JP4622754B2

JP4622754B2 - 通信システム、通信方法、送信装置、送信方法、受信装置、受信方法、およびプログラム

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Publication number: JP4622754B2
Application number: JP2005260308A
Authority: JP
Inventors: 博之茂井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2025-09-08
Also published as: JP2007074479A

Description

本発明は、通信システム、通信方法、送信装置、送信方法、受信装置、受信方法、およびプログラムに関し、例えば、サーバとクライアント端末からなる閉じたネットワークに用いて好適な通信システム、通信方法、送信装置、送信方法、受信装置、受信方法、およびプログラムに関する。

パーソナルコンピュータや各種ＡＶ(Audio and Visual)機器などを接続して構成するホームネットワークやLAN(Local Area Network)においては、インタネットを介する通信に使用されるTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)やUDP/IP(User Datagram Protocol/Internet Protocol)が使用されている。ＩＰアドレスを用いた通信については、例えば特許文献１に記載されている。

特開２００３−２７３８９６号公報

図１は、TCP/IPやUDP/IPに従って通信されるパケットの構造を示している。当該パケットは、リンク層のMAC(Media Access Control)ヘッダ／フッタ（１６＋４バイト）、インタネット層のＩＰヘッダ（２０バイト）、およびトランスポート層のTCPヘッダ（２０バイト）またはUDPヘッダ（８バイト）が設けられ、この後ろにアプリケーション層のペイロードが配置されている。以下、TCP/IPに従うパケットを例に、TCP/IPパケットをホームネットワークやLANのような限られたネットワーク内において通信するときの弊害について説明する。

図１から明らかなように、当該パケットはオーバヘッドが大きいので、ペイロードのデータサイズが小さいと通信の物理帯域を有効に利用できないことがある。

図２は、当該パケットを受信するクライアント端末の構成例を示している。このクライアント端末１は、ハードウェアからなるMAC処理部２、ソフトウェア（OS(Operation System)）によって実現されるTCP/IP処理部３、ハードウェアあるいはソフトウェアに実現されるポートの異なるストリーム処理部４−１乃至４−３から構成される。

このクライアント端末１に対して、３種類のストリームｓｔ１乃至ｓｔ３が送信された場合、MAC処理部２によってパケットのMACヘッダが処理され、TCP/IP処理部３によってＩＰヘッダが処理され、さらにTCPヘッダに記載されているポート番号に従って各ストリームのペイロードがストリーム処理部４−１乃至４−３に入力される。そして、ストリーム処理部４−１によりストリームｓｔ１のペイロードが、ストリーム処理部４−２によりストリームｓｔ２のペイロードが、ストリーム処理部４−３によりストリームｓｔ３のペイロードが処理される。

上述したように、TCP/IP処理部３はソフトウェアにより実現されるのでその処理速度が遅く、ストリーム処理部４−１乃至４−３にペイロードが入力されるまでの遅延の原因となっている。

図３は、ホームネットワークなどに相当するLAN１１とインタネットに相当するWAN(Wide Area Network)１３がルータ１２を介して接続されている状態を示している。このLAN１１において、TCP/IPパケットが通信されている場合、ルータ１２の設定によっては、LAN１１内において通信しているTCP/IPパケットがWAN(Wide Area Network)１３側に漏洩してしまうことが起こり得る。これは、例えば、LAN１１において通信されている放送コンテンツのデータが、WAN１３側に流出することを意味するので、放送コンテンツの著作権を考慮した場合、好ましくない。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ホームネットワークのような閉じたネットワークにおいて、通信帯域を効率的に使用できるようにするものである。

本発明の第１の側面である通信システムは、送信装置と受信装置から構成される通信システムにおいて、前記受信装置が、前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置との間の物理回線数以上の数の前記識別情報を前記送信装置に通知する通知手段と、前記送信装置から送信されたパケットを受信し、前記パケットのヘッダに格納された前記識別情報に基づき、前記パケットのペイロードに格納されているデータを分配する分配手段とを含み、前記送信装置が、前記受信装置から通知された前記物理回線数以上の数の識別情報を、送信すべき複数のデータにそれぞれ対応付ける対応付け手段と、前記対応付け手段による対応付けに従い、前記識別情報をヘッダに格納し、前記送信すべきデータをペイロードに格納したパケットを生成する生成手段とを含み、前記識別情報は、MACアドレスであり、前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する。

本発明の第１の側面である通信方法は、送信装置と受信装置から構成される通信システムの通信方法において、前記受信装置により、前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置との間の物理回線数以上の数の前記識別情報を前記送信装置に通知し、前記送信装置により、前記受信装置から通知された前記物理回線数以上の数の識別情報を、送信すべき複数のデータにそれぞれ対応付け、前記送信装置により、前記対応付けに従い、前記識別情報をヘッダに格納し、前記送信すべきデータをペイロードに格納したパケットを生成し、前記受信装置により、前記送信装置から送信されたパケットを受信し、前記パケットのヘッダに格納された前記識別情報に基づき、前記パケットのペイロードに格納されているデータを分配するステップを含み、前記識別情報は、MACアドレスであり、前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する。

本発明の第１の側面においては、前記受信装置により、前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置との間の物理回線数以上の数の前記識別情報が前記送信装置に通知され、前記送信装置により、前記受信装置から通知された前記物理回線数以上の数の識別情報が、送信すべき複数のデータにそれぞれ対応付けられ、前記送信装置により、前記対応付けに従い、前記識別情報がヘッダに格納され、前記送信すべきデータがペイロードに格納されたパケットが生成され、前記受信装置により、前記送信装置から送信されたパケットが受信されて、前記パケットのヘッダに格納された前記識別情報に基づき、前記パケットのペイロードに格納されているデータが分配される。

本発明の第２の側面である送信装置は、受信装置とデータを通信する送信装置において、前記受信装置から通知された、前記受信装置が前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と前記受信装置との間の物理回線数以上の数の前記識別情報を、送信すべき複数のデータにそれぞれ対応付ける対応付け手段と、前記対応付け手段による対応付けに従い、前記識別情報をヘッダに格納し、前記送信すべきデータをペイロードに格納したパケットを生成する生成手段とを含み、前記識別情報は、MACアドレスであり、前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する。

本発明の第２の側面である送信方法およびプログラムは、受信装置から通知された、前記受信装置が前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と前記受信装置との間の物理回線数以上の数の前記識別情報を、送信すべき複数のデータにそれぞれ対応付け、前記対応付けに従い、前記識別情報をヘッダに格納し、前記送信すべきデータをペイロードに格納したパケットを生成するステップを含み、前記識別情報は、MACアドレスであり、前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する。

本発明の第２の側面においては、受信装置から通知された、前記受信装置が前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と前記受信装置との間の物理回線数以上の数の前記識別情報が、送信すべき複数のデータにそれぞれ対応付けられ、前記対応付けに従い、前記識別情報がヘッダに格納され、前記送信すべきデータがペイロードに格納されたパケットが生成される。

本発明の第３の側面である受信装置は、送信装置とデータを通信する受信装置において、前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と接続された物理回線数以上の数の前記識別情報を前記送信装置に通知する通知手段と、前記送信装置から送信されたパケットを受信し、前記パケットのヘッダに格納された前記識別情報に基づき、前記パケットのペイロードに格納されているデータを分配する分配手段とを含み、前記識別情報は、MACアドレスであり、前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する。

前記通知手段は、貸与用の前記識別情報を保持する識別情報サーバから、前記識別情報を借用するようにすることができる。

本発明の第３の側面である受信方法およびプログラムは、送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と接続された物理回線数以上の数の前記識別情報を前記送信装置に通知し、前記送信装置から送信されたパケットを受信し、前記パケットのヘッダに格納された前記識別情報に基づき、前記パケットのペイロードに格納されているデータを分配するステップを含み、前記識別情報は、MACアドレスであり、前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する。

本発明の第３の側面においては、送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と接続された物理回線数以上の数の前記識別情報が前記送信装置に通知され、前記送信装置から送信されたパケットが受信され、前記パケットのヘッダに格納された前記識別情報に基づき、前記パケットのペイロードに格納されているデータが分配される。

以上のように、本発明の第１の側面によれば、ホームネットワークのような閉じたネットワークにおいて、通信帯域を効率的に使用することが可能となる。

また、本発明の第２の側面によれば、ホームネットワークのような閉じたネットワークにおいて、通信帯域を効率的に使用できるように、パケットのオーバヘッド部分のデータサイズを縮小して送信することが可能となる。

さらに、本発明の第３の側面によれば、ホームネットワークのような閉じたネットワークにおいて、パケットのオーバヘッド部分のデータサイズが縮小されたパケットを受信することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の一実施の形態であるホームネットワークは、サーバ３１（図５）とクライアント端末４１（図６）から構成される。ここで、サーバ３１とは、データを送信する側の機器を指す。これに対してクライアント端末４１とは、データを受信する側の機器を指す。したがって、ホームネットワークに接続されている機器は、サーバ３１またはクライアント端末４１の一方のみならず、その状況に応じて他方にもなり得る。

サーバ３１およびクライアント端末４１は、それぞれ１つのＩＰアドレスを有している。そしてクライアント端末４１は、従来、１つしか持ち得なかったMACアドレスを複数持ちえるようになされている。サーバ３１は、クライアント端末４１に対して、複数のストリームデータを送信できるようになされている。例えば、画像データをＲ，Ｇ，Ｂの各ストリームデータとして送信したり、画像データとそれに対応する音声データを異なるストリームデータとして送信したりできるようになされている。

図４は、サーバ３１とクライアント端末４１の間で通信されるパケットの構造を示している。

当該パケットは、リンク層のMACヘッダ／フッタ（１６＋４バイト）、およびアプリケーション層のペイロードから構成される。当該パケットは、図１に示された従来のパケットと比較して明らかなように、インタネット層およびトランスポート層を持たないので、その分（２８乃至４０バイト）だけ、ペイロードを効率的に通信できる。特に、ペイロードのデータサイズが小さいものに対してはオーバヘッドを縮小した効果が期待できる。

図５は、サーバ３１の構成例を示している。このサーバ３１は、クライアント端末４１との通信を確立するネゴシエーション部３２、送信すべきストリームデータとクライアント端末４１のMACアドレスとの対応表(LUT)３４を生成するLUT（Look Up Table）生成部３３、LUT３４に基づいて図４に示されたMACヘッダとペイロードから構成されるパケットを生成するパケット生成部３５、および送信すべきストリームデータを保持する送信データ保持部３６から構成される。

図６は、クライアント端末４１の構成例を示している。このクライアント端末４１は、サーバ３１との通信を確立するネゴシエーション部４２、クライアント端末４１のMACアドレスとストリーム処理部４６−１乃至４６−３との対応表(LUT)４４を生成するLUT生成部４３、受信したパケットのペイロードをMACアドレスに基づいて、ネゴシエーション部４２あるいはストリーム処理部４６−１乃至４６−３に振り分けるMAC処理部４５、およびストリームデータを処理するストリーム処理部４６−１乃至４６−３から構成される。

なお、ネゴシエーション部４２は、ソフトウェアにより実現され、MAC処理部４５は、ハードウェアにより実現される。

次に、サーバ３１とクライアント端末４１の５通りの動作について説明する。

図７は、サーバ３１とクライアント端末４１がそれぞれ事前に使用するアプリケーションと通信するMACアドレスの数（以下に説明する例の場合、３）を静的(Static)に認識しているときの動作（以下、スタティック型動作と称する）を示すタイミングチャートである。クライアント端末４１は、予め４種類のMACアドレス１乃至４を保有しているものとする。

ステップＳ１において、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２は、MACヘッダ内の送信元にMACアドレス１を記載したパケットにより、サーバ３１のネゴシエーション部３２に対して通信開始要求を送信する。このとき、当該パケットのペイロードには、以降において使用する３種類のMACアドレス２，３，４が格納されている。

クライアント端末４１からの要求に対応し、ステップＳ１１においてサーバ３１のネゴシエーション部３２のLUT生成部３３は、クライアント端末４１から通知されたMACアドレス２，３，４を順に送信すべきストリーム１，２，３に割り当ててLUT３４を生成する。そして、ネゴシエーション部３２は、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス１を記載したパケットにより、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２に対して通信開始要求を了解した旨を示すACK(Acknowledgement)を送信する。なお、このACKにて、LUT生成部３３によって割り当てたMACアドレスとストリームの対応も通知する。

このACKに対応し、ステップＳ２においてクライアント端末４１のLUT生成部４３は、LUT生成部３３において生成されたLUT３４に対応するLUT４４を生成する。そして、ネゴシエーション部４２は、ステップＳ１１の処理として送信されたACKを受信した旨を示すACKを、サーバ３１のネゴシエーション部３２に送信する。

このACKに対応し、サーバ３１のパケット生成部３５は、ステップＳ１２において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム１のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス２を記載して送信し、ステップＳ１３において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム２のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス３を記載して送信し、ステップＳ１４において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム３のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス４を記載して送信する。なお、ステップＳ１２乃至Ｓ１４の処理は、実際には平行して行われる。

送信されたパケットは、ステップＳ３乃至Ｓ５において、クライアント端末４１のMAC処理部４５により、LUT４４に基づいてストリーム処理部４６−１乃至４６−３に分配される。具体的には、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス２が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム１のデータはストリーム処理部４６−１に分配され、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス３が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム２のデータはストリーム処理部４６−２に分配され、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス３が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム３のデータはストリーム処理部４６−３に分配される。

以上説明したように、サーバ３１から送信されるパケットは、MACヘッダとペイロードによって構成されるので、通信帯域を効率的に使用することができる。また、送信されたパケットは、クライアント端末４１においてはMACヘッダのみによって分配され、この分配を行うMAC処理部４５はハードウェアにより実現されるので、受信したパケットにペイロードに格納されたデータを速やかに目的のストリーム処理部４６−１乃至４６−３に入力することができる。

次に、図８は、クライアント端末４１がサーバ３１に対して自己が処理できるMACアドレス数を通知し、これをサーバ３１が承認するときの動作（以下、クライアント端末要求型動作と称する）を示すタイミングチャートである。クライアント端末４１は、予め４種類のMACアドレス１乃至４を保有しているものとする。

クライアント端末４１のネゴシエーション部４２はステップＳ２１の処理として、サーバ３１のネゴシエーション部３２はステップＳ３１の処理として、TCP/IPあるいはUDP/IPパケットを用いて通信を確立する。

ステップＳ２２において、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２は、MACヘッダ内の送信元にMACアドレス１を記載したパケットにより、サーバ３１のネゴシエーション部３２に対して通信開始要求を送信する。このとき、当該パケットのペイロードには、以降において使用する３種類のMACアドレス２，３，４が格納されている。

クライアント端末４１からの要求に対応し、ステップＳ３２においてサーバ３１のネゴシエーション部３２のLUT生成部３３は、クライアント端末４１から通知されたMACアドレス２，３，４を順に送信すべきストリーム１，２，３に割り当ててLUT３４を生成する。そして、ネゴシエーション部３２は、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス１を記載したパケットにより、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２に対して通信開始要求を了解した旨を示すACKを送信する。なお、このACKにて、LUT生成部３３によって割り当てたMACアドレスとストリームの対応も通知する。

このACKに対応し、ステップＳ２３においてクライアント端末４１のLUT生成部４３は、LUT生成部３３において生成されたLUT３４に対応するLUT４４を生成する。そして、ネゴシエーション部４２は、ステップＳ３２の処理として送信されたACKを受信した旨を示すACKを、サーバ３１のネゴシエーション部３２に送信する。

このACKに対応し、サーバ３１のパケット生成部３５は、ステップＳ３３において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム１のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス２を記載して送信し、ステップＳ３４において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム２のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス３を記載して送信し、ステップＳ３５において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム３のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス４を記載して送信する。なお、ステップＳ３３乃至Ｓ３５の処理は、実際には平行して行われる。

送信されたパケットは、ステップＳ２４乃至Ｓ２６において、クライアント端末４１のMAC処理部４５により、LUT４４に基づいてストリーム処理部４６−１乃至４６−３に分配される。具体的には、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス２が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム１のデータはストリーム処理部４６−１に分配され、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス３が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム２のデータはストリーム処理部４６−２に分配され、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス３が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム３のデータはストリーム処理部４６−３に分配される。

以上説明したように、サーバ３１とクライアント端末４１の通信が確立した後、サーバ３１から送信されるパケットは、MACヘッダとペイロードによって構成されるので、通信帯域を効率的に使用することができる。また、送信されたパケットは、クライアント端末４１においてはMACヘッダのみによって分配され、この分配を行うMAC処理部４５はハードウェアにより実現されるので、受信したパケットにペイロードに格納されたデータを速やかに目的のストリーム処理部４６−１乃至４６−３に入力することができる。

次に、図９は、クライアント端末要求型動作であって、サーバ３１が最大で３つのMACアドレスにまで対応できる場合の動作を示すタイミングチャートである。クライアント端末４１は、予め４種類のMACアドレス１乃至４を保有しているものとする。

クライアント端末４１のネゴシエーション部４２はステップＳ４１の処理として、サーバ３１のネゴシエーション部３２はステップＳ５１の処理として、TCP/IPあるいはUDP/IPパケットを用いて通信を確立する。

ステップＳ４２において、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２は、MACヘッダ内の送信元にMACアドレス１を記載したパケットにより、サーバ３１のネゴシエーション部３２に対して通信開始要求を送信する。このとき、当該パケットのペイロードには、以降において使用する３種類のMACアドレス２，３，４が格納されている。

クライアント端末４１からの要求に対応し、ステップＳ５２においてサーバ３１のネゴシエーション部３２のLUT生成部３３は、クライアント端末４１から通知されたMACアドレス２，３，４を順に送信すべきストリーム１，２，３に割り当ててLUT３４を生成するが、サーバ３１においては、MACアドレス１を含め最大で３つのMACアドレスまでしか対応できないので、ストリーム１のデータはMACアドレス２に、ストリーム２のデータはMACアドレス３に、ストリーム３のデータを含むその他のデータはMACアドレス１に対応付けたLUT３４を生成する。そして、ネゴシエーション部３２は、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス１を記載したパケットにより、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２に対して通信開始要求を了解した旨を示すACKを送信する。なお、このACKにて、LUT生成部３３によって割り当てたMACアドレスとストリームの対応も通知する。

このACKに対応し、ステップＳ４３においてクライアント端末４１のLUT生成部４３は、LUT生成部３３において生成されたLUT３４に対応するLUT４４を生成する。そして、ネゴシエーション部４２は、ステップＳ５２の処理として送信されたACKを受信した旨を示すACKを、サーバ３１のネゴシエーション部３２に送信する。

このACKに対応し、サーバ３１のパケット生成部３５は、ステップＳ５３において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム１のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス２を記載して送信し、ステップＳ５４において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム２のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス３を記載して送信し、ステップＳ５５において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム３のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス１を記載して送信する。なお、ステップＳ５３乃至Ｓ５５の処理は、実際には平行して行われる。

送信されたパケットは、ステップＳ４４乃至Ｓ４６において、クライアント端末４１のMAC処理部４５により、LUT４４に基づいてストリーム処理部４６−１または４６−２、あるいはネゴシエーション部４２に分配される。具体的には、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス２が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム１のデータはストリーム処理部４６−１に分配され、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス３が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム２のデータはストリーム処理部４６−２に分配され、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス１が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム３のデータはネゴシエーション部４２に分配された後にストリーム処理部４６−３に分配される。

以上説明したように、サーバ３１とクライアント端末４１の通信が確立した後、サーバ３１から送信されるパケットは、MACヘッダとペイロードによって構成されるので、通信帯域を効率的に使用することができる。また、送信されたパケットは、クライアント端末４１においてはMACヘッダのみによって分配され、この分配を行うMAC処理部４５はハードウェアにより実現されるので、受信したパケットにペイロードに格納されたデータを速やかに目的のストリーム処理部４６−１乃至４６−３に入力することができる。なお、クライアント端末４１が対応可能なMACアドレスの最大数と、サーバ３１が対応可能なMACアドレスの最大数が異なる場合、いずれか小さい方の数に対応して動作することができる。

次に、図１０は、サーバ３１とクライアント端末４１からなるホームネットワーク上に、クライアント端末４１に対して貸与するための複数のMACアドレスを保持しているMACサーバを設け、クライアント端末４１がMACサーバからMACアドレスを借り受けてサーバ３１と通信を行うときの動作（以下、ネットワーク制御型動作と称する）を示すタイミングチャートである。クライアント端末４１は、予め１種類のMACアドレス１を保有しているものとする。

クライアント端末４１のネゴシエーション部４２はステップＳ６１の処理として、サーバ３１のネゴシエーション部３２はステップＳ７１の処理として、TCP/IPあるいはUDP/IPパケットを用いて通信を確立する。

ステップＳ６２において、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２は、MACサーバにアクセスし、３種類のMACアドレスの貸与を要求する。この要求に対応し、ステップＳ８１において、MACサーバは、３種類のMACアドレス２，３，４をクライアント端末４１に貸与する。

ステップＳ６３において、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２は、MACヘッダ内の送信元にMACアドレス１を記載したパケットにより、サーバ３１のネゴシエーション部３２に対して通信開始要求を送信する。このとき、当該パケットのペイロードには、MACサーバから貸与され、以降において使用する３種類のMACアドレス２，３，４が格納されている。

クライアント端末４１からの要求に対応し、ステップＳ７２においてサーバ３１のネゴシエーション部３２のLUT生成部３３は、クライアント端末４１から通知されたMACアドレス２，３，４を順に送信すべきストリーム１，２，３に割り当ててLUT３４を生成する。そして、ネゴシエーション部３２は、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス１を記載したパケットにより、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２に対して通信開始要求を了解した旨を示すACKを送信する。なお、このACKにて、LUT生成部３３によって割り当てたMACアドレスとストリームの対応も通知する。

このACKに対応し、ステップＳ６４においてクライアント端末４１のLUT生成部４３は、LUT生成部３３において生成されたLUT３４に対応するLUT４４を生成する。そして、ネゴシエーション部４２は、ステップＳ７２の処理として送信されたACKを受信した旨を示すACKを、サーバ３１のネゴシエーション部３２に送信する。

このACKに対応し、サーバ３１のパケット生成部３５は、ステップＳ７３において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム１のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス２を記載して送信し、ステップＳ７４において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム２のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス３を記載して送信し、ステップＳ７５において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム３のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス４を記載して送信する。なお、ステップＳ７３乃至Ｓ７５の処理は、実際には平行して行われる。

送信されたパケットは、ステップＳ６５乃至Ｓ６７において、クライアント端末４１のMAC処理部４５により、LUT４４に基づいてストリーム処理部４６−１乃至４６−３に分配される。具体的には、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス２が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム１のデータはストリーム処理部４６−１に分配され、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス３が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム２のデータはストリーム処理部４６−２に分配され、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス３が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム３のデータはストリーム処理部４６−３に分配される。

そして、ストリーム１乃至３の通信が終了された後、ステップＳ６８において、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２は、MACサーバにアクセスし、貸与されていた３種類のMACアドレスを返却し、MACサーバがステップＳ８２において、MACアドレスが返却された旨をクライアント端末４１に応答して一連の処理が終了される。

以上説明したように、クライアント端末４１はMACサーバからMACアドレスを借り受けることできる。サーバ３１から送信されるパケットは、MACヘッダとペイロードによって構成されるので、通信帯域を効率的に使用することができる。また、送信されたパケットは、クライアント端末４１においてはMACヘッダのみによって分配され、この分配を行うMAC処理部４５はハードウェアにより実現されるので、受信したパケットにペイロードに格納されたデータを速やかに目的のストリーム処理部４６−１乃至４６−３に入力することができる。

なお、MACサーバは、サーバ３１が兼ねてもかまわない。MACサーバは、MACアドレスをクライアント端末４１に貸与した後、所定の周期でクライアント端末４１にアクセスし、クライアント端末４１の存在を確認する。そして、クライアント端末４１の存在が確認できなかった場合、MACアドレスが返却されたものとして返却されたMACアドレスを保持し直すことができる。

次に、図１１は、ネットワーク制御型動作であって、サーバ３１が最大で３つのMACアドレスにまで対応できる場合の動作を示すタイミングチャートである。クライアント端末４１は、予め１種類のMACアドレス１を保有しているものとする。

クライアント端末４１のネゴシエーション部４２はステップＳ１０１の処理として、サーバ３１のネゴシエーション部３２はステップＳ１１１の処理として、TCP/IPあるいはUDP/IPパケットを用いて通信を確立する。

ステップＳ１０２において、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２は、MACサーバにアクセスし、３種類のMACアドレスの貸与を要求する。この要求に対応し、ステップＳ１２１において、MACサーバは、３種類のMACアドレス２，３，４をクライアント端末４１に貸与する。

ステップＳ１０３において、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２は、MACヘッダ内の送信元にMACアドレス１を記載したパケットにより、サーバ３１のネゴシエーション部３２に対して通信開始要求を送信する。このとき、当該パケットのペイロードには、MACサーバから貸与され、以降において使用する３種類のMACアドレス２，３，４が格納されている。

クライアント端末４１からの要求に対応し、ステップＳ１１２においてサーバ３１のネゴシエーション部３２のLUT生成部３３は、クライアント端末４１から通知されたMACアドレス２，３，４を順に送信すべきストリーム１，２，３に割り当ててLUT３４を生成するが、サーバ３１においては、MACアドレス１を含め最大で３つのMACアドレスまでしか対応できないので、ストリーム１のデータはMACアドレス２に、ストリーム２のデータはMACアドレス３に、ストリーム３のデータを含むその他のデータはMACアドレス１に対応付けたLUT３４を生成する。そして、ネゴシエーション部３２は、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス１を記載したパケットにより、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２に対して通信開始要求を了解した旨を示すACKを送信する。なお、このACKにて、LUT生成部３３によって割り当てたMACアドレスとストリームの対応も通知する。

このACKに対応し、ステップＳ１０４においてクライアント端末４１のネゴシエーション部４２は、MACサーバにアクセスし、貸与されていた３種類のMACアドレスのうち、不要となったMACアドレス４を返却する。これに対して、MACサーバがステップＳ１２２において、MACアドレスが返却された旨をクライアント端末４１に応答する。

ステップＳ１０５において、クライアント端末４１のLUT生成部４３は、LUT生成部３３において生成されたLUT３４に対応するLUT４４を生成する。そして、ネゴシエーション部４２は、ステップＳ１１２の処理として送信されたACKを受信した旨を示すACKを、サーバ３１のネゴシエーション部３２に送信する。

このACKに対応し、サーバ３１のパケット生成部３５は、ステップＳ１１３において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム１のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス２を記載して送信し、ステップＳ１１４において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム２のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス３を記載して送信し、ステップＳ１１５において、送信データ保持部３６に保持されているストリーム３のデータをペイロードとするパケットのMACヘッダ内の送信先にMACアドレス１を記載して送信する。なお、ステップＳ１１３乃至Ｓ１１５の処理は、実際には平行して行われる。

送信されたパケットは、ステップＳ１０６乃至Ｓ１０８において、クライアント端末４１のMAC処理部４５により、LUT４４に基づいてストリーム処理部４６−１乃至４６−３に分配される。具体的には、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス２が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム１のデータはストリーム処理部４６−１に分配され、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス３が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム２のデータはストリーム処理部４６−２に分配され、MACヘッダ内の送信先にMACアドレス３が記載されていたパケットのペイロードに格納されたストリーム３のデータはネゴシエーション部４２に分配された後にストリーム処理部４６−３に分配される。

そして、ストリーム１乃至３の通信が終了された後、ステップＳ１０９において、クライアント端末４１のネゴシエーション部４２は、MACサーバにアクセスし、貸与されていた残りの２種類のMACアドレス２，３を返却し、MACサーバがステップＳ１２３において、MACアドレスが返却された旨をクライアント端末４１に応答して一連の処理が終了される。

以上説明したように、クライアント端末４１はMACサーバからMACアドレスを借り受けることできる。さらに、借り受けたMACアドレスのうち、使用しないものだけを返却することができる。サーバ３１から送信されるパケットは、MACヘッダとペイロードによって構成されるので、通信帯域を効率的に使用することができる。また、送信されたパケットは、クライアント端末４１においてはMACヘッダのみによって分配され、この分配を行うMAC処理部４５はハードウェアにより実現されるので、受信したパケットにペイロードに格納されたデータを速やかに目的のストリーム処理部４６−１乃至４６−３に入力することができる。

以上説明した５通りの動作のいずれにおいても、サーバ３１からクライアント端末４１に送信される送信されるパケットは、MACヘッダとペイロードによって構成されるので、通信帯域を効率的に使用することができる。また、当該パケットには、ＩＰヘッダを含まないので、例えば図１２に示すように構成されるLAN５１に本発明を適用すれば、ルータ１２の設定の如何に拘わらず、LAN５１内において通信しているパケットがWAN（インタネットに相当）５３側に漏洩してしまうことが無い。したがって、LAN５１において秘匿性の高いデータを通信したり、著作権を考慮して使用すべきデータを通信したりする場合に好適である。

なお、本発明は、TCP/IP通信に代わることができるだけでなく、UDP/IP通信に代わることができる。また、TCP/IPやUDP/IPだけでなく、独自プロトコルにより、ＩＰ上に複数のストリームデータを流すものにも代わることができる。

また、クライアント端末においてMACアドレスを複数準備するのではなく、MACアドレスを１つ用い、VLAN(Virtual LAN) TAGをパケットのヘッダに記載してペイロードに格納されたストリームデータを分配するようにしてもよい。

なお、以上説明した例においては、サーバとクライアント端末を繋ぐ１本の物理回線上において、MACアドレスヘッダとペイロードからなるパケットを通信するようにしたが、サーバとクライアント端末を複数の物理回線で繋いだ場合においても当該パケットを通信することによって通信帯域を効率的に使用するできること以外の効果を生じさせることができる。

例えば、図１３Ａに示すように、サーバとクライアント端末が１００Mbpsの通信帯域を有するＦＥ(First Ethernet（登録商標）)で繋がれている状態において、１２０Mbps以上の通信速度でデータを通信したい場合、従来考えられる方法は、同図Ｂに示すように、ＦＥを２回線に増設してリンクアグリゲーションにより通信帯域を広げるか、同図Ｃに示すように、ＦＥをGbE(Gigabit Ethernet（登録商標）)に置換して通信帯域を広げる方法が考えられる。しかしながら、同図Ｂの方法では、サーバ、ハブ、およびクライアント端末がリンクアグリゲーションに対応している必要があり、同図Ｃの方法では、サーバ、ハブ、およびクライアント端末がGbEに対応する必要があって、いずれの方法もコスト高となってしまう。

しかしながら、図１４に示すように、本発明をサーバとクライアント端末を２本のＦＥで繋き、MACアドレスヘッダとペイロードからなるパケットを通信するようにすれば、ＦＥ１本分の増設にかかるコストだけで容易に通信帯域を広げることができる。

図１４のように、複数の物理回線を用いる場合、P2P(Peer to Peer)であれば、MACアドレスと物理回線の対応関係を固定せず柔軟に負荷分散を行うことができる。ただし、アプリケーションとして、パケットの追い越しを許容する場合に限る。

なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

TCP/IPやUDP/IPに従って通信されるパケットの構造を示す図である。図１のパケット処理するクライアント端末の構成例を示すブロック図である。 TCP/IPやUDP/IPを用いた従来のホームネットワークの問題を説明するための図である。本発明を適用したホームネットワークで通信されるパケットの構造を示す図である。本発明を適用したサーバの構成例を示すブロック図である。本発明を適用したクライアント端末の構成例を示すブロック図である。本発明を適用したホームネットワークの動作を説明するタイミングチャートである。本発明を適用したホームネットワークの動作を説明するタイミングチャートである。本発明を適用したホームネットワークの動作を説明するタイミングチャートである。本発明を適用したホームネットワークの動作を説明するタイミングチャートである。本発明を適用したホームネットワークの動作を説明するタイミングチャートである。本発明を適用したLANの効果を説明するための図である。サーバとクライアント端末を複数の物理回線で繋いだネットワークに本発明を適用したときの効果を説明するための図である。サーバとクライアント端末を複数の物理回線で繋いだネットワークに本発明を適用したときの効果を説明するための図である。

符号の説明

３１サーバ，３２ネゴシエーション部，３３ LUT生成部，３４ LUT，４１クライアント端末，４２ネゴシエーション部，４３ LUT生成部，４４ LUT，４５ MAC処理部，４６ストリーム処理部

Claims

送信装置と受信装置から構成される通信システムにおいて、
前記受信装置は、
前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置との間の物理回線数以上の数の前記識別情報を前記送信装置に通知する通知手段と、
前記送信装置から送信されたパケットを受信し、前記パケットのヘッダに格納された前記識別情報に基づき、前記パケットのペイロードに格納されているデータを分配する分配手段とを含み、
前記送信装置は、
前記受信装置から通知された前記物理回線数以上の数の識別情報を、送信すべき複数のデータにそれぞれ対応付ける対応付け手段と、
前記対応付け手段による対応付けに従い、前記識別情報をヘッダに格納し、前記送信すべきデータをペイロードに格納したパケットを生成する生成手段とを含み、
前記識別情報は、MAC(Media Access Control)アドレスであり、
前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する
通信システム。
送信装置と受信装置から構成される通信システムの通信方法において、
前記受信装置により、前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置との間の物理回線数以上の数の前記識別情報を前記送信装置に通知し、
前記送信装置により、前記受信装置から通知された前記物理回線数以上の数の識別情報を、送信すべき複数のデータにそれぞれ対応付け、
前記送信装置により、前記対応付けに従い、前記識別情報をヘッダに格納し、前記送信すべきデータをペイロードに格納したパケットを生成し、
前記受信装置により、前記送信装置から送信されたパケットを受信し、前記パケットのヘッダに格納された前記識別情報に基づき、前記パケットのペイロードに格納されているデータを分配する
ステップを含み、
前記識別情報は、MAC(Media Access Control)アドレスであり、
前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する
通信方法。
受信装置とデータを通信する送信装置において、
前記受信装置から通知された、前記受信装置が前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と前記受信装置との間の物理回線数以上の数の前記識別情報を、送信すべき複数のデータにそれぞれ対応付ける対応付け手段と、
前記対応付け手段による対応付けに従い、前記識別情報をヘッダに格納し、前記送信すべきデータをペイロードに格納したパケットを生成する生成手段と
を含み、
前記識別情報は、MAC(Media Access Control)アドレスであり、
前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する
送信装置。
受信装置とデータを通信する送信装置の送信方法において、
前記受信装置から通知された、前記受信装置が前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と前記受信装置との間の物理回線数以上の数の前記識別情報を、送信すべき複数のデータにそれぞれ対応付け、
前記対応付けに従い、前記識別情報をヘッダに格納し、前記送信すべきデータをペイロードに格納したパケットを生成する
ステップを含み、
前記識別情報は、MAC(Media Access Control)アドレスであり、
前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する
送信方法。
受信装置とデータを通信する送信装置の制御用のプログラムであって、
前記受信装置から通知された、前記受信装置が前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と前記受信装置との間の物理回線数以上の数の前記識別情報を、送信すべき複数のデータにそれぞれ対応付け、
前記対応付けに従い、前記識別情報をヘッダに格納し、前記送信すべきデータをペイロードに格納したパケットを生成する
ステップを含み、
前記識別情報は、MAC(Media Access Control)アドレスであり、
前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
送信装置とデータを通信する受信装置において、
前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と接続された物理回線数以上の数の前記識別情報を前記送信装置に通知する通知手段と、
前記送信装置から送信されたパケットを受信し、前記パケットのヘッダに格納された前記識別情報に基づき、前記パケットのペイロードに格納されているデータを分配する分配手段と
を含み、
前記識別情報は、MAC(Media Access Control)アドレスであり、
前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する
受信装置。
前記通知手段は、貸与用の前記識別情報を保持する識別情報サーバから、前記識別情報を借用する
請求項６に記載の受信装置。
送信装置とデータを通信する受信装置の受信方法において、
前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と接続された物理回線数以上の数の前記識別情報を前記送信装置に通知し、
前記送信装置から送信されたパケットを受信し、前記パケットのヘッダに格納された前記識別情報に基づき、前記パケットのペイロードに格納されているデータを分配する
ステップを含み、
前記識別情報は、MAC(Media Access Control)アドレスであり、
前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する
受信方法。
送信装置とデータを通信する受信装置の制御用のプログラムであって、
前記送信装置と接続するためのインタフェース部に固有の識別情報であって、前記送信装置と接続された物理回線数以上の数の前記識別情報を前記送信装置に通知し、
前記送信装置から送信されたパケットを受信し、前記パケットのヘッダに格納された前記識別情報に基づき、前記パケットのペイロードに格納されているデータを分配する
ステップを含み、
前記識別情報は、MAC(Media Access Control)アドレスであり、
前記パケットは、インタネット層およびトランスポート層のヘッダを持たず、MAC層のヘッダを有する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。