が混在するネットワークにおいて、マルチキャストデータの転送を実現するマルチキャスト通信システム及びこれに用いて好適なルータ（マルチキャスト対応ルータ）を提供することができる。
【０２１２】
また、本発明によれば、ネットワークを構成する全てのマルチキャスト対応ルータでマルチキャストパケットを処理する必要がないので、ネットワークの負荷が軽減される。
【０２１３】
また、本発明によれば、特定のマルチキャスト対応ルータにおけるマルチキャストパケットに対する処理を停止すること等によって、マルチキャストデータパケットの複製ポイントを選択することができるため、負荷の分散を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムの全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムを構成するマルチキャスト対応ルータの機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムを構成する送信端末の機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムを構成するマルチキャスト対応ルータの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムを構成するマルチキャスト対応ルータの動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムを構成するマルチキャスト対応ルータの動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムを構成するマルチキャスト対応ルータの動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、受信端末がマルチキャストツリーに参加する動作を示すシーケンス図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、受信端末がマルチキャストツリーに参加する動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、マルチキャストツリーに参加している受信端末に対してマルチキャストデータパケットを配信する動作を示すシーケンス図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、マルチキャストツリーに参加している受信端末に対してマルチキャストデータパケットを配信する動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、新たな受信端末がマルチキャストツリーに参加する動作を示すシーケンス図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、新たな受信端末がマルチキャストツリーに参加する動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、新たな受信端末がマルチキャストツリーに参加した後、マルチキャストツリーに参加している複数の受信端末に対してマルチキャストデータパケットを配信する動作を説明するための図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、新たな受信端末がマルチキャストツリーに参加した後、マルチキャストツリーに参加している複数の受信端末に対してマルチキャストデータパケットを配信する動作を説明するための図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、上述のマルチキャストツリーが安定状態に移行する際の動作を説明するための図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、受信端末がマルチキャストツリーから脱退する動作を示すシーケンス図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、受信端末がマルチキャストツリーから脱退する動作を説明するための図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、１つの受信端末がマルチキャストツリーから脱退した後、マルチキャストツリーに参加している３つの受信端末に対してマルチキャストデータパケットを配信する動作を説明するための図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係るマルチキャスト通信システムの全体構成図である
【図２１】本発明の第２の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、１台の新たな受信端末がマルチキャストツリーに参加する動作を示すシーケンス図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、１台の新たな受信端末がマルチキャストツリーに参加する動作を説明するための図である。
【図２３】本発明の第２の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、１つの新たな受信端末がマルチキャストツリーに参加した後、マルチキャストツリーに参加している２つの受信端末に対してマルチキャストデータパケットを配信する動作を説明するための図である。
【図２４】本発明の第３の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、１台の新たな受信端末がマルチキャストツリーに参加する動作を示すシーケンス図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、１台の新たな受信端末がマルチキャストツリーに参加する動作を説明するための図である。
【図２６】本発明の第３の実施形態に係るマルチキャスト通信システムにおいて、１つの新たな受信端末がマルチキャストツリーに参加した後、マルチキャストツリーに参加している２つの受信端末に対してマルチキャストデータパケットを配信する動作を説明するための図である。
【図２７】本発明の変更例５に係るパケット通信システムにおいて、送信端末が、ホームネットワークから外部ネットワークに移動する場合の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
ＭＲ０、ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４、ＭＲ５、ＭＲ６、ＭＲ７…マルチキャスト対応ルータ
ＭＴ１、ＭＴ２、ＭＴ３、ＭＴ４…受信端末
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６…通常ルータ
Ｓ１…送信端末
１１…パケット受信部
１２、３１…エントリ管理部
１３…マルチキャストコントロールパケット処理部
１４…マルチキャストコントロールパケット生成部
１５…宛先アドレス設定部
１６…パケット転送部
３３…マルチキャストデータ送信部
３４…マルチキャストコントロールパケット受信部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multicast communication system that transmits multicast data from a transmission terminal to a plurality of reception terminals via a plurality of routers, and a router suitable for use in the multicast communication system.
[0002]
[Prior art]
A conventional IP multicast mechanism is described in Non-Patent Document 1, for example. Further, as a protocol used in the conventional IP multicast, for example, “SSM (Source-Specific Multicast)” described in Non-Patent Document 2 and “PIM-SM (Protocol Independent) described in Non-Patent Document 3 are used. "Multicast-Sparse Mode)", "IGMPv3 (Internet Group Management Protocol Version 3)" described in Non-Patent Document 4, and "MLDv2 (Multicast Listener Discovery Protocol) Version 2". Non-patent documents 5 and 6 describe IP encapsulation techniques used in conventional IP multicast.
[0003]
[Non-Patent Document 1]
Thomas A. Maufer, translated by Hiroyuki Enomoto, “Introduction to IP Multicast”
[0004]
[Non-Patent Document 2]
IEICE Japanese Journal B Vol. J85-B No. 8 pp. 1207-1214
[0005]
[Non-Patent Document 3]
RFC 2362, “Protocol Independent Multicast-Sparse Mode (PIM-SM): Protocol Specification”
[0006]
[Non-Patent Document 4]
RFC3376, “Internet Group Management Protocol Version 3”
[0007]
[Non-Patent Document 5]
RFC1853, "IP in IP Tunneling"
[0008]
[Non-Patent Document 6]
RFC 2473, “Generic Packet Tunneling in IPv6 Specification”
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional multicast communication system has a problem that multicast data cannot be transferred unless all the routers constituting the network are multicast-capable routers. That is, the conventional multicast communication system has a problem that multicast data cannot be transferred in a network in which multicast-compatible routers and normal routers (multicast-incompatible routers) are mixed.
[0010]
Therefore, the present invention has been made in view of the above points. By introducing a multicast-compatible router partially in the network, the multicast-compatible router and the normal router (multicast-incompatible router) can be easily and at low cost. ) In a network in which multicast data is transferred, and a router (multicast router) suitable for use in the multicast communication system.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a multicast communication system for transmitting multicast data from a transmitting terminal to a first receiving terminal via a multicast tree including a first router and a second router. The second router generates and manages second entry information that associates the multicast data with the destination information of the multicast data in response to the multicast data transmission request (Membership Report) from the first receiving terminal. And the transmission request packet (Join packet) for notifying the transmission request is set to a special option and transmitted to the transmission terminal, and the first router receives the transmission request received from the second router. Specify the multicast data and the second router according to the packet Generating and managing first entry information associated with destination information of the multicast data, forwarding the transmission request packet to the transmission terminal, and the transmission terminal responding to the transmission request packet with the multicast request The gist is to generate and manage third entry information that associates data with the multicast destination information specifying the first router.
[0012]
According to this invention, a multicast-compatible router such as the first and second routers can construct a multicast tree by managing destination information of multicast data, and a network in which multicast-compatible routers and normal routers are mixed Also, the multicast data transfer can be realized.
[0013]
Further, in the first feature of the present invention, the first entry information is received by the first router according to a transmission request packet of the multicast data received from the second receiving terminal via the third router. It is preferable that the multicast data and the destination information designating the second and third routers are associated with each other.
[0014]
According to this invention, by changing the entry information of the transmission terminal and the first router, the transmission terminal newly forwards multicast data to the second reception terminal in addition to the first reception terminal. can do.
[0015]
Further, in the first feature of the present invention, the first router responds to the multicast data transmission stop request from the second receiving terminal in the first entry information with the multicast data and the first It is preferable to change so as to associate the destination information designating the second router.
[0016]
In the first feature of the present invention, the transmitting terminal transmits a data packet including the multicast data and the destination information based on the third entry information, and is designated by the destination information. It is preferable that a router changes the destination information included in the data packet based on the entry information and transmits the data packet.
[0017]
Further, in the first feature of the present invention, the second router and the third router are connected on the same link, the first router is connected upstream of the link, and the first router The first router changes the first entry information and changes the third entry information in response to the multicast data transmission request packet received from the second receiving terminal via the third router. A change request packet (Redirect packet) instructed to be transmitted is transmitted to the transmission terminal, and the transmission terminal transmits the multicast data and the first router in the third entry information according to the change request packet. And the destination terminal specifies the multicast data based on the third entry information. Transmits the data packet including the data and the destination information, the first router, based on the first entry information, it is preferable to transmit by multicast the data packet on the link.
[0018]
Further, in the first feature of the present invention, the router that has generated or changed the entry information in response to a transmission request packet, a change request packet, or a transmission stop request packet has the transmission request packet, the change request packet, or the transmission stop request packet. It is preferable to send an acknowledgment to the sender.
[0019]
According to this invention, since the router that has generated or changed the entry information in response to a multicast control packet such as a transmission request packet, a change request packet, or a transmission stop request packet returns an acknowledgment, the multicast tree is accurately changed. This can be recognized by the transmitting terminal, and packet loss can be reduced.
[0020]
Also, in the first feature of the present invention, the entry information has a valid period, and the valid period is extended when the router receives the transmission request packet (Join packet) within the valid period. The entry information is preferably deleted when the transmission request packet (Join packet) is not received within the valid period.
[0021]
In the first feature of the present invention, when the transmitting terminal changes the third entry information, it is preferable that the third entry information before the change is held for a predetermined period.
[0022]
According to this invention, when changing the entry information to change the multicast tree, it is possible to reduce the packet loss by providing a certain grace period (predetermined period).
[0023]
Also, in the first feature of the present invention, when the second router receives a duplicate data packet including the multicast data within the predetermined period, the change request for notifying the multicast data transmission stop request It is preferable to send the packet in the upstream direction.
[0024]
According to this invention, when the second router explicitly transmits a change request packet (Redirect packet), the redundant reception of the data packet can be stopped, and the multicast tree can be changed smoothly. .
[0025]
Also, in the first feature of the present invention, the first router further manages a care-of address and a source of the encapsulated packet as the first entry information, and the visited network of the transmitting terminal is When changed, the transmitting terminal notifies the first router of the care-of address acquired in the changed network, and the first router notifies the notified care-of address in the first entry information. When the care-of address is different from the managed care-of address, it is preferable to transmit the data packet including the multicast data to the transmission source of the encapsulated packet.
[0026]
A second feature of the present invention is a router used in a multicast communication system that transmits multicast data from a transmitting terminal to a receiving terminal, and manages entry information that associates the multicast data with destination information of the multicast data. And a generation unit that generates the entry information when a transmission request packet notifying the transmission request of the multicast data from the receiving terminal is received from the downstream direction.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Configuration of multicast communication system according to the first embodiment of the present invention)
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
[0028]
In the multicast communication system according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a transmission terminal S1, multicast compatible routers MR0 to MR7, and normal routers (non-multicast compatible routers) R1 to R6 are connected in a hierarchical manner. Consists of a multicast tree. In the multicast communication system according to the present embodiment, the transmitting terminal S1 is arranged at the most upstream of the tree structure, and the multicast compatible routers MR5 to MR7 and the normal routers R4 to R6 are arranged at the most downstream. The receiving terminals MT1 to MT4 are wirelessly connected to the routers MR5, MR6, R5, and MR7, respectively.
[0029]
As shown in FIG. 2, the multicast-compatible router MR includes a packet receiving unit 11, an entry management unit 12, a multicast control packet processing unit 13, a multicast control packet generation unit 14, a destination address setting unit 15, a packet transfer Part 16.
[0030]
The packet receiving unit 11 receives packets (multicast data packets and multicast control packets) from other routers. As shown in FIG. 4 to be described later, the packet receiving unit 11 includes the presence / absence of a special option (for example, a router warning option (see RFC 2113 or RFC 2711)) set in the received packet, the packet type, the destination address, and the like. Is configured to forward the packet to any of the multicast control packet processing unit 13, the destination address setting unit 15, or the packet transfer unit 16.
[0031]
Here, the multicast control packet includes “Join packet”, “Leave packet”, “Redirect packet”, and the like.
[0032]
The “Join packet” is a packet that is generated by the multicast-compatible router MR in response to a multicast data transmission request from the receiving terminal MT (request to join the multicast tree) and is transmitted to the transmitting terminal in the upstream direction.
[0033]
The “Leave packet” is a packet that the multicast-compatible router MR transmits to the multicast-compatible router MR and the transmission terminal S1 in the upstream direction in order to explicitly leave (leave) the multicast tree.
[0034]
The “Redirect packet” indicates that when the multicast tree is in a stable state, the multicast-compatible router MR receives a request to join the multicast tree from a new receiving terminal MT or a withdrawal request from the multicast tree from the receiving terminal MT. In addition, it serves as a change request packet for instructing the multicast compatible router MR and transmission terminal S1 arranged in the upstream direction to change the entry information.
[0035]
The entry management unit 12 manages entry information (first or second entry information) that associates multicast data with destination information of the multicast data. Specifically, the entry management unit 12 associates “sending terminal address (S in the example of FIG. 2)” with “multicast address (G in the example of FIG. 2)” to identify multicast data. ing. Further, the entry management unit 12 manages “destination addresses (MR5 and MR6 in the example of FIG. 2)” specifying the multicast-compatible router MR as the destination information of the multicast data. Furthermore, the entry management unit 12 manages “the source of the encapsulated packet (T in the example of FIG. 2)”.
[0036]
Here, the entry information is specified by a combination of “transmission terminal address (S in the example of FIG. 2)” and “multicast address (G in the example of FIG. 2)”.
[0037]
2 participates in a multicast tree identified by “transmission terminal address S” and “multicast address G”. The entry management unit 12 is configured to manage only entry information related to the multicast tree in which the multicast-compatible router MR participates.
[0038]
As will be described later, the multicast control packet processing unit 13 is configured to perform predetermined processing according to the type of the multicast control packet.
[0039]
In response to an instruction from the multicast control packet processing unit 13, the multicast control packet generation unit 14 generates a Join packet, a Leave packet, a Redirect packet, and the like and transmits them to the packet transfer unit 16.
[0040]
In addition, when receiving a participation request or withdrawal request from the receiving terminal MT, the multicast control packet generation unit 14 generates a Join packet, a Leave packet, a Redirect packet, and the like related thereto and transmits them to the packet transfer unit 16.
[0041]
The destination address setting unit 15 decapsulates the received multicast data packet and refers to the entry management unit 12 to search for entry information related to the multicast data packet.
[0042]
Then, the destination address setting unit 15 sets the destination address set in the entry information in the multicast data packet by encapsulation processing, and transmits the multicast data packet to the packet transfer unit 16.
[0043]
Note that when a plurality of destination addresses are set in the entry information, the destination address setting unit 15 duplicates the multicast data packet by that amount because the router MR is a duplication point of the multicast data packet.
[0044]
The packet transfer unit 16 transfers the received multicast data packet and multicast control packet.
[0045]
As illustrated in FIG. 3, the transmission terminal S1 includes an entry management unit 31, a multicast data transmission unit 33, and a multicast control packet reception unit 34.
[0046]
The entry management unit 31 generates and manages third entry information that associates multicast data and destination information of the multicast data according to the received Join packet. Specifically, the entry management unit 31 manages “entry address”, “multicast address”, and “destination address” in association with each other as entry information.
[0047]
The multicast data packet transmitting unit 33 encapsulates and transmits the multicast data packet passed from the application based on the destination address of the entry information. Note that when there are a plurality of the destination addresses, the multicast data transmission unit 33 generates and transmits multicast data packets corresponding to the number.
[0048]
The multicast control packet receiving unit 34 receives a multicast control packet from a router on the network and notifies the entry management unit 31 to that effect.
[0049]
(Operation of the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention)
The operation of the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0050]
First, with reference to FIG. 4 to FIG. 7, the operation of the multicast-compatible router MR constituting the multicast communication system according to the present embodiment will be described.
[0051]
As shown in FIG. 4, in step 401, the packet receiver 11 of the multicast-compatible router MR receives a packet from an adjacent router.
[0052]
In step 402, the packet receiving unit 11 determines whether the received packet is a special packet, that is, whether the router warning option is set in the received packet.
[0053]
If the packet reception unit 11 determines that the received packet is not a special packet, in step 403, the packet reception unit 11 determines whether the destination of the packet is itself. On the other hand, when the packet receiving unit 11 determines that the received packet is a special packet, the packet receiving unit 11 transfers the packet to the multicast control packet processing unit 13 in step 408.
[0054]
If the packet receiving unit 11 determines that the destination of the packet is not itself, the packet receiving unit 11 transfers the packet to the packet transfer unit 16 in step 404.
[0055]
On the other hand, when the packet receiving unit 11 determines that the destination of the packet is itself, in step 405, the packet receiving unit 11 determines whether or not the packet is an encapsulated packet.
[0056]
When the packet receiving unit 11 determines that the packet is an encapsulated packet, the packet receiving unit 11 decapsulates the packet in Step 405a, and determines whether or not the packet is a multicast data packet in Step 406. To do.
[0057]
On the other hand, when determining that the packet is not an encapsulated packet, the packet receiving unit 11 determines whether or not the packet is a multicast data packet in Step 406.
[0058]
If the packet receiving unit 11 determines that the packet is a multicast data packet, the packet receiving unit 11 transfers the packet to the destination address setting unit 15 in step 407. On the other hand, if the packet receiving unit 11 determines that the packet is not a multicast data packet, the packet receiving unit 11 transfers the packet to the multicast control packet processing unit 13 in step 408.
[0059]
As shown in FIG. 5, in step 421, the destination address setting unit 15 receives a multicast data packet from the packet receiving unit 11.
[0060]
In step 422, the destination address setting unit 15 determines whether or not entry information relating to the received multicast data packet exists.
[0061]
If it is determined that the entry information does not exist, in step 423, the destination address setting unit 15 discards the multicast packet.
[0062]
On the other hand, if it is determined that the entry information exists, in step 424, the destination address setting unit 15 corresponds to the “transmission terminal address” and “multicast address” set in the decapsulated multicast data packet. The entry information is searched, and the multicast data packet is encapsulated using the “destination address” in the entry information. Here, when there are a plurality of destination addresses, the destination address setting unit 15 duplicates the multicast data packet correspondingly and sets each of the plurality of destination addresses in each multicast data packet.
[0063]
In step 425, the destination address setting unit 15 transfers the multicast data packet to the packet transfer unit 16, and the packet transfer unit 16 transfers the multicast data packet based on the destination address of the multicast data packet.
[0064]
When the multicast control packet received from the packet receiver 11 is a Join packet, the multicast control packet processor 13 performs the process shown in FIG.
[0065]
In step 442, the multicast control packet processing unit 13 refers to the entry management unit 12 and determines whether or not entry information corresponding to the “transmission terminal address” and “multicast address” included in the Join packet exists. To do.
[0066]
If it is determined that the entry information does not exist, the multicast control packet processing unit 13 generates entry information including the “transmission terminal address” and “multicast address” and adds the entry information to the entry management unit 12 in step 443. .
[0067]
For example, if the multicast control packet processing unit 13 compares the transmission source address of the Join packet with the destination address in the entry information and the two are different, the multicast control packet processing unit 13 sets the transmission source address of the Join packet as the destination address in the entry information. Add to
[0068]
On the other hand, if it is determined that the entry information exists, in step 444, the multicast control packet processing unit 13 determines whether or not the multicast tree related to the entry information is stable. If it is determined that the operation is stable, the operation proceeds to step 445. If it is determined that the operation is not stable, the operation proceeds to step 446.
[0069]
In step 445, the multicast control packet processing unit 13 determines whether or not there are a plurality of destination addresses in the entry information. If it is determined that it exists, the operation proceeds to step 446, and if it is determined that it does not exist, the operation proceeds to step 447.
[0070]
In step 446, the multicast control packet generator 14 generates a Join packet having the own multicast-compatible router MR as a transmission source address.
[0071]
In step 447, the multicast control packet processing unit 13 transfers the Join packet to the packet transfer unit 16, and the packet transfer unit 16 transfers the Join packet based on the “transmission terminal address”.
[0072]
When the multicast control packet received from the packet receiver 11 is a Leave packet, the multicast control packet processor 13 performs the process shown in FIG.
[0073]
In step 462, the multicast control packet processing unit 13 refers to the entry management unit 12, and there is entry information including “transmission terminal address”, “multicast address”, and “destination address” included in the Leave packet. It is determined whether or not.
[0074]
If it is determined that the entry information exists, in step 463, the multicast control packet processing unit 13 deletes the above-mentioned “destination address” in the entry information. On the other hand, when it is determined that the entry information does not exist, the multicast control packet processing unit 13 discards the Leave packet in Step 467.
[0075]
In step 464, the multicast control packet processing unit 13 determines whether or not the remaining destination address in the entry information becomes “0” as a result of deleting the destination address, that is, whether or not the entry information disappears. judge.
[0076]
If it is determined that the remaining destination address is not “0”, in step 465, the multicast control packet processing unit 13 determines whether or not the multicast tree related to the entry information is stable. If it is determined that the operation is stable, the operation proceeds to step 466. If it is determined that the operation is not stable, the operation ends.
[0077]
On the other hand, if it is determined that the remaining destination address is “0”, in step 468, the multicast control packet generation unit 14 generates a Leave packet having the own multicast-compatible router MR as a transmission source address.
[0078]
In step 466, the multicast control packet processing unit 13 determines whether or not there are a plurality of destination addresses in the entry information. When it is determined that there are a plurality of destination addresses, this operation ends.
[0079]
On the other hand, when it is determined that a plurality of destination addresses do not exist, that is, when it is determined that the remaining destination addresses are singular, it recognizes that the own multicast-corresponding router MR is no longer a replication point for copying the received multicast data packet. Then, the multicast control packet generation unit 14 is notified of this, and in step 468, the multicast control packet generation unit 14 generates a redirect packet having the own multicast-compatible router MR as a transmission source address.
[0080]
In step 469, the multicast control packet generator 14 transfers the generated Leave packet to the packet transfer unit 16, and the packet transfer unit 16 transfers the Leave packet based on the “transmission terminal address”.
[0081]
Second, referring to FIG. 8 and FIG. 9, in the multicast communication system according to the present embodiment, the receiving terminal MT1 participates in the multicast tree shown in FIG. 9, that is, the receiving terminal MT1 is the transmitting terminal S1. An operation for requesting to transmit multicast data will be described.
[0082]
In step 501, the receiving terminal MT1 transmits a request for participation in the multicast tree (transmission request for the multicast data) to the multicast-compatible router (second router) MR5 using IGMPv2 or MLDv2 Membership Report.
[0083]
In step 502, the multicast compatible router MR5 creates entry information (second entry information) for associating the “transmission terminal address S” and the “multicast address G” included in the received participation request. Here, the entry information indicates that there is a terminal that wants to receive a multicast data packet specified by a combination of “transmission terminal address S” and “multicast address G” under its control.
[0084]
In step 503, the multicast compatible router MR5 generates and transmits “Join packet (S, G): [MR5]” for notifying the participation request. Here, (S, G) indicates (transmission terminal address, multicast address), that is, multicast data identification information (multicast tree identification information), and [MR5] is [Packet generator information] of the Join packet. Indicates.
[0085]
Note that since a special option (for example, router warning option) is set in the Join packet (S, G): [MR5], a packet received by the multicast-compatible router MR described later is a Join packet. Can be detected.
[0086]
In step 504, the multicast-compatible router MR3 associates “transmission terminal address S”, “multicast address G”, and “destination address MR5” according to the received Join packet (S, G): [MR5]. And a Join packet (S, G): [MR3] is generated.
[0087]
In step 505, the multicast-compatible router MR3 transfers the Join packet (S, G): [MR3] based on the “transmission terminal address S”.
[0088]
In step 506, the multicast-compatible router (first router) MR1 determines that “transmission terminal address S”, “multicast address G”, and “destination address MR3” according to the received Join packet (S, G): [MR3]. Entry information (first entry information) is created, and a Join packet (S, G): [MR1] is generated.
[0089]
In step 507, the multicast-compatible router MR1 transfers the Join packet (S, G): [MR1] based on the “transmission terminal address S”.
[0090]
In step 508, the normal router R1 transfers the received Join packet (S, G): [MR1] as it is based on the “transmission terminal address S”.
[0091]
In step 509, the multicast-compatible router MR0 associates “transmission terminal address S”, “multicast address G”, and “destination address MR1” according to the received Join packet (S, G): [MR1]. And a Join packet (S, G): [MR0] is generated.
[0092]
In step 510, the multicast-compatible router MR0 transfers the Join packet (S, G): [MR0] based on the “transmission terminal address S”.
[0093]
In step 511, the transmission terminal S1 responds to the received Join packet (S, G): [MR0], and entry information (associating the “transmission terminal address S”, “multicast address G”, and “destination address MR0”) ( 3rd entry information) is created.
[0094]
Third, referring to FIG. 10 and FIG. 11, in the multicast communication system according to the present embodiment, the transmission terminal S1 sends the multicast data to the reception terminal MT1 via a multicast tree constituted by a plurality of routers. The transmission operation will be described.
[0095]
In step 701, the transmission terminal S1 obtains the multicast data stored in the multicast data storage unit 32 and the “transmission terminal address S” and “multicast address G” associated with the multicast data in the entry management unit 31. Generate a multicast data packet containing it. Here, the multicast data packet is subjected to encapsulation processing by “destination address MR0 (unicast address)” associated with the multicast data, and the transmission terminal S1 is based on the destination address MR0. The multicast data packet is transmitted.
[0096]
In step 702, the multicast-compatible router MR0 decapsulates the received multicast data packet, refers to the entry information related to the multicast data packet, and performs the encapsulation process using the “destination address MR1 (unicast address)”. In step 703, the multicast data packet is transferred based on the destination address MR1.
[0097]
In step 704, the normal router R1 transfers the multicast data packet based on the destination address MR1.
[0098]
In step 705, the multicast-compatible router MR1 decapsulates and refers to the entry information related to the multicast data packet, performs the encapsulation process by “destination address MR3 (unicast address)”, and in step 706 The multicast data packet is transferred based on the destination address MR3.
[0099]
In step 707, the multicast-compatible router MR 3 decapsulates and refers to the entry information related to the multicast data packet, performs the encapsulation process using “destination address MR 5 (unicast address)”, and in step 708. The multicast data packet is transferred based on the destination address MR5.
[0100]
In step 709, the multicast corresponding router MR5 determines that the received multicast data packet is destined for the own router MR5, and decapsulates the multicast data packet. The multicast corresponding router MR5 searches the entry management unit 12 for entry information corresponding to the “transmission terminal address S” and “multicast address G” included in the decapsulated multicast data packet. The multicast corresponding router MR5 recognizes that the “destination address” in the searched entry information indicates the “multicast address G”, and in step 710, performs multicast data based on the multicast based on the “multicast address G”. Is transmitted to the receiving terminal MT1.
[0101]
As described above, since the multicast data packet is encapsulated by the unicast address (MR0, MR1, MR3, MR5), the relay routers MR0, MR1,... Existing between the transmission terminal S1 and the multicast compatible router MR5. In MR6, the multicast data packet can be transferred to the multicast-compatible router MR5 by normal unicast packet processing without being aware that the multicast data packet is a multicast packet.
[0102]
Fourth, referring to FIG. 12 and FIG. 15, in the multicast communication system according to the present embodiment, a new receiving terminal MT2 joins the multicast tree while the receiving terminal MT1 has already joined the multicast tree. The operation to be performed will be described.
[0103]
As shown in FIGS. 12 and 13, in step 901, the receiving terminal MT2 uses the IGMPv2 or MLDv2 Membership Report to send a request for participation in the multicast tree (request for transmission of the multicast data) to the multicast-compatible router (first multicast data). 3 router) transmits to MR6.
[0104]
In step 902, the multicast-compatible router MR6 creates entry information that associates the “transmission terminal address S” and the “multicast address G” included in the received participation request.
[0105]
In step 903, the multicast compatible router MR6 generates and transmits “Join packet (S, G): [MR6]” for notifying the participation request.
[0106]
In Step 904, the normal router R2 transfers the received Join packet (S, G): [MR6] as it is based on the “transmission terminal address S”.
[0107]
In step 905, the multicast-compatible router (first router) MR 1 responds to the received Join packet (S, G): [MR6], and manages the “transmission terminal address S” and “ The entry information (first entry information) including “multicast address G” is changed to be “destination addresses MR3, MR6”.
[0108]
Here, referring to FIG. 14, in a state in which receiving terminals MT1 and MT2 participate in the above-described multicast tree, transmitting terminal S1 sends multicast data to receiving terminals MT1 and MT2 via the multicast tree. Will be described.
[0109]
In step 1101, the transmission terminal S 1 refers to “entry information (S, G): [MR0]” in the entry management unit 31, and sends a multicast data packet including “transmission terminal address S” and “multicast address G”. On the other hand, encapsulation processing is performed using “destination address MR0”. Then, the transmission terminal S1 transmits the multicast data packet based on the “destination address MR0”.
[0110]
In step 1102, the multicast-compatible router MR 0 decapsulates the received multicast data packet, and then refers to “entry information (S, G): [MR 1]” in the entry management unit 31 to “transmit terminal address S”. ”And“ multicast address G ”are encapsulated using“ destination address MR1 ”. Then, the multicast-compatible router MR0 transmits the multicast data packet based on the “destination address MR1”.
[0111]
Then, the multicast-compatible router MR1 that has received the multicast data packet refers to “entry information (S, G): [MR3, MR6]” in the entry management unit 12 and “destination address MR3” and “destination address”, respectively. Two multicast data packets that have been encapsulated by “MR6” are generated. Then, the multicast-compatible router MR1 transmits each multicast data packet based on the “destination address MR3” and “destination address MR6” (see step 1103a and step 1103b).
[0112]
In step 1104a, the multicast-compatible router MR3 decapsulates the received multicast data packet, and then refers to “entry information (S, G): [MR5]” in the entry management unit 31 to “transmit terminal address S”. ”And“ multicast address G ”are encapsulated using“ destination address MR5 ”. Then, the multicast compatible router MR3 transmits the multicast data packet based on the “destination address MR5”.
[0113]
In step 1105a, the multicast corresponding router MR5 that has received the multicast data packet addressed to the “destination address MR5” refers to the “entry information (S, G)” in the entry management unit 12 and decapsulates the multicast data packet. And then send by multicast.
[0114]
In step 1104b, the multicast-compatible router MR6 that has received the multicast data packet addressed to the “destination address MR6” refers to the “entry information (S, G)” in the entry management unit 12 and decodes the multicast data packet. After encapsulating, send by multicast.
[0115]
In FIG. 15, the transmission terminal S1 transmits multicast data to the reception terminals MT1 to MT4 via the multicast tree with the reception terminals MT3 and MT4 participating in the multicast tree. The operation to perform is shown.
[0116]
As shown in FIG. 15, the entry information of each multicast-compatible router MR and transmitting terminal S1 is changed to the state indicated by “change 2” when the participation of the receiving terminal MT3 is completed, and the participation of the receiving terminal MT4 is completed. In such a case, the state is changed to a state indicated by “change 3”. The multicast data packet described above is transmitted from the transmission terminal S1 to the reception terminals MT1 to MT4 based on the latest multicast-corresponding router MR and entry information of the transmission terminal S1, as in FIG.
[0117]
In FIG. 15, since there is no multicast compatible router MR on the same link, the receiving terminal MT3 generates a Join packet for notifying the above participation request (transmission request) and directly sends it to the multicast compatible router MR4. To participate in the multicast tree.
[0118]
Also, the multicast-compatible router MR4 sets “MT3” as a destination address to the receiving terminal MT3 based on “entry information (S, G): [MT3, MR7]” in the entry management unit 12 instead of multicast. Is configured to transmit the multicast data as a multicast data packet in which is set.
[0119]
Here, when the receiving terminal MT3 does not receive a Membership Query on the same link for a certain period of time or when multicast data is not transmitted even after a certain period of time has elapsed after transmitting the Membership Report, the receiving terminal MT3 supports multicasting on the same link. It can be determined that the router MR does not exist.
[0120]
Here, with reference to FIG. 16, the operation when the above-described multicast tree shifts to a stable state in the multicast communication system according to the present embodiment will be described.
[0121]
When the multicast tree shifts to the stable state, the sending terminal S1 uses the multicast data packet to notify that the multicast tree has shifted to the stable state. When the multicast tree shifts to a stable state, a multicast tree that connects the duplication points of the multicast data packet is generated. As a result, the multicast-compatible router MR (for example, the multicast-compatible router MR2) serving as a relay node other than the replication point handles the multicast data packet in the same manner as the unicast packet, thereby reducing the load on the entire network. .
[0122]
When the multicast tree shifts to the stable state, the Join packet transmitted by each node is transferred to the upper router as it is, just by generating or updating entry information in the multicast router MR that is not a replication point.
[0123]
In the example of FIG. 16, the Join packet from the receiving terminal MT1 passes through the multicast compatible router MR3 and is received by the multicast compatible router MR1 which is a duplication point.
[0124]
As a result, the multicast router MR5 is added to the destination address of the entry information in the multicast router MR1, and the multicast router MR1 receives the packet transmitted from the multicast router MR0 and transmits it to the multicast routers MR5 and MR6. .
[0125]
At the same time as the Join packet passes, the multicast compatible router MR3 transmits a “Redirect packet (S, G): MR3 → MR5” with a special option added to the sender, thereby transmitting the multicast compatible router MR1. Is changed from “(S, G): [MR3, MR6]” to “(S, G): [MR5, MR6]”, the multicast-compatible router MR5 changes “MR1 → MR5” and “MR1”. It is possible to prevent duplicate multicast data packets from being received from both of the paths “→ MR3 → MR5”.
[0126]
Similarly, the Join packet periodically transmitted by the multicast compatible router MR4 passes through the multicast compatible router MR2, and the packet transmitted from the multicast compatible router MR0 is directly transferred to the multicast compatible router MR4.
[0127]
Fifthly, with reference to FIG. 17 to FIG. 19, in the multicast communication system according to the present embodiment, the receiving terminal MT2 is in the state in which the receiving terminals MT1 to MT4 are participating in the stabilized multicast tree. The operation of leaving the multicast tree will be described.
[0128]
In Step 1301, the receiving terminal MT2 transmits a withdrawal request (the multicast data transmission stop request) from the multicast tree to the multicast-compatible router (third router) MR6 using IGMPv2 or MLDv2 Leave.
[0129]
In Step 1302, the multicast corresponding router MR 6 deletes the entry information that associates the “transmission terminal address S” and the “multicast address G” included in the withdrawal request from the entry management unit 12.
[0130]
In step 1303, the multicast-compatible router MR6 generates and transmits “Leave packet (S, G): [MR6]” for notifying the withdrawal request.
[0131]
Since a special option (for example, a router warning option (see RFC 2113 and RFC 2711)) is set in the Leave packet (S, G): [MR6], a multicast-compatible router MR (to be described later) receives it. It can be detected that the received packet is a Leave packet.
[0132]
In Step 1304, the normal router R2 transfers the received Leave packet (S, G): [MR6] as it is based on the “transmission terminal address S”.
[0133]
In step 1305, the multicast-compatible router (first router) MR1 responds to the received Leave packet (S, G): [MR6] and manages the “transmission terminal address S” and “ The entry information (first entry information) including the “multicast address G” is changed to include only the “destination address MR5”.
[0134]
In step 1306, the multicast corresponding router MR1 recognizes that the destination address in the entry information is no longer a duplication point for duplicating the multicast data packet. As a result, the multicast router MR1 relates to the Leave packet managed in the transmission terminal S1. “Redirect packet (S, G): [MR1 → MR5]” instructing to change the entry information (third entry information) is generated, and based on the “transmission terminal address S”, the Redirect packet is generated. (S, G): [MR1 → MR5] is transmitted.
[0135]
In step 1307, the normal router R1 transfers the received Redirect packet (S, G): [MR1 → MR5] as it is based on the “transmission terminal address S”.
[0136]
In step 1308, the multicast-compatible router MR0 determines the destination address in the entry information associating the “transmission terminal address S” with the “multicast address G” according to the received redirect packet (S, G): [MR1 → MR5]. “MR1, MR4” is changed to “destination address MR5, MR4”.
[0137]
In step 1309, the multicast-compatible router MR0 transfers the Redirect packet (S, G): [MR1 → MR5] based on the “transmission terminal address S”.
[0138]
In step 1310, the transmission terminal S1 determines that the entry information “(S, G): [MR0] is not set in the“ destination address ”in the received redirect packet]. The Redirect packet (S, G): [MR1 → MR5] is discarded without changing.
[0139]
Here, FIG. 19 shows an operation of transmitting multicast data from the transmission terminal S1 to the reception terminals MT1, MT3, and MT4 after the reception terminal MT2 withdraws from the multicast tree.
[0140]
(Operation / Effect of Multicast Communication System According to First Embodiment of the Present Invention) According to the multicast communication system according to the present embodiment, the multicast-compatible router MR such as the first and second routers is the destination of the multicast data. By managing addresses, a multicast tree can be constructed, and multicast data transfer can be realized even in a network in which multicast-compatible routers MR and normal routers R are mixed.
[0141]
Further, according to the multicast communication system according to the present embodiment, by changing the entry information of the transmitting terminal S1 and the first router MR1, the transmitting terminal S1 newly adds the first receiving terminal MT1 and the first receiving terminal MT1. Multicast data can be transferred to two receiving terminals MT2.
[0142]
(Multicast communication system according to the second embodiment of the present invention)
A multicast communication system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Hereinafter, differences of the multicast communication system according to the present embodiment from the multicast communication system according to the first embodiment will be mainly described.
[0143]
As shown in FIG. 20, in the multicast communication system according to the present embodiment, the multicast compatible routers MR3 and MR8 are connected on the same Ethernet (link), and the multicast compatible router MR1 is connected upstream of the Ethernet. Has been.
[0144]
Referring to FIG. 21 and FIG. 22, in the multicast communication system according to the present embodiment, a new receiving terminal MT2 joins the multicast tree when the receiving terminal MT1 has already participated in the stabilized multicast tree. The operation to participate will be described.
[0145]
In step 1701, the receiving terminal MT2 transmits a request for participation in the multicast tree (request for transmission of the multicast data) to the multicast-compatible router (third router) MR6 using IGMPv2 or MLDv2 Membership Report.
[0146]
In step 1702, the multicast-compatible router MR6 creates entry information that associates the “transmission terminal address S” and the “multicast address G” included in the received participation request.
[0147]
In step 1703, the multicast compatible router MR6 generates and transmits “Join packet (S, G): [MR6]” for notifying the participation request.
[0148]
In step 1704, the multicast-compatible router MR8 creates entry information that associates the “transmission terminal address S” with the “multicast address G” in accordance with the received Join packet (S, G): [MR6]. Then, based on the “transmission terminal address S”, the Join packet (S, G): [MR8] is transferred.
[0149]
When there is a multicast compatible router MR3 receiving a multicast data packet addressed to (S, G) on the same link, the multicast compatible router MR8 behaves like a replication point even after the multicast tree is stabilized, and the Join packet Receive.
[0150]
In step 1706, the multicast compatible router (first router) MR1 is connected to the multicast compatible routers MR5 and MR6 on the same Ethernet according to the received Join packet (S, G): [MR8]. And “entry information (S, G): [MR5] that associates“ transmission terminal address S ”and“ multicast address G ”in the entry management unit 12 is changed to“ entry information (S, G) ”. change.
[0151]
In step 1707, the multicast-compatible router MR1 instructs to change the entry information (third entry information) related to the Join packet managed in the transmission terminal S1, "Redirect packet (S, G): [MR5 → MR1] (change request packet) ”is generated, and the Redirect packet (S, G): [MR5 → MR1] is transferred based on the“ transmission terminal address S ”.
[0152]
In Step 1708, the normal router R1 transfers the received Redirect packet (S, G): [MR5 → MR1] as it is based on the “transmission terminal address S”.
[0153]
In step 1709, the multicast-compatible router MR0 selects “destination address S” and “multicast address G” in the entry information associating “destination address S” and “multicast address G” in accordance with the received redirect packet (S, G): [MR5 → MR1]. “Address MR5” is changed to “destination address MR1”. In step 1710, based on the “transmission terminal address S”, the multicast-compatible router MR0 transfers the Redirect packet (S, G): [MR5 → MR1].
[0154]
In step 1711, the transmission terminal S 1 determines that the multicast-compatible router MR 0 associates “transmission terminal address S” and “multicast address G” according to the received Redirect packet (S, G): [MR 5 → MR 1]. In the information (third entry information), “destination address MR5” is changed to “destination address MR1”.
[0155]
23, in the multicast communication system according to the present embodiment, with the operations shown in FIGS. 21 and 22, the receiving terminal MT1 and MT2 participate in the multicast tree described above, and the transmitting terminal S1 passes through the multicast tree. The operation of transmitting multicast data to the receiving terminals MT1 and MT2 is shown.
[0156]
In step 1901, the transmission terminal S 1 refers to “entry information (S, G): [MR1]” in the entry management unit 31, and sends a multicast data packet including “transmission terminal address S” and “multicast address G”. On the other hand, encapsulation processing is performed using “destination address MR1”. Then, the transmission terminal S1 transmits the multicast data packet based on the “destination address MR1”.
[0157]
In step 1902, the multicast-compatible router MR 1 that has received the multicast data packet refers to the “entry information (S, G)” in the entry management unit 12 and performs the above-described Ethernet by multicast using the “multicast address G”. Above, the multicast data packet is transmitted.
[0158]
In step 1903, the multicast-compatible router MR 3 that has received the multicast data packet via the Ethernet refers to “entry information (S, G): [MR5]” in the entry management unit 12, and responds to the multicast data packet. Then, encapsulation processing is performed using “destination address MR5”. Then, the multicast compatible router MR3 transmits the multicast data packet based on the “destination address MR5”.
[0159]
In step 1904, the multicast corresponding router MR5 that has received the multicast data packet addressed to the “destination address MR5” refers to the “entry information (S, G)” in the entry management unit 12 and decapsulates the multicast data packet. And then send by multicast.
[0160]
Similarly, in step 1905, the multicast corresponding router MR8 that has received the multicast data packet via the Ethernet refers to “entry information (S, G): [MR6]” in the entry management unit 12 and refers to the multicast data. Encapsulation processing is performed on the packet using “destination address MR6”. Then, the multicast-compatible router MR8 transmits the multicast data packet based on the “destination address MR6”.
[0161]
In step 1906, the multicast corresponding router MR6 that has received the multicast data packet addressed to the “destination address MR6” refers to the “entry information (S, G)” in the entry management unit 12 and decapsulates the multicast data packet. And then send by multicast.
[0162]
(Multicast communication system according to the third embodiment of the present invention)
A multicast communication system according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Hereinafter, differences of the multicast communication system according to the present embodiment from the multicast communication system according to the first embodiment will be mainly described. Note that the present embodiment will be described on the assumption that the multicast tree is in a stable state.
[0163]
In the multicast communication system according to the present embodiment, all the multicast-compatible routers MR configuring the network do not need to perform processing on the multicast control packet as described above.
[0164]
Therefore, in the multicast communication system according to the present embodiment, the multicast compatible router MR that has run out of resources is arranged upstream by passing the multicast control packet as it is without processing the multicast control packet. It can operate to entrust the processing to another multicast-compatible router MR.
[0165]
Further, in the multicast communication system according to the present embodiment, only some of the multicast-compatible routers MR need to perform processing on the multicast control packet, and thus an effect of load distribution can be achieved.
[0166]
Referring to FIG. 24 and FIG. 25, when the receiving terminal MT1 is participating in the multicast tree and the multicast-compatible router MR1 is in a resource shortage, the receiving terminal MT2 newly An operation for joining a multicast tree will be described.
[0167]
In step 2001, the receiving terminal MT2 transmits a request for participation in the multicast tree (transmission request for the multicast data) to the multicast-compatible router (third router) MR6 using IGMPv2 or MLDv2 Membership Report.
[0168]
In step 2002, the multicast compatible router MR6 creates entry information that associates the “transmission terminal address S” and the “multicast address G” included in the received participation request.
[0169]
In step 2003, the multicast compatible router MR6 generates and transmits “Join packet (S, G): [MR6]” for notifying the participation request.
[0170]
In step 2004, the normal router R2 transfers the received Join packet (S, G): [MR6] as it is based on the “transmission terminal address S”.
[0171]
In step 2005, the multicast-compatible router (first router) MR1 performs processing according to the received Join packet (S, G): [MR6], and the source packet is insufficient. , G): [MR6] is transferred as it is based on the “transmission terminal address S”.
[0172]
In step 2006, the normal router R1 transfers the received Join packet (S, G): [MR6] as it is based on the “transmission terminal address S”.
[0173]
In step 2007, the multicast-compatible router (first router) MR0 responds to the received Join packet (S, G): [MR6] according to the “transmission terminal address S” and “ The entry information (first entry information) including “multicast address G” is changed to be “destination addresses MR5, MR6”.
[0174]
In step 2008, the multicast-compatible router MR0 instructs to change the entry information (third entry information) related to the Join packet managed in the transmission terminal S1, "Redirect packet (S, G): [MR5 → MR0] (change request packet) ”is generated, and the Redirect packet (S, G): [MR5 → MR0] is transferred based on the“ transmission terminal address S ”.
[0175]
In step 2009, the sending terminal S1 determines that the multicast-compatible router MR0 associates the “sending terminal address S” with the “multicast address G” in accordance with the received Redirect packet (S, G): [MR5 → MR0]. In the information (third entry information), “destination address MR5” is changed to “destination address MR0”.
[0176]
26, in the multicast communication system according to the present embodiment, the transmission terminal S1 passes through the multicast tree while the reception terminals MT1 and MT2 participate in the multicast tree by the operation shown in FIGS. The operation of transmitting multicast data to the receiving terminals MT1 and MT2 is shown.
[0177]
In step 2201, the transmission terminal S 1 refers to “entry information (S, G): [MR0]” in the entry management unit 31, and sends a multicast data packet including “transmission terminal address S” and “multicast address G”. On the other hand, encapsulation processing is performed using “destination address MR0”. Then, the transmission terminal S1 transmits the multicast data packet based on the “destination address MR0”.
[0178]
In step 2202, the multicast-compatible router MR0 that has received the multicast data packet refers to “entry information (S, G): [MR5, MR6]” in the entry management unit 12 and “destination address MR5” and “ Two multicast data packets subjected to the encapsulation process by the destination address MR6 ”are generated. Then, the multicast-compatible router MR0 transmits each multicast data packet based on the “destination address MR5” and “destination address MR6” (see step 2202a and step 2202b).
[0179]
In step 2203, the multicast compatible router MR 5 that has received the multicast data packet addressed to “destination address MR 5” refers to “entry information (S, G)” in the entry management unit 12 and decapsulates the multicast data packet. And then send by multicast. In step 2204, the multicast-compatible router MR 6 that has received the multicast data packet addressed to “destination address MR 6” refers to “entry information (S, G)” in the entry management unit 12 and decodes the multicast data packet. After encapsulating, send by multicast.
[0180]
(Modification 1)
Since IP is connectionless communication, message reachability is not guaranteed. For this reason, in a multicast communication system, the arrival of multicast control packets is not guaranteed, so it is essential to provide a countermeasure against packet loss. The multicast communication system according to this modification is provided with a countermeasure for such packet loss.
[0181]
In the multicast communication system according to the present modification, a multicast-compatible router that generates or changes entry information according to a multicast control packet such as a received Join packet (transmission request packet, change request packet) or Leave packet (transmission stop request packet) The MR is configured to explicitly transmit an acknowledgment to the transmission source of the multicast control packet.
[0182]
Specifically, when the multicast control packet generated in the multicast control packet generation unit 14 of the multicast compatible router MR is transferred, the multicast compatible router MR sends an acknowledgment to the transmission source of the received multicast control packet. Send.
[0183]
Even when the entry information is not generated or changed, the transmission terminal S1 always transmits an acknowledgment to the transmission source of the multicast control packet when receiving the multicast control packet.
[0184]
When the multicast response router MR that is the transmission source of the multicast control packet receives the confirmation response, the multicast control packet is received by all the multicast response routers MR that exist between the transmission source multicast response router MR and the transmission terminal S1. You can confirm that.
[0185]
According to the multicast communication system according to the present modification, entry information is generated or changed according to a multicast control packet such as a Join packet (transmission request packet), a redirect packet (change request packet), or a leave packet (transmission stop request packet). Since the multicast-compatible router MR returns the confirmation response, the transmission terminal S1 can recognize that the multicast tree has been correctly changed, and packet loss can be reduced.
[0186]
(Modification 2)
Similar to the multicast communication system according to the first modification, the multicast communication system according to the present modification is provided with a countermeasure for packet loss derived from the fact that message reachability is not guaranteed.
[0187]
The multicast communication system according to the present modification provides a countermeasure for such packet loss by using “Soft State” adopted in normal Internet technology.
[0188]
In the multicast communication system according to this modification, each entry information has a valid period (lifetime).
[0189]
Here, each multicast-compatible router MR is configured to extend the validity period when a Join packet related to the entry information is received within the validity period of each entry information.
[0190]
On the other hand, each multicast-compatible router MR is configured to automatically delete the entry information when a Join packet is not received within the valid period of each entry information.
[0191]
Therefore, the multicast compatible router MR that transmitted the Join packet transmits another Join packet related to the entry information again before the validity period of the entry information related to the Join packet expires. It is necessary to update the validity period of the entry information.
[0192]
On the other hand, when it is desired to stop transmission (distribution) of multicast data, the above-described entry information is automatically deleted as the validity period expires, so the multicast-compatible router MR assumes that the packet is lost. It is not necessary to transmit the same Leave packet many times.
[0193]
Note that the multicast-compatible router MR uses a technique such as TCP or SCTP (refer to RFC 2960) for transfer between multicast-compatible routers instead of a network layer technique such as IP-in-IP for multicast data packets. , Can increase the reliability.
[0194]
(Modification 3)
As shown in FIGS. 20 and 22, when the receiving terminal MT2 is newly added to the multicast tree, the transmitting terminal S1 transmits the redirect packet (S, G) transmitted from the multicast compatible router MR1: [MR5 → MR1] is received, a tunnel between the sending terminal S1 and the multicast-compatible router MR5, that is, entry information (S, G): [MR5] is immediately deleted, packet loss occurs in the multicast-compatible router MR5 there's a possibility that.
[0195]
In order to prevent such packet loss, in the multicast communication system according to the present modification example, when the entry information is changed, the transmission terminal S1 is configured to hold the entry information before the change for a predetermined period.
[0196]
As a result, the multicast compatible router MR5 simultaneously receives the multicast data packet sent directly from the transmitting terminal S1 and the multicast data packet sent via the multicast compatible router MR1 before the above-described predetermined period has elapsed. It will be.
[0197]
However, the multicast data packet sent directly from the sending terminal S1 is automatically stopped after the above-mentioned predetermined period has elapsed, for example, when the entry information is managed in the Soft State, after the validity period has expired. .
[0198]
Also, in the multicast communication system according to the present modification example, when the multicast-compatible router MR5 receives a multicast data packet in duplicate within the predetermined period, the redirect packet (change request) that notifies the multicast data transmission stop request. Packet) may be explicitly transmitted in the upstream direction.
[0199]
According to the multicast communication system according to this modification, when changing the entry information to change the multicast tree, it is possible to reduce packet loss by providing a certain grace period (predetermined period).
[0200]
According to the multicast communication system according to the present modification, the multicast-capable router (second router) MR5 explicitly stops receiving duplicate multicast data packets by explicitly transmitting a redirect packet (change request packet). The multicast tree can be changed smoothly.
[0201]
(Modification 4)
In the above-described embodiment and modification example, an example in which a multicast packet is encapsulated and transferred using a destination address in entry information is described, but the present invention is not limited to these, A system using a NAT (Network Address Translation) technique using a destination address in the entry information or an IP Masquerade technique may be adopted. According to the multicast communication system according to this modified example, the overhead due to the encapsulation process can be eliminated.
[0202]
(Modification 5)
In the present modification, an operation when the transmission terminal S1 moves (hands over) from the home network to the external network in the packet communication system according to the embodiment and the modification described above will be described with reference to FIG.
[0203]
The transmission terminal S1 realizes movement (handover) from the home network to the external network using Mobile IPv6 in unicast.
[0204]
As shown in FIG. 27, when the transmission terminal S1 acquires a new “care-of-address (CoA) S ′” in the destination network, the transmission terminal S1 uses the care-of address S ′ as a transmission source and is used in the home network. A packet in which the address S is set to “Home Address option (HAO)” is transmitted to the multicast-compatible router MR0 according to the entry information used before the movement.
[0205]
When the care-of address changes and there is one destination address in the entry information of the transmission terminal S1, a special option is added to the multicast data packet. The multicast data packet is received by the multicast compatible router MR1, and the destination address is stored in the entry information together with the home address (see (S / S ′, G): [MR5, MR6]).
[0206]
The multicast data packet is transferred to the multicast compatible routers MR5 and MR6 according to the entry information, and is also transferred to the multicast compatible router MR0 that is the transfer source of the encapsulated packet received so far.
[0207]
The multicast-compatible router MR0 transfers the multicast data packet to the destination address set in the entry information other than the source multicast-compatible router MR1 (MR4) of the received multicast data packet.
[0208]
Note that when a plurality of destination addresses are managed in the entry information of the transmission terminal S1, the multicast data packet is transmitted without being given a special option, each encapsulated with respect to the plurality of destination addresses. The
[0209]
The receiving terminal MT that has received the multicast packet transferred from the new destination network transmits a Join packet to the destination network care-of address, thereby constructing a multicast tree having the new destination network as a vertex. I can do it.
[0210]
In addition, when moving (handover), the receiving terminal MT transmits a Leave packet to the multicast-compatible router MR that has received the packet before moving, and also transmits a new Join packet in the movement destination network.
[0211]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a multicast-compatible router and a normal router (non-multicast-compatible router) can be mixed easily and at low cost by partially introducing a multicast-compatible router into the network. Can provide a multicast communication system that realizes multicast data transfer and a router (multicast router) suitable for use in the multicast communication system.
[0212]
Further, according to the present invention, it is not necessary to process multicast packets in all the multicast-compatible routers constituting the network, so that the network load is reduced.
[0213]
Further, according to the present invention, it is possible to select a duplication point of a multicast data packet by stopping processing for a multicast packet in a specific multicast-compatible router, and therefore, load distribution can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a multicast communication system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of a multicast-compatible router constituting the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a functional block diagram of a transmission terminal constituting the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation of a multicast-compatible router constituting the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation of a multicast-compatible router constituting the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing an operation of a multicast-compatible router constituting the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation of a multicast-compatible router constituting the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sequence diagram illustrating an operation in which a receiving terminal participates in a multicast tree in the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining an operation in which a receiving terminal participates in a multicast tree in the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sequence diagram showing an operation of distributing multicast data packets to receiving terminals participating in a multicast tree in the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram for explaining an operation of distributing multicast data packets to receiving terminals participating in a multicast tree in the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sequence diagram showing an operation of a new receiving terminal joining a multicast tree in the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram for explaining an operation of a new receiving terminal joining a multicast tree in the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a multicast communication system according to the first embodiment of the present invention; after a new receiving terminal joins a multicast tree, a multicast data packet is distributed to a plurality of receiving terminals participating in the multicast tree. It is a figure for demonstrating the operation | movement to perform.
FIG. 15 is a diagram illustrating distribution of multicast data packets to a plurality of receiving terminals participating in a multicast tree after a new receiving terminal has joined the multicast tree in the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention; It is a figure for demonstrating the operation | movement to perform.
FIG. 16 is a diagram for explaining an operation when the above-described multicast tree shifts to a stable state in the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a sequence diagram showing an operation of a receiving terminal withdrawing from a multicast tree in the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram for explaining an operation in which a receiving terminal leaves a multicast tree in the multicast communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a multicast communication system according to the first embodiment of the present invention, in which a multicast data packet is distributed to three receiver terminals participating in the multicast tree after one receiver terminal leaves the multicast tree. It is a figure for demonstrating the operation | movement to perform.
FIG. 20 is an overall configuration diagram of a multicast communication system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a sequence diagram showing an operation in which one new receiving terminal joins a multicast tree in the multicast communication system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram for explaining an operation in which one new receiving terminal joins a multicast tree in the multicast communication system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 23 shows a multicast data packet sent to two receiving terminals participating in a multicast tree after one new receiving terminal has joined the multicast tree in the multicast communication system according to the second embodiment of the present invention; It is a figure for demonstrating the operation | movement which distributes.
FIG. 24 is a sequence diagram showing an operation in which one new receiving terminal joins a multicast tree in the multicast communication system according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a diagram for explaining an operation in which one new receiving terminal joins a multicast tree in the multicast communication system according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 26 shows a multicast data packet sent to two receiving terminals participating in a multicast tree after one new receiving terminal has joined the multicast tree in the multicast communication system according to the third embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating the operation | movement which distributes.
FIG. 27 is a diagram for explaining an operation when a transmitting terminal moves from a home network to an external network in a packet communication system according to Modification 5 of the present invention.
[Explanation of symbols]
MR0, MR1, MR2, MR3, MR4, MR5, MR6, MR7 ... Multicast router
MT1, MT2, MT3, MT4 ... receiving terminal
R1, R2, R3, R4, R5, R6 ... Normal router
S1 ... transmitting terminal
11: Packet receiver
12, 31 ... Entry management unit
13 ... Multicast control packet processor
14 ... Multicast control packet generator
15 ... Destination address setting section
16: Packet transfer unit
33 ... Multicast data transmitter
34 ... Multicast control packet receiver

Claims

  A communication system for transferring a multicast packet transmitted from a transmitting terminal to a receiving terminal according to a predetermined transfer path,
  The predetermined forwarding path includes a plurality of multicast-capable routers including a non-branching router and a branching router, and a multicast non-corresponding router,
  Each of the plurality of multicast-compatible routers has an entry management unit that manages, as a destination address, the address of the multicast-compatible router provided on the receiving terminal side of the predetermined router in the predetermined transfer path,
  The non-branching router is provided with a single downstream multicast-compatible router on the receiving terminal side of the predetermined router in the predetermined transfer path,
  The branch router is provided with a plurality of downstream multicast compatible routers on the receiving terminal side of the predetermined router in the predetermined transfer path,
  The non-branching router is provided with a change instruction information for instructing to change the destination address to the address of the single downstream multicast router, the branch provided on the transmitting terminal side from the own router in the predetermined transfer path. To the router,
  The branching router changes the destination address managed by the entry management unit provided in the own router to the address of the single downstream multicast router, according to the change instruction information,
  The branch router encapsulates the multicast packet by the destination address managed by the entry management unit provided in the router, and forwards the encapsulated multicast packet to the destination address by unicast. A featured communication system.

The transmitting terminal manages, as the destination address, the address of the most upstream router that is the multicast compatible router closest to the own terminal in the predetermined transfer path,
2. The transmission terminal according to claim 1, wherein the transmission terminal encapsulates the multicast packet with the destination address managed by the terminal, and transmits the encapsulated multicast packet to the destination address by unicast. Communications system.

In the predetermined transfer path, the most downstream router that is the multicast compatible router closest to the receiving terminal manages a multicast address as the destination address,
The communication system according to claim 1, wherein the most downstream router transmits the multicast packet to the multicast address by multicast.

2. Each of the plurality of multicast-compatible routers deletes the destination address from the entry management unit when the destination address is not used within an effective period set for the destination address. The communication system according to 1.

  In a communication system for transferring a multicast packet transmitted from a transmission terminal to a reception terminal according to a predetermined transfer route including a non-multicast router, a multicast compatible router provided on the predetermined transfer route,
  An entry management unit that manages, as a destination address, an address of a multicast-compatible router provided on the receiving terminal side of the predetermined router in the predetermined transfer path;
  Instructing the destination address to be changed to the address of the single downstream multicast router when a single downstream multicast router is provided on the receiving terminal side with respect to the router in the predetermined forwarding path A transmission unit that transmits change instruction information to a multicast-compatible router provided on the transmission terminal side of the predetermined router along the transmission terminal;
  When a plurality of downstream multicast compatible routers are provided closer to the receiving terminal than the own router in the predetermined transfer path, the change instruction information is received from at least one of the plurality of downstream multicast compatible routers. A receiving unit for receiving;
  A multicast-compatible router, comprising: a change unit that changes the destination address managed by the entry management unit in accordance with the change instruction information.