JP5248463B2 - Ｉｐマルチキャストサービス回復方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、複数の配信サーバと複数の視聴者端末間を接続する複数のノードで構成されたネットワークにおけるＩＰマルチキャストサービス回復方法およびシステムに関し、特に、複数ノード間におけるＩＰマルチキャストの隣接確認が完了し、ＩＰマルチキャストの転送要求が承諾された承諾ルートを経由してＩＰマルチキャストの通信をしている複数ノードの内、特定の配信サーバから送出されたことを示す送信元情報（Ｓ）および特定のグループ情報（Ｇ）を有するＩＰマルチキャスト通信が特定の配信サーバから到達すべき複数の視聴者端末まで疎通しているかを確認して、特定の不具合により視聴者端末まで疎通できていない運用Ｓ，Ｇの不具合ブロックを把握し、前記不具合ブロックについて正常な疎通状況に回復させるＩＰマルチキャストサービス回復方法およびシステムに関する。

非特許文献１に開示された従来技術のＩＰマルチキャストサービス回復方法の原理について図９〜図１９を用いて説明する。図９は、従来技術のＩＰマルチキャスト疎通性監視方法を用いて、予備Ｓ，Ｇルートの正常性確認を実施するための発ノードでのＩＰマルチキャストパケット処理機能を説明するブロック図であり、図１０、１１は、回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットのサービス回復における発ノードでのＩＰマルチキャストパケット処理機能を説明するブロック図であり、図１２〜１８は、従来技術のＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例を説明するブロック図であり、図１９は、従来技術のＩＰマルチキャスト到達監視方法の実施例におけるＩＰマルチキャスト保守パケット内情報を示す図である。

図９〜１９において、
Ｘ０１は、上流の配信サーバからの入力パケット、
Ｘ０２は、下流の中継ノードへの出力パケット、
Ｘ０３は、通信データ用バッファ、
Ｘ０４は、ＩＰマルチキャスト保守パケットバッファ、
Ｘ０５は、送信制御部、
Ｘ０６は、パケット処理部、
１０１−１〜１０１−２は、配信サーバＭＳ１〜ＭＳ２、
１１０−１〜１１０−４は、視聴者端末ｈ１〜ｈ４、
１１５は、自ネットワークエリア、
１１６は、配信サーバ側、
１１７は、ユーザ側（即ち、視聴者端末側）、
１１８、１１９は、ネットワーク境界点、
１２０は、発ノードＡ、
１２１〜１２２は、中継ノードＢ〜Ｃ、
１２３〜１２６は、エッジノードＤ〜Ｇ、
１５０は、保守ＯｐＳ（Operating System）
１６０は、ＩＰマルチキャスト保守パケット情報の内訳である。

なお、ノード間のマルチキャスト制御プロトコルにＰＩＭ−ＳＳＭを、端末視聴管理プロトコルにＭＬＤｖ２を用いて説明している。また、ノードＡ（１２０）〜ノードＧ（１２６）の隣接ノード間は、ＰＩＭ−ＨｅｌｌｏにてＮｅｉｇｈｂｅｒが確立しており（隣接確認の確立）、さらに、ＰＩＭ−ｊｏｉｎの確認が完了し、ＭＬＤｖ２による視聴者端末からの要求手続きが完了していることを前提としている（承諾ルートの確立）。

まず、図９を用いて、従来技術のＩＰマルチキャスト疎通性監視方法を用いた、予備Ｓ，Ｇルートの正常性確認を実施するための発ノードでのＩＰマルチキャストパケット処理機能について説明する。
入力パケット（Ｘ０１）は、通信データ用バッファ（Ｘ０３）に送信される。並行してＩＰマルチキャスト保守パケットバッファ（Ｘ０４）は、予備Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャスト保守パケットを予備Ｓ，Ｇルート用の観測用パケットとして送出準備している。送信制御部（Ｘ０５）は、外部より予備Ｓ，Ｇルートの疎通確認の指示を受けた際は、予備Ｓ，ＧのＩＰマルチキャスト保守パケットを読み出し制御により挿入し、出力パケット（Ｘ０２）として送信する。

次に、図１０、１１を用いて回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケット（以下、回復対象Ｓ，Ｇパケットと記す）のサービス回復における発ノードでのＩＰマルチキャストパケット処理機能について説明する。

図１０は、サービス回復処理として、回復対象Ｓ，Ｇパケットを予備Ｓ，Ｇルートに退避させる状態の発ノード内のＩＰマルチキャストパケット処理を示している。入力パケット（Ｘ０１）は、通信データ用バッファ（Ｘ０３）に送信される。並行してＩＰマルチキャスト保守パケットバッファ（Ｘ０４）は、ＭＫＰＴ（マーキングパケット）を予備Ｓ，Ｇルート用と回復対象Ｓ，Ｇルート用として送出準備している。送信制御部（Ｘ０５）は、外部より予備Ｓ，Ｇへのサービス回復指示を受けた際は、パケット処理部（Ｘ０６）に「回復対象Ｓ，Ｇパケットのみコピー実施」、「回復対象Ｓ，Ｇパケットのコピーパケットのみ予備Ｓ，Ｇに変換」するように指示し、併せて、コピーを開始する前にＩＰマルチキャスト保守パケットバッファより、予備Ｓ，Ｇルート用のＭＫＰＴと回復対象Ｓ，Ｇルート用のＭＫＰＴを挿入する。

図１１は、回復対象Ｓ，Ｇパケットを予備Ｓ，Ｇルートに退避を完了した状態の発ノード内のＩＰマルチキャストパケット処理を示している。送信制御部（Ｘ０５）は、外部よりサービス回復完了の指示を受信した際は、パケット処理部（Ｘ０６）へ、回復対象Ｓ，Ｇルートへの転送を停止し、回復対象Ｓ，ＧパケットのＳ，Ｇ情報を予備Ｓ，Ｇに変換して下流へ送信する処理のみ継続して実施する。

次に、従来技術のＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例について、図１２〜１９を用いて説明する。なお、前提条件として、ノード間のマルチキャスト制御プロトコルをＰＩＭ−ＳＳＭとし、端末視聴管理プロトコルをＭＬＤｖ２とする。また、発ノードＡ（１２０）からエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）間の回復対象Ｓ，Ｇは、ＰＩＭ−ＨｅｌｌｏにてＮｅｉｇｈｂｅｒが確立し、ＰＩＭ−ｊｏｉｎの確認が完了し、ＭＬＤｖ２による視聴者端末からの要求手続きが完了していることを前提としている。

＜処理１１＞
まず、図１２に示すように、事前処理（その１）として、発ノードＡ（１２０）からエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）までの予備Ｓ，Ｇ用ＩＰマルチキャストルート（予備Ｓ，Ｇルート）の確保を実施する。
〔処理１１−ａ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、予備Ｓ，Ｇルートの確保実施を全ノード（１２０〜１２６）に通知する。
〔処理１１−ｂ〕
保守ＯｐＳ（１５０）からの通知（処理１１−ａ）により、各ノードは、以下の処理１１−ｂ−１〜処理１１−ｂ−３を実施する。
〔処理１１−ｂ−１〕
エッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）では、予備Ｓ，ＧのＰＩＭ−ＪＯＩＮを生成し、上流の中継ノードへＰＩＭ−ＪＯＩＮの送信を開始する。
〔処理１１−ｂ−２〕
中継ノードＢ，Ｃ（１２１、１２２）は、下流エッジノードよりＰＩＭ−ＪＯＩＮを受信した場合は、上流の発ノードＡ（１２０）へＰＩＭ−ＪＯＩＮを送信する。
〔処理１１−ｂ−３〕
発ノードＡ（１２０）は、予備Ｓ，ＧのＰＩＭ−ＪＯＩＮを下流中継ノードから受信した場合は、保守ＯｐＳ（１５０）へ通知する。

＜処理１２＞
次に、図１３に示すように、事前処理（その２）として、発ノードＡ（１２０）からエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）までの予備Ｓ，Ｇルートの確保を実施する。
〔処理１２−ａ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、全ノード（１２０〜１２６）に予備Ｓ，Ｇの疎通性確認の実施を指示するとともに、発ノードＡ（１２０）に、予備Ｓ，ＧルートへのＩＰマルチキャスト保守パケットの送信を指示する。
〔処理１２−ｂ〕
発ノードＡ（１２０）は、保守ＯｐＳ（１５０）の指示（処理１２−ａ）をもとに、予備Ｓ，ＧルートにＩＰマルチキャスト保守パケットを送信し、エッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）までの、疎通性（到達性、経路監視、使用可能帯域）を確認する。
〔処理１２−ｃ〕
中継ノードＢ，Ｃ（１２１、１２２）は、予備Ｓ，ＧのＩＰマルチキャスト保守パケットに通過ルート番号（ＲＮ）を付与してコピー後、下流のエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）に転送する。
〔処理１２−ｄ〕
エッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）は、到着した予備Ｓ，ＧのＩＰマルチキャスト保守パケット内の情報を保守ＯｐＳ（１５０）へ報告する。
〔処理１２−ｅ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、処理１２−ｄの情報を元に、全予備Ｓ，Ｇルートの確保を確認した後、予備Ｓ，Ｇルート上の各ノードＡ〜Ｇ（１２０〜１２６）へ疎通正常性の確認が完了したことを通知する。

＜処理１３＞
次に、図１４に示すように、特定の運用Ｓ，ＧのＩＰマルチキャストパケットの疎通不具合（不具合グロック）を検知する。
〔処理１３−ａ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、全ノード（１２０〜１２６）に特定の運用Ｓ，Ｇの疎通性確認の実施を指示すると共に、発ノードＡ（１２０）に特定の運用Ｓ，ＧルートへのＩＰマルチキャスト保守パケットの送信を指示する。
〔処理１３−ｂ〕
発ノードＡ（１２０）は、処理１３−ａの指示をもとに、特定の運用ＳＧルートにＩＰマルチキャスト保守パケットを送信し、エッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）までの疎通性（到達性、経路監視、使用可能帯域）を確認する。
〔処理１３−ｃ〕
中継ノードＢ、Ｃ（１２１、１２２）は、特定の運用Ｓ，ＧのＩＰマルチキャスト保守パケットに通過ルート番号（ＲＮ）を付与してコピー後、下流のエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）に転送する。
〔処理１３−ｄ〕
エッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）は、特定の運用Ｓ，ＧのＩＰマルチキャスト保守パケットの到着状況およびパケット内情報を保守ＯｐＳ（１５０）へ報告する。
〔処理１３−ｅ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、処理１３−ｄの情報を元にノードＦ，Ｇ（１２５、１２６）が疎通不良（特定の運用Ｓ，Ｇについて視聴者端末ｈ３，４からＭＬＤ Ｒｅｐｏｒｔ（ｊｏｉｎ有）受信状態で、ＩＰマルチキャスト保守パケットが中継ノードＣを通過後、ノードＦ，Ｇに未到着）であることから、ノードＣ，Ｆ，Ｇ（１２２、１２５，１２６）が不具合ブロックであることを把握する。

＜処理１４−１＞
次に、図１５に示すように、サービス回復処理として、予備Ｓ，Ｇルートへ回復対象Ｓ，Ｇパケットの退避を実施する（その１）。
処理１２で確保した正常な予備Ｓ，Ｇルートについて、継続して正常状態が維持されている場合、以下を実施する。
〔処理１４−１−ａ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、不具合が確認された特定の運用Ｓ，Ｇ（以降、回復対象Ｓ，Ｇと記す）のＩＰマルチキャストパケットを予備Ｓ，Ｇルートに退避開始することを各ノード（１２０〜１２６）に通知する。
〔処理１４−１−ｂ〕
発ノードＡ（１２０）は、回復対象Ｓ，Ｇルートと予備Ｓ，Ｇルートにマーキングパケット（ＭＰＫＴ）を挿入する。なお、ＭＰＫＴは、無瞬断での退避を目的とし、エッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）にて選択可能とするために挿入するものである。また、ヘッダ内の試験パケット識別子（ＴＰＭ）にてマーキングパケット認識を可能とする。
〔処理１４−１−ｃ〕
発ノードＡ（１２０）は、ＭＰＫＴ以降、回復対象Ｓ，Ｇパケットを、回復対象Ｓ，Ｇルートと予備ルートの双方にコピーを送信する。なお予備Ｓ，Ｇルートは、Ｓ，Ｇ情報を「回復対象Ｓ，Ｇ」から「予備Ｓ，Ｇ」に書き換える処理を実施する。

＜処理１４−２−１＞
次に、図１６に示すように、サービス回復処理として、予備Ｓ，Ｇルートへの回復対象Ｓ，Ｇパケットの退避を実施する（その２：不具合ブロック以外）。
不具合ブロック外であるエッジノードＤ，Ｅ（１２３，１２４）にて、ＭＰＫＴが回復対象Ｓ，Ｇルートおよび予備Ｓ，Ｇルートよりそれぞれ到着したならば、以下を実施する。
〔処理１４―２−１−ａ〕
エッジノードＤ，Ｅ（１２３，１２４）にてＭＰＫＴを抽出する。
〔処理１４―２−１−ｂ〕
エッジノードＤ，Ｅ（１２３，１２４）では、ＭＰＫＴ以降の予備Ｓ，ＧのＩＰマルチキャストパケット内のＳ，Ｇ情報を「予備Ｓ，Ｇ」から「回復対象Ｓ，Ｇ」に変換する。
〔処理１４―２−１−ｃ〕
ＭＰＫＴ以降の予備Ｓ，ＧルートのＩＰマルチキャストパケットを実通信パケットとして視聴者端末ｈ１，ｈ２（１１０−１、１１０−２）へ転送する（セレクタ切り替えによる選択変更により予備Ｓ，Ｇルートへ無瞬断で退避を実施）。
〔処理１４―２−１−ｄ〕
ＭＰＫＴ以降の回復対象Ｓ，ＧルートのＩＰマルチキャストパケットは、エッジノードＤ，Ｅ（１２３，１２４）で破棄する。
〔処理１４―２−１−ｅ〕
処理１４―２−１−ａ〜処理１４―２−１−ｄの完了時は、退避処理の完了を保守ＯｐＳ（１５０）へ報告する。

＜処理１４−２−２＞
次に、図１７に示すように、サービス回復処理として、予備Ｓ，Ｇルートへの回復対象Ｓ，Ｇパケットの退避を実施する（その２：不具合ブロック内）。
不具合ブロック内であるエッジノードＦ，Ｇ（１２５，１２６）にて、ＭＰＫＴが回復対象Ｓ，Ｇルートおよび予備Ｓ，Ｇルートよりそれぞれ到着したら、以下を実施する。
〔処理１４―２−２−ａ〕
エッジノードＦ，Ｇ（１２５，１２６）にてＭＰＫＴを抽出する。
〔処理１４―２−２−ｂ〕
エッジノードＦ，Ｇ（１２５，１２６）では、ＭＰＫＴ以降の予備Ｓ，ＧのＩＰマルチキャストパケット内のＳ，Ｇ情報を「予備Ｓ，Ｇ」から「回復対象Ｓ，Ｇ」に変換する。
〔処理１４―２−２−ｃ〕
ＭＰＫＴ以降の予備Ｓ，ＧルートのＩＰマルチキャストパケットを実通信パケットとして視聴者端末ｈ３，ｈ４（１１０−３、１１０−４）へ転送する（視聴者端末ｈ３，ｈ４はサービスを回復）。
〔処理１４―２−２−ｄ〕
処理１４―２−２−ａ〜処理１４―２−２−ｃの完了時は、退避処理の完了を保守ＯｐＳ（１５０）へ報告する。

＜処理１５＞
次に、図１８に示すように、後処理として、不要なＩＰマルチキャストパケット（キャリアネットワーク内での回復対象Ｓ，Ｇパケット）の送信停止の処理を実施する。
〔処理１５−ａ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、発ノードＡ（１２０）に回復対象Ｓ，Ｇパケットの送出停止を指示する。
〔処理１５−ｂ〕
発ノードＡ（１２０）は、回復対象Ｓ，Ｇパケットの送出を停止する。

甲斐英則 外２名"ＩＰマルチキャスト転送網における使用可能帯域監視法"、ネットワークシステム研究会（佐賀大学：２００９年１月２２日〜２３日）、電子情報通信学会技術研究報告（ＮＳ２００８−１２６）〔ネットワークシステム〕、ＩＳＳＮ ０９１３−５６８５、信学技報Ｖｏｌ．１０８、Ｎｏ．３９２

このように、上述した従来の技術では、他の通信への影響を与えない方法として、マーキングパケット（ＭＰＫＴ）をもとに、エッジノードにてセレクタによる識別により回復対象Ｓ，Ｇパケットを無瞬断で予備Ｓ，Ｇルートへ退避する技術を用いているが、回復対象Ｓ，Ｇパケットが正常に転送されている他の回復処置不要なノードにおいても、予備Ｓ，Ｇルートへの退避処理を実施しており、処理が複雑となり、逆に余分な処理による故障率の上昇により、信頼性を低下させる課題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、回復対象Ｓ，Ｇパケットが正常に転送されている回復処置不要なノードにて実施されている、回復対象Ｓ，Ｇパケットを予備Ｓ，Ｇルートへ退避するという、余分な処理による信頼性の低下を解消するＩＰマルチキャストサービス回復方法およびシステムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のＩＰマルチキャストサービス回復方法は、複数の配信サーバと複数の視聴者端末間を接続する複数のノードで構成されたネットワークにて、特定の配信サーバから送出されたことを示す送信元情報（Ｓ）および特定のグループ情報（Ｇ）からなる回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットが、前記特定の配信サーバから到達すべき前記視聴者端末まで疎通できていないエリアである不具合ブロックについて正常な疎通状況に回復させるＩＰマルチキャストサービス回復方法であって、前記不具合ブロックの最上流に位置するノードの処理が、前記視聴者端末まで疎通できていない前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットの回復対象Ｓ，Ｇを、前記視聴者端末まで疎通できることが事前に確認されている特定の未使用のＳ，Ｇからなる予備Ｓ，Ｇに変更したＩＰマルチキャストパケットのコピーパケットを生成して、前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットとともに隣接した下流のノードに転送するステップを含み、前記不具合ブロック内のエッジノードの処理が、上流のノードより到着した予備Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットを選択して、予備Ｓ，Ｇを回復対象Ｓ，Ｇに変換して下流の視聴者端末へ転送するステップを含ことを特徴とする。

前記不具合ブロックの最上流に位置するノードの処理は、前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットの下流のノードへの転送を停止するステップを更に含ことが好ましい。

また、本発明のＩＰマルチキャストサービス回復システムは、複数の配信サーバと複数の視聴者端末間を接続する複数のノードで構成されたネットワークにて、特定の配信サーバから送出されたことを示す送信元情報（Ｓ）および特定のグループ情報（Ｇ）からなる回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットが、前記特定の配信サーバから到達すべき前記視聴者端末まで疎通できていないエリアである不具合ブロックについて正常な疎通状況に回復させるＩＰマルチキャストサービス回復システムであって、前記不具合ブロックの最上流に位置するノードが、前記視聴者端末まで疎通できていない前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットの回復対象Ｓ，Ｇを、前記視聴者端末まで疎通できることが事前に確認されている特定の未使用のＳ，Ｇからなる予備Ｓ，Ｇに変更したＩＰマルチキャストパケットのコピーパケットを生成して、前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットとともに隣接した下流のノードに転送する機能を備え、前記不具合ブロック内のエッジノードが、上流のノードより到着した予備Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットを選択して、予備Ｓ，Ｇを回復対象Ｓ，Ｇに変換して下流の視聴者端末へ転送する機能を備えることを特徴とする。

前記不具合ブロックの最上流に位置するノードは、前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットの下流のノードへの転送を停止する機能を更に備えることが好ましい。

本発明は、他の通信への影響を与えない方法として、回復処置が必要なノードのみ回復対象Ｓ，Ｇパケットを予備Ｓ，Ｇルートへ退避する処理を行うことから、課題であった余分な処理による信頼性の低下を解消することが可能である。

本発明の原理を示す回復対象Ｓ，ＧのＩＰマルチキャストパケットのサービス回復における発ノードでのＩＰマルチキャストパケット処理機能に関するブロック図である。 本発明の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 本発明の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 本発明の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 本発明の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 本発明の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 本発明の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 本発明の原理を示すＩＰマルチキャスト到達監視法の実施例におけるＩＰマルチキャスト保守パケット内情報を示す図である。 従来技術の原理を示すＩＰマルチキャスト疎通性監視法を用いた、予備Ｓ，Ｇルートの正常性確認実施するための発ノードでのＩＰマルチキャストパケット処理機能に関するブロック図である。 従来技術の原理を示す回復対象Ｓ，ＧのＩＰマルチキャストパケットのサービス回復における発ノードでのＩＰマルチキャストパケット処理機能に関するブロック図である。 従来技術の原理を示す回復対象Ｓ，ＧのＩＰマルチキャストパケットのサービス回復における発ノードでのＩＰマルチキャストパケット処理機能に関するブロック図である。 従来技術の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 従来技術の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 従来技術の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 従来技術の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 従来技術の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 従来技術の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 従来技術の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。 従来技術の原理を示すＩＰマルチキャスト到達監視法の実施例におけるＩＰマルチキャスト保守パケット内情報を示す図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明のＩＰマルチキャストサービス回復方法およびシステムは、ＩＰマルチキャストの転送要求が承諾された承諾ルートを経由してＩＰマルチキャストの通信をしている複数のノードの内、特定の配信サーバから送出されたことを示す送信元情報（以降、Ｓと記す）および特定のグループ情報（以降、Ｇと記す）からなる回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットが、不具合により特定の配信サーバから到達すべき視聴者端末まで疎通できていないエリア（以降、不具合ブロックと記す）を把握し、不具合ブロックについて正常な疎通状況に回復させるものである。

図１は、本発明の原理を示す回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケット（以下、回復対象Ｓ，Ｇパケットと記す）のサービス回復における発ノードまたは中継ノードの内、不具合ブロックの最上流に位置するノードでのＩＰマルチキャストパケット処理機能に関するブロック図である。図２〜７は、本発明の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例のブロック図である。図８は、本発明の原理を示すＩＰマルチキャスト到達監視法の実施例におけるＩＰマルチキャスト保守パケット内情報を示す図である。

なお、本説明でも、ノード間のマルチキャスト制御プロトコルにＰＩＭ−ＳＳＭを、端末視聴管理プロトコルにＭＬＤｖ２を用いて説明している。また、ノードＡ（１２０）〜ノードＧ（１２６）の隣接ノード間は、ＰＩＭ−ＨｅｌｌｏにてＮｅｉｇｈｂｅｒが確立しており（隣接確認の確立）、さらに、ＰＩＭ−ｊｏｉｎの確認が完了し、ＭＬＤｖ２による視聴者端末からの要求手続きが完了していることを前提としている（承諾ルートの確立）。

図１〜８において、
Ａ０１は、入力パケット、
Ａ０２は、出力パケット、
Ａ０３は、通信データ用バッファ、
Ａ０５は、送信制御部、
Ａ０６は、パケット処理部、
１０１−１〜１０１−２は、配信サーバＭＳ１〜ＭＳ２、
１１０−１〜１１０−４は、視聴者端末ｈ１〜ｈ４、
１１５は、自ネットワークエリア、
１１６は、配信サーバ側、
１１７は、ユーザ側（即ち、視聴者端末側）、
１１８、１１９は、ネットワーク境界点、
１２０は、発ノードＡ、
１２１〜１２２は、中継ノードＢ〜Ｃ、
１２３〜１２６は、エッジノードＤ〜Ｇ、
１５０は、保守ＯｐＳ（Operating System）、
１６０は、ＩＰマルチキャスト保守パケット情報の内訳である。

本発明のＩＰマルチキャストサービス回復方法が適用されるキャリアネットワークは、複数の配信サーバＭＳ１，ＭＳ２（１０１−１，１０１−２）と、複数の視聴者端末ｈ１〜ｈ４（１１０−１〜１１０−４）との間を接続し、配信サーバＭＳ１，ＭＳ２（１０１−１，１０１−２）とキャリアネットワークの境界に位置する１個の発ノードＡ（１２０）と、複数の中継ノードＢ，Ｃ（１２１，１２２）と、視聴者端末ｈ１〜ｈ４（１１０−１〜１１０−４）とキャリアネットワークの境界に位置する複数のエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）と、ネットワークと接続可能な保守ＯｐＳ（１５０）から構成されている。

複数の配信サーバＭＳ１，ＭＳ２（１０１−１，１０１−２）の各々は、ＩＰマルチキャストの転送と調停の完了後、ＩＰマルチキャストパケットを隣接の発ノードＡ（１２０）に転送する機能を有する。

複数の視聴者端末ｈ１〜ｈ４（１１０−１〜１１０−４）の各々は、隣接のエッジノードから転送さるＩＰマルチキャストパケットを受信する機能を有する。

発ノードＡ（１２０）とエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）間は、特定の中継ノードＢ，Ｃ（１２１，１２２）を経由して、特定の未使用Ｓ，Ｇである予備Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットが疎通できる予備Ｓ，Ｇルートを有する。

保守ＯｐＳ（１５０）が、事前に予備Ｓ，Ｇルートの疎通正常性を確認し、かつ、１つの運用中Ｓ，Ｇ（以降、運用Ｓ，Ｇと記す）のＩＰマルチキャストパケットが、不具合により視聴者端末まで疎通できていないＳ，Ｇ（以降、回復対象Ｓ，Ｇと記す）の不具合ブロックを確認した際、発ノードまたは中継ノードの内、不具合ブロックの最上流に位置するノード（以下、不具合ブロック先頭ノードと記す）は、保守ＯｐＳ（１５０）からの指示により、自ノードが不具合ブロック先頭ノードであることを認識し、回復対象Ｓ，Ｇパケットから、予備Ｓ，Ｇに変更したＩＰマルチキャストパケットのコピーパケットを生成し、隣接した不具合ブロック内の下流のノードに転送する機能と、保守ＯｐＳ（１５０）から不具合ブロック内のパケットの疎通が回復した通知を受信した際は、不具合が確認された回復対象Ｓ，Ｇパケットの隣接した不具合ブロック内の下流のノードへの転送を停止する機能を有する。

不具合ブロック内のエッジノードＦ，Ｇ（１２５，１２６）は、保守ＯｐＳ（１５０）からの指示をもとに、上流の中継ノードＣ（１２２）より到着した予備Ｓ，ＧのＩＰマルチキャストパケットを選択して、回復対象Ｓ，Ｇに変換して下流の視聴者端末へ転送する機能と、回復対象Ｓ，Ｇパケットが上流の中継ノードＣ（１２２）より到着した際はこれを破棄する機能を有する。

不具合ブロック外のエッジノードＤ，Ｅ（１２３，１２４）は、上流の中継ノードＢ（１２１）より到着した回復対象Ｓ，Ｇパケットを選択して、継続して下流の視聴者端末へ転送する機能を有する。

まず、図１を用いて本発明の原理を示す回復対象Ｓ，Ｇパケットのサービス回復における発ノードまたは中継ノードの内、不具合ブロックの最上流に位置するノード（不具合ブロック先頭ノード）のＩＰマルチキャストパケット処理機能について説明する。図１は、サービス回復処理として、回復対象Ｓ，Ｇパケットを予備Ｓ，ＧルートのＩＰマルチキャストパケット（以降、予備Ｓ，Ｇパケットと記す）にコピーを行い、双方のルートに転送する処理を示している。
入力パケット（Ａ０１）は、通信データ用バッファ（Ａ０３）に送信される。送信制御部（Ａ０５）は、外部よりサービス回復の指示を受けた際は、パケット処理部（Ａ０６）に「回復対象Ｓ，Ｇパケットのみコピー実施」、「回復対象Ｓ，Ｇパケットのコピーパケットのみ予備Ｓ，Ｇに変換」を実施する。

次に、本発明の原理を示すＩＰマルチキャストサービス回復方法の実施例について、図２〜７を用いて説明する。なお、前提条件として、ノード間のマルチキャスト制御プロトコルをＰＩＭ−ＳＳＭとし、端末視聴管理プロトコルをＭＬＤｖ２とする。加えて、発ノードＡ（１２０）からエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）間の回復対象Ｓ，Ｇは、ＰＩＭ−ＨｅｌｌｏにてＮｅｉｇｈｂｅｒが確立し、ＰＩＭ−ｊｏｉｎの確認が完了し、ＭＬＤｖ２による視聴者端末からの要求手続きが完了していることを前提としている。

＜処理１＞
まず、図２に示すように、事前処理（その１）として、発ノードＡ（１２０）からエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）までの予備Ｓ，Ｇ用ＩＰマルチキャストルート（予備Ｓ，Ｇルート）の確保を実施する。
〔処理１−ａ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、予備Ｓ，Ｇルートの確保実施を全ノード（１２０〜１２６）に通知する。
〔処理１−ｂ〕
保守ＯｐＳ（１５０）からの通知（処理１−ａ）により、各ノードは、以下、処理１−ｂ−１〜処理１−ｂ−３を実施する。
〔処理１−ｂ−１〕
エッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）では、予備Ｓ，ＧのＰＩＭ−ＪＯＩＮを生成し、上流の中継ノードへＰＩＭ−ＪＯＩＮの送信を開始する。
〔処理１−ｂ−２〕
中継ノードＢ，Ｃ（１２１、１２２）は、下流エッジノードよりＰＩＭ−ＪＯＩＮを受信した場合は、上流の発ノードＡ（１２０）へＰＩＭ−ＪＯＩＮを送信する。
〔処理１−ｂ−３〕
発ノードＡ（１２０）は、予備Ｓ，ＧのＰＩＭ−ＪＯＩＮを下流中継ノードから受信した場合は、保守ＯｐＳ（１５０）へ通知する。

＜処理２＞
次に、図３に示すように、事前処理（その２）として、発ノードＡ（１２０）からエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）までの予備Ｓ，Ｇルートの確保を実施する。
〔処理２−ａ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、全ノード（１２０〜１２６）に予備Ｓ，Ｇの疎通性確認の実施を指示するとともに、発ノードＡ（１２０）に、予備Ｓ，ＧルートへのＩＰマルチキャスト保守パケットの送信を指示する。
〔処理２−ｂ〕
発ノードＡ（１２０）は、保守ＯｐＳ（１５０）の指示（処理２−ａ）をもとに、予備Ｓ，ＧルートにＩＰマルチキャスト保守パケットを送信し、エッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）までの、疎通性（到達性、経路監視、使用可能帯域）を確認する。
〔処理２−ｃ〕
中継ノードＢ，Ｃ（１２１、１２２）は、予備Ｓ，ＧのＩＰマルチキャスト保守パケットに通過ルート番号（ＲＮ）を付与してコピー後、下流のエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）に転送する。
〔処理２−ｄ〕
エッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）は、到着した予備Ｓ，ＧのＩＰマルチキャスト保守パケット内の情報を保守ＯｐＳ（１５０）へ報告する。
〔処理２−ｅ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、処理２−ｄの情報を元に、全予備Ｓ，Ｇルートの確保を確認した後、予備Ｓ，Ｇルート上の各ノードＡ〜Ｇ（１２０〜１２６）へ疎通正常性の確認が完了したことを通知する。

＜処理３＞
次に、図４に示すように、特定の運用Ｓ，ＧのＩＰマルチキャストパケットの疎通不具合（不具合グロック）を検知する。
〔処理３−ａ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、全ノード（１２０〜１２６）に特定の運用Ｓ，Ｇの疎通性確認の実施を指示すると共に、発ノードＡ（１２０）に特定の運用Ｓ，ＧルートへのＩＰマルチキャスト保守パケットの送信を指示する。
〔処理３−ｂ〕
発ノードＡ（１２０）は、処理３−ａの指示をもとに、特定の運用ＳＧルートにＩＰマルチキャスト保守パケットを送信し、エッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）までの疎通性（到達性、経路監視、使用可能帯域）を確認する。
〔処理３−ｃ〕
中継ノードＢ、Ｃ（１２１、１２２）は、特定の運用Ｓ，ＧのＩＰマルチキャスト保守パケットに通過ルート番号（ＲＮ）を付与してコピー後、下流のエッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）に転送する。
〔処理３−ｄ〕
エッジノードＤ〜Ｇ（１２３〜１２６）は、特定の運用Ｓ，ＧのＩＰマルチキャスト保守パケットの到着状況およびパケット内情報を保守ＯｐＳ（１５０）へ報告する。
〔処理３−ｅ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、処理３−ｄの情報を元にノードＦ，Ｇ（１２５、１２６）が疎通不良（特定の運用Ｓ，Ｇについて視聴者端末ｈ３，４からＭＬＤ Ｒｅｐｏｒｔ（ｊｏｉｎ有）を受信している状態で、ＩＰマルチキャスト保守パケットが中継ノードＣを通過後、ノードＦ，Ｇに未到着）であることから、ノードＣ，Ｆ，Ｇ（１２２、１２５，１２６）が、不具合ブロック内にあることを把握する。

＜処理４＞
次に、図５に示すように、サービス回復処理として、予備Ｓ，Ｇルートへ回復対象Ｓ，Ｇに変換したコピーパケットの送信を実施する（その１）。
処理２で確保した正常な予備Ｓ，Ｇルートについて、継続して正常状態が維持されている場合、以下を実施する。
〔処理４−ａ〕
保守ＯｐＳ（１５０）は、不具合が確認された特定の運用Ｓ，Ｇ（回復対象Ｓ，Ｇ）のＩＰマルチキャストパケットを予備Ｓ，Ｇルートに退避開始することを各ノード（１２０〜１２６）に通知する。また、中継ノードＣ（１２２）へは、併せて不具合ブロック先頭ノードであること通知する。
〔処理４−ｂ〕
中継ノードＣ（１２２）は、回復対象Ｓ，Ｇパケットとコピーした予備Ｓ，Ｇパケットを同時に下流へ送信する。

＜処理５＞
次に、図６に示すように、サービス回復処理として、予備Ｓ，Ｇルートへ回復対象Ｓ，Ｇに変換したコピーパケットの送信を実施する（その２）。
〔処理５−ａ〕
エッジノードＤ，Ｅ（１２３，１２４）は、回復対象Ｓ，Ｇパケットを継続して視聴者端末ｈ１，ｈ２（１１０−１，１１０−２）へ送出する（正常に通信中の回復対象Ｓ，Ｇパケットには影響を与えない）。
〔処理５−ｂ〕
エッジノードＦ，Ｇ（１２５，１２６）は、予備Ｓ，Ｇパケットを選択し、予備Ｓ，Ｇを回復対象Ｓ，Ｇに変換して視聴者端末ｈ３，ｈ４（１１０−３，１１０−４）へ送出後、完了を保守ＯｐＳ（１５０）に報告する（エッジノードＦ，Ｇ収容の視聴者端末ｈ３，ｈ４は、サービス回復となる）。

＜処理６＞
次に、図７に示すように、後処理として、不要なＩＰマルチキャストパケットの送信停止の処理を実施する。
〔処理６−ａ〕
中継ノードＣ（１２２）は、不具合ブロック内のパケットの疎通が回復した通知を受信した際は、エッジノードＦ，Ｇへの回復対象Ｓ，Ｇパケットの送出停止を実施し、完了を保守ＯｐＳ（１５０）へ報告する。

上述のように、本発明を用いれば、疎通性不具合が確認された特定Ｓ，ＧのＩＰマルチキャストパケットをサービス回復する際、他の正常通信に影響を与えず、不具合が見つかった特定Ｓ，ＧのＩＰマルチキャストパケットのみサービス回復させることが可能である。また、不要なトラヒック送出を防ぐことも可能である。さらに、不具合ブロック内の回復処置が必要なノードのみ予備Ｓ，Ｇルートへの退避処理を行うことから、課題であった回復処理不要ノードへの余分な処理による信頼性の低下を解消することができる。

１０１−１〜１０１−２ 配信サーバＭＳ１〜ＭＳ２
１１０−１〜１１０−４ 視聴者端末ｈ１〜ｈ４
１１５ 自ネットワークエリア
１１６ 配信サーバ側
１１７ ユーザ側
１１８、１１９ ネットワーク境界点
１２０ 発ノードＡ
１２１〜１２２ 中継ノードＢ〜Ｃ
１２３〜１２６ エッジノードＤ〜Ｇ
１５０ 保守ＯｐＳ
１６０ ＩＰマルチキャスト保守パケット情報
Ａ０１、Ｘ０１ 入力パケット
Ａ０２、Ｘ０２ 出力パケット
Ａ０３、Ｘ０３ 通信データ用バッファ
Ａ０５、Ｘ０５ 送信制御部
Ａ０６、Ｘ０６ パケット処理部
Ｘ０４ ＩＰマルチキャスト保守パケットバッファ

Claims (4)

1. 複数の配信サーバと複数の視聴者端末間を接続する複数のノードで構成されたネットワークにて、特定の配信サーバから送出されたことを示す送信元情報（Ｓ）および特定のグループ情報（Ｇ）からなる回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットが、前記特定の配信サーバから到達すべき前記視聴者端末まで疎通できていないエリアである不具合ブロックについて正常な疎通状況に回復させるＩＰマルチキャストサービス回復方法であって、
   前記不具合ブロックの最上流に位置するノードの処理は、前記視聴者端末まで疎通できていない前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットの回復対象Ｓ，Ｇを、前記視聴者端末まで疎通できることが事前に確認されている特定の未使用のＳ，Ｇからなる予備Ｓ，Ｇに変更したＩＰマルチキャストパケットのコピーパケットを生成して、前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットとともに隣接した下流のノードに転送するステップを含み、
   前記不具合ブロック内のエッジノードの処理は、上流のノードより到着した予備Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットを選択して、予備Ｓ，Ｇを回復対象Ｓ，Ｇに変換して下流の視聴者端末へ転送するステップを含ことを特徴とするＩＰマルチキャストサービス回復方法。
2. 前記不具合ブロックの最上流に位置するノードの処理は、前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットの下流のノードへの転送を停止するステップを更に含ことを特徴とする請求項１に記載のＩＰマルチキャストサービス回復方法。
3. 複数の配信サーバと複数の視聴者端末間を接続する複数のノードで構成されたネットワークにて、特定の配信サーバから送出されたことを示す送信元情報（Ｓ）および特定のグループ情報（Ｇ）からなる回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットが、前記特定の配信サーバから到達すべき前記視聴者端末まで疎通できていないエリアである不具合ブロックについて正常な疎通状況に回復させるＩＰマルチキャストサービス回復システムであって、 前記不具合ブロックの最上流に位置するノードは、
   前記視聴者端末まで疎通できていない前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットの回復対象Ｓ，Ｇを、前記視聴者端末まで疎通できることが事前に確認されている特定の未使用のＳ，Ｇからなる予備Ｓ，Ｇに変更したＩＰマルチキャストパケットのコピーパケットを生成して、前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットとともに隣接した下流のノードに転送する機能を備え、
   前記不具合ブロック内のエッジノードは、
   上流のノードより到着した予備Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットを選択して、予備Ｓ，Ｇを回復対象Ｓ，Ｇに変換して下流の視聴者端末へ転送する機能を備えることを特徴とするＩＰマルチキャストサービス回復システム。
4. 前記不具合ブロックの最上流に位置するノードは、
   前記回復対象Ｓ，Ｇを有するＩＰマルチキャストパケットの下流のノードへの転送を停止する機能を更に備えることを特徴とする請求項３に記載のＩＰマルチキャストサービス回復システム。

Images