JP5616831B2 - 受信端末およびその制御プログラム - Google Patents
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Description
メッシュ型P2Pネットワークを用いたストリーミング配信では、受信端末がP2Pネットワークから離脱した場合、離脱した受信端末と接続していたクライアントピアは、P2Pネットワークに参加している受信端末の接続状況が記されたグループ情報を参照し、接続可能なサーバピア候補を、自律的に選定する。そして、クライアントピアであった受信端末は、選定したサーバピア候補に接続を要求するメッセージ(接続要求メッセージ)を送信する。
すなわち、ツリー型P2Pネットワークにおいて、トポロジを一意に管理している接続先紹介サーバが、最新のトポロジ情報から接続可能な候補を複数選定し、接続先候補情報を生成する。そして、その生成された接続先候補情報は、接続先紹介サーバから、放送局(配信サーバ)に送信された後、放送番組が配信されるのと同様に、ツリー型のトポロジに沿って配信サーバから下流の受信端末に向けて送信される。そして、上流の配信サーバもしくは受信端末から接続先候補情報を受信した受信端末は、最新の接続先候補情報を内部に記憶する。そして、上流の受信端末が離脱した場合、下流の受信端末は、内部に記憶している最新の接続先候補情報から受信端末を選定し、その選定した受信端末に対して接続を要求する。
これによって、サーバピアは、どのクライアントピアから再接続が要求されるのかを示す情報を予め取得することができる。また、クライアントピアは、どのサーバピアに対して再接続を行えばよいのかを示す情報を予め取得することができる。
また、離脱した他の受信端末が当該受信端末に対してクライアントピアである場合、受信端末は、再接続受付制御手段によって、再接続先候補情報で特定される再接続先からの再接続の要求を受け付け、再接続を行う。
そして、受信端末は、再接続要求制御手段および再接続受付制御手段によって、再接続を行った後、再接続先候補情報記憶手段に記憶されている再接続先に対応する再接続先候補情報を削除する。
また、受信端末は、再接続要求制御手段および再接続受付制御手段によって、再接続先候補情報受信手段による再接続先候補情報を受信後、タイマで計測した予め定めた時間内に再接続が完了しない場合、再接続先候補情報記憶手段に記憶されている再接続先に対応する再接続先候補情報を削除する。これによって、不要となった再接続先候補情報が確実に削除されることになり、最大数の接続先を確保することが可能になる。
これによって、受信端末は、サーバピアが離脱した際の再接続処理により、予約しているサーバピアとの接続経路を確保しつつ、他のサーバピアに対して最大数の接続を行うことができる。
これによって、受信端末は、クライアントピアが離脱した際の再接続処理において、予約しているクライアントピアと確実に接続することができる。
また、離脱した他の受信端末が当該受信端末に対してクライアントピアである場合、受信端末の制御プログラムは、再接続受付制御手段によって、再接続先候補情報で特定される再接続先からの再接続の要求を受け付け、再接続を行う。
そして、受信端末の制御プログラムは、再接続要求制御手段および再接続受付制御手段によって、再接続を行った後、再接続先候補情報記憶手段に記憶されている再接続先に対応する再接続先候補情報を削除する。
また、受信端末の制御プログラムは、再接続要求制御手段および再接続受付制御手段によって、再接続先候補情報受信手段による再接続先候補情報を受信後、タイマで計測した予め定めた時間内に再接続が完了しない場合、再接続先候補情報記憶手段に記憶されている再接続先に対応する再接続先候補情報を削除する。
請求項1〜3,5に記載の発明によれば、受信端末は、P2Pネットワークから離脱する際に、接続していた他の受信端末に再接続先の候補を通知することができる。これによって、再接続先を通知された受信端末は、サーバピアとして機能していた場合、予め通知されたクライアントピアからの再接続を待つことで、クライアントピアに対して接続を拒否することがなくなる。また、クライアントピアとして機能していた受信端末は、再接続先のサーバピアが予め通知されるため、接続処理の再試行を繰り返すことがなく、確実に接続を行うことができる。また、請求項1〜3,5に記載の発明によれば、再接続を行うため再接続先が予約されることになるため、たとえ、クライアントピアが使用する回線帯域が小さい場合であっても、確実に再接続ができる。これによって、接続処理の再試行を繰り返すことによって発生するネットワークの負荷を抑えることができる。
請求項4に記載の発明によれば、クライアントピアに対して、番組データを配信する際の最適なサーバピアを割り当てることができる。これによって、受信端末内のバッファに蓄積する番組データの枯渇を防止することができる。
[コンテンツ配信システムの概要]
まず、図1および図2を参照して、本発明の実施形態に係るコンテンツ受信装置(受信端末)を備えたコンテンツ配信システムの概要について説明する。
また、ここでは、一例として、メッシュ型のP2Pネットワークの例を示しているが、本発明は、ツリー型のP2Pネットワークであっても構わない。
例えば、図2に示したコンテンツ受信装置101が、P2PネットワークNから離脱する場合、コンテンツ受信装置101は、サーバピアであるコンテンツ受信装置102〜104のそれぞれに、クライアントピアであるコンテンツ受信装置105〜107のいずれかが再接続を要求することを予め通知する。また、一方で、コンテンツ受信装置101は、クライアントピアであるコンテンツ受信装置105〜107に、離脱後のサーバピアとなる再接続先のコンテンツ受信装置102〜104を通知する。その後、コンテンツ受信装置101は、P2PネットワークNから離脱する。
これによって、クライアントピアは、たとえ下り回線および上り回線帯域の小さい回線を利用している場合であっても、再接続を予約したサーバピアに対して、再接続を要求すればよいため、接続を拒否されることを防止し、再接続に要する時間を短縮することができる。
以下、コンテンツ受信装置1の構成および動作について詳細に説明を行う。
最初に、図3を参照して、本発明の実施形態に係るコンテンツ受信装置1の構成について説明を行う。ここでは、コンテンツ受信装置(受信端末)1は、記憶部10と、P2P制御部20と、タイマ30と、送受信部40と、を備えている。
なお、図3では、P2Pネットワークの接続、離脱および再接続や、番組コンテンツ(番組データ)の配信に必要な構成を示し、それ以外の構成、番組コンテンツを再生する再生手段等については、一般的なものであるため、図示を省略している。
ここで、「端末ID」は、コンテンツ受信装置1固有に予め定められた識別子である。また、「IPアドレス」は、コンテンツ受信装置1のネットワークアドレスである。また、「HOP数」は、P2Pネットワークにおけるコンテンツ配信サーバSv(図1参照)から経由するピアの数(ホップ数)である。なお、コンテンツ受信装置1が複数のサーバピアと接続している場合は、最小の数をHOP数とする。
また、「バッファ量」は、各コンテンツ受信装置1が番組データを保持している量である。すなわち、このバッファ量は、コンテンツ受信装置1ごとに、後記するバッファ14に蓄積している番組データの情報を、各コンテンツ受信装置1で交換することで得られる番組データの量である。
また、「接続数」は、各コンテンツ受信装置1が接続中のサーバピアの数およびクライアントピアの数である。
「離脱端末ID」は、P2PネットワークNから離脱し、再接続先候補通知メッセージを送信したコンテンツ受信装置1の端末IDである。
なお、このバッファ14に蓄積される番組データは、後記する番組データ取得・配信手段29によって、サーバピアから取得され、クライアントピアに順次配信される。
ここでは、P2P制御部20は、グループ情報管理手段21と、接続先候補選定手段22と、接続可否判定手段23と、接続処理手段24と、再接続先候補選定手段25と、再接続先候補情報送信手段26と、再接続先候補情報受信手段27と、再接続処理手段28と、番組データ取得・配信手段29と、を備えている。
この接続可否判定手段23は、図7に示すように、ピア種別ごとに、最大接続数、接続数、再接続先候補により接続数を管理する。なお、図7に示した管理情報は、図示を省略したメモリ等で管理するものとする。
また、「接続数」は、現在接続されている端末の数を示す。この「接続数」は、接続可否判定手段23が、接続先情報記憶手段12に記憶されている接続先情報(図5参照)を参照し、ピア種別ごとに累計した数である。
この場合、コンテンツ受信装置1は、再接続先候補のサーバピア以外に、1台のサーバピアと接続が可能であり、再接続先候補のクライアントピア以外に他のクライアントピアとは接続できないことになる。
このように、接続制御手段241は、サーバピアあるいはクライアントピアと接続した段階で、接続先情報記憶手段12の接続先情報を更新する。
なお、この接続制御手段241におけるサーバピア、クライアントピアとの接続処理は、一般的なP2Pネットワークの接続処理と同様である。
すなわち、離脱制御手段242は、コンテンツ受信装置1自身がP2Pネットワークから離脱する場合、後記する再接続先候補選定手段25を動作させて、今まで接続していたサーバピアあるいはクライアントピアに対して、送受信部40を介して、再接続先候補を通知するとともに、離脱メッセージを送信する。この離脱メッセージは、例えば、図8に示すように、離脱メッセージ固有の識別子であるメッセージIDと、離脱を行う側のコンテンツ受信装置1の識別子である離脱端末IDとを含んでいる。
すなわち、再接続先候補選定手段25は、接続先情報記憶手段12に記憶されている接続先情報を参照して、今まで接続を行っていたクライアントピアごとに、サーバピアとなる再接続先候補(端末ID)を割り当てた再接続先候補情報を生成する。なお、サーバピアに対して割り当てができなかったクライアントピアに対しては、再接続先候補の端末IDの値を端末IDと区別可能な値(例えば、“0”)に設定した再接続先候補情報を生成する。
このように生成された各再接続先候補情報は、再接続先候補情報送信手段26に出力される。
図9に示した再接続先候補情報通知メッセージは、当該メッセージが再接続先候補情報通知メッセージであることを示す固有の識別子であるメッセージIDと、離脱するコンテンツ受信装置1の識別子である端末ID(離脱端末ID)と、再接続先候補情報を通知する先のコンテンツ受信装置1(サーバピア、クライアントピア)に対して割り当てた再接続先候補の端末ID(再接続先候補端末ID)と、再接続先候補がサーバビアであるかクライアントピアであるかを示すピア種別とを含んでいる。
すなわち、再接続先候補情報受信手段27は、再接続先候補情報通知メッセージ(図9)の「離脱端末ID」、「再接続先候補端末ID」、「ピア種別」を、それぞれ再接続先候補情報(図6)の「離脱端末ID」、「再接続先候補端末ID」、「ピア種別」として追記する。また、再接続先候補情報受信手段27は、再接続先候補情報(図6)のIPアドレス等の他の情報については、再接続先候補端末ID(端末ID)に対応する情報をグループ情報記憶手段11に記憶されているグループ情報(図4)から読み出して再接続先候補情報(図6)に追記する。
図10に示した再接続要求メッセージは、当該メッセージが再接続要求メッセージであることを示す固有の識別子であるメッセージIDと、再接続を要求する当該コンテンツ受信装置1の識別子である端末IDと、再接続を要求する当該コンテンツ受信装置1の種別を示すピア種別と、離脱端末IDとを含んでいる。
図11に示した再接続応答メッセージは、当該メッセージが再接続応答メッセージであることを示す固有の識別子であるメッセージIDと、再接続先候補の識別子である端末IDと、再接続先候補の種別を示すピア種別と、離脱端末IDと、再接続の可否情報とを含んでいる。
なお、再接続要求制御手段281は、再接続応答メッセージを受信した段階で、再接続先候補情報受信手段27で起動した離脱端末IDに対応するタイマ30を停止する。
なお、再接続受付制御手段282は、再接続要求メッセージを受信した段階で、再接続先候補情報受信手段27で起動した離脱端末IDに対応するタイマ30を停止する。
この番組データ取得・配信手段29は、サーバピアから配信される番組データを、送受信部40を介して受信し、バッファ14に蓄積する。
また、番組データ取得・配信手段29は、接続先情報記憶手段12に記憶されている接続先情報を参照して、バッファ14に蓄積されている番組データを読み出し、現在接続されているクライアントピアに、送受信部40を介して送信する。
なお、この番組データ取得・配信手段29の処理は、一般的なP2Pストリーミングにおける処理であるため、詳細な説明は省略する。
図12に示した離脱メッセージ(再接続先候補情報を含む離脱メッセージ)は、当該メッセージが再接続先候補情報を含む離脱メッセージであることを示す固有の識別子であるメッセージIDと、離脱するコンテンツ受信装置1の識別子である離脱端末IDと、再接続先候補情報を含むか否かを示すフラグ(再接続先候補の有無フラグ)と、再接続先候補情報を通知する先のコンテンツ受信装置1(サーバピア、クライアントピア)に対して割り当てた再接続先候補の端末ID(再接続先候補端末ID)と、再接続先候補がサーバビアであるかクライアントピアであるかを示すピア種別とを含んでいる。
なお、離脱端末ID、再接続先候補端末IDおよびピア種別は、図9で説明した再接続先候補情報通知メッセージと同じものである。
次に、図13を参照(構成については、適宜図3参照)して、本発明の実施形態に係るコンテンツ受信装置1の動作について説明を行う。ここでは、コンテンツ受信装置1が、P2Pネットワークから離脱する動作について詳細に説明を行うこととする。なお、以下の説明において、P2Pネットワークから離脱するコンテンツ受信装置1を離脱端末1R、当該離脱端末1Rに対してサーバピアとして機能していたコンテンツ受信装置1をサーバピア1S、クライアントピアとして機能していたコンテンツ受信装置1をクライアントピア1Cと呼称して説明を行う。また、離脱端末1Rに対してサーバピア1S、クライアントピア1Cは、それぞれ1台以上存在することがあるが、ここでは、説明を簡略化するため、それぞれの台数は1台とする。
これによって、離脱端末の離脱に伴うサーバピアとクライアントピアとの接続を短時間で完了することができる。
次に、図14〜図16を参照(構成については、適宜図3参照)して、P2Pネットワークから離脱するコンテンツ受信装置1が再接続先候補選定手段25において行う再接続先候補選定処理の動作について説明する。この動作は、図13で説明したコンテンツ受信装置1の動作のステップS1の動作に相当するものである。
そして、再接続先候補選定手段25は、ステップS100で確定したターゲットクライアントピアごとに、接続先情報記憶手段12に記憶されている接続先情報(図6)を参照して、再接続先候補を確定(再接続先確定処理)する(ステップS200)。
以下、このクライアントピア選択処理(ステップS100)と、再接続先確定処理(ステップS200)の動作についてさらに詳細に説明する。
まず、図15を参照して、再接続先候補選定手段25が行うクライアントピア選択処理(図14のステップS100)の動作について説明する。
再接続先候補選定手段25は、再接続先候補情報(図6)を参照して、今まで接続を行っていたクライアントピア(すなわち、再接続先候補情報でピア種別がクライアントピアとして記述されているコンテンツ受信装置)で、まだ、ターゲットクライアントピアとして確定していないクライアントピアから、サーバピアとの接続数が最小のクライアントピアを選択する(ステップS101)。
ここで、対象となるクライアントピアが1つに定まれば、再接続先候補選定手段25は、当該クライアントピアをターゲットクライアントピアとして確定し、以下の動作を行わず、図14のステップS200に動作を移行する(動作として図示せず)。
ここで、対象となるクライアントピアが1つに定まれば、再接続先候補選定手段25は、当該クライアントピアをターゲットクライアントピアとして確定し、以下の動作を行わず、図14のステップS200に動作を移行する(動作として図示せず)。
なお、このステップS101〜S103は、必ずしもこの順番で動作させる必要はない。
次に、図16を参照して、再接続先候補選定手段25が行う再接続確定処理(図14のステップS200)の動作について説明する。
再接続先候補選定手段25は、再接続先候補情報(図6)を参照して、今まで接続を行っていたサーバピア(すなわち、再接続先候補情報でピア種別がサーバピアとして記述されているコンテンツ受信装置)で、まだ、クライアントピアとの再接続先が未定のサーバピアから、HOP数がターゲットクライアントピアと同数以下のサーバピアが存在するか否かを判定する(ステップS201)。
これによって、ターゲットクライアントピアのHOP数の増加を抑え、番組データの伝送遅延を抑えることができる。
これによって、ターゲットクライアントピアに大量の番組データを供給可能なサーバピアを接続することが可能になり、ターゲットクライアントピアのバッファの枯渇を抑制することができる。
これによって、ターゲットクライアントピアに大量の番組データを供給可能なサーバピアを接続することが可能になり、ターゲットクライアントピアのバッファの枯渇を抑制することができる。
これによって、すでに多くのクライアントピアと接続しているサーバピアを再接続先から除外し、サーバピアに接続するクライアントピアを分散させることで、負荷分散を行うことができる
以上の動作によって、再接続先候補選定手段25は、ターゲットクライアントピアに対して、再接続先候補のサーバピアを確定、あるいは、再接続先候補のサーバピアが存在しないことを確定することができる。
最後に、図17〜図19を参照して、コンテンツ配信システムS(図1,図2参照)における再接続処理について、模式的に説明する。
コンテンツ受信装置1(101〜114)は、メッシュ型のP2PネットワークNに、図17に示すように接続されているものとする。なお、ここでは、番組コンテンツの配信元であるコンテンツ配信サーバSv、上流のサーバピア等については、図示を省略し、ネットワークの一部を示している。
これによって、コンテンツ受信装置105は、確実にコンテンツ受信装置102と接続を行うことができる。
10 記憶部
11 グループ情報記憶手段
12 接続先情報記憶手段
13 再接続先候補情報記憶手段
14 バッファ
20 P2P制御部
21 グループ情報管理手段
22 接続先候補選定手段
23 接続可否判定手段
24 接続処理手段
241 接続制御手段
242 離脱制御手段
25 再接続先候補選定手段
26 再接続先候補情報送信手段
27 再接続先候補情報受信手段
28 再接続処理手段
281 再接続要求制御手段
282 再接続受付制御手段
30 タイマ
40 送受信部
Claims (5)
- P2Pネットワークへの接続および前記P2Pネットワークからの離脱を行う接続処理手段を備え、前記P2Pネットワークに接続した際に、番組コンテンツを分割した番組データを、接続関係を構築した受信端末間で送受信する受信端末において、
当該受信端末と接続している、番組データの送信元の受信端末であるサーバピアと、前記番組データの送信先の受信端末であるクライアントピアとの接続先を示す接続先情報を記憶する接続先情報記憶手段と、
当該受信端末が前記P2Pネットワークから離脱する際に、前記接続先情報記憶手段に記憶されている接続先情報を参照して、当該受信端末と接続しているクライアントピアに対して、当該受信端末と接続しているサーバピアを選定し、その対応付けを再接続先候補情報として生成する再接続先候補選定手段と、
この再接続先候補選定手段で生成された再接続先候補情報を、前記サーバピアおよび前記クライアントピアにそれぞれ送信する再接続先候補情報送信手段と、
他の受信端末から送信される前記再接続先候補情報を受信する再接続先候補情報受信手段と、
この再接続先候補情報受信手段で受信した再接続先候補情報を記憶する再接続先候補情報記憶手段と、
前記他の受信端末が当該受信端末に対してサーバピアである場合、前記再接続先候補情報を受信後、前記再接続先候補情報で特定される再接続先に再接続を要求し、再接続を行う再接続要求制御手段と、
前記他の受信端末が当該受信端末に対してクライアントピアである場合、前記再接続先候補情報で特定される再接続先からの再接続の要求を受け付け、再接続を行う再接続受付制御手段と、
時間を計測するタイマと、を備え、
前記再接続要求制御手段および前記再接続受付制御手段は、再接続を行った後、前記再接続先候補情報記憶手段に記憶されている前記再接続先に対応する再接続先候補情報を削除し、前記再接続先候補情報受信手段による再接続先候補情報を受信後、前記タイマで計測した予め定めた時間内に再接続が完了しない場合、前記再接続先候補情報記憶手段に記憶されている前記再接続先に対応する再接続先候補情報を削除することを特徴とする受信端末。 - 前記接続先情報記憶手段に記憶されているサーバピアの接続数と、前記再接続先候補情報記憶手段に記憶されているサーバピアの候補となる再接続先の数との合計が、予め定めた最大接続数であるか否かを判定する接続可否判定手段を備え、
前記接続処理手段は、前記接続可否判定手段の判定結果で、前記合計が前記最大接続数に満たない場合に、前記再接続先候補情報記憶手段に記憶されているサーバピアの候補以外のサーバピアに対して接続を要求することを特徴とする請求項1に記載の受信端末。 - 前記接続先情報記憶手段に記憶されているクライアントピアの接続数と、前記再接続先候補情報記憶手段に記憶されているクライアントピアの候補となる再接続先の数との合計が、予め定めた最大接続数であるか否かを判定する接続可否判定手段を備え、
前記接続処理手段は、前記接続可否判定手段の判定結果で、前記合計が前記最大接続数に満たない場合にのみ、前記再接続先候補情報記憶手段に記憶されているクライアントピアの候補以外のクライアントピアからの接続の要求を受け付けることを特徴とする請求項1に記載の受信端末。 - 前記再接続先候補選定手段は、他の受信端末との接続数、前記番組データの配信元からのホップ数、前記番組データを蓄積しているバッファ量、接続している通信回線速度の少なくとも1つ以上が予め定めた基準に合致するか否かにより、前記クライアントピアの再接続先の候補を選定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の受信端末。
- P2Pネットワークへの接続および前記P2Pネットワークからの離脱を行う接続処理手段を備え、前記P2Pネットワークに接続した際に、番組コンテンツを分割した番組データを、接続関係を構築した受信端末間で送受信する受信端末において、前記P2Pネットワークからの離脱に伴う再接続を行うために、前記受信端末を制御するコンピュータを、
当該受信端末が前記P2Pネットワークから離脱する際に、当該受信端末と接続している、番組データの送信元の受信端末であるサーバピアと、前記番組データの送信先の受信端末であるクライアントピアとの接続先を示す接続先情報記憶手段に記憶されている接続先情報を参照して、当該受信端末と接続しているクライアントピアに対して、当該受信端末と接続しているサーバピアを選定し、その対応付けを再接続先候補情報として生成する再接続先候補選定手段、
この再接続先候補選定手段で生成された再接続先候補情報を、前記サーバピアおよび前記クライアントピアにそれぞれ送信する再接続先候補情報送信手段、
他の受信端末から送信される前記再接続先候補情報を受信して再接続先候補情報記憶手段に記憶する再接続先候補情報受信手段、
前記他の受信端末が当該受信端末に対してサーバピアである場合、前記再接続先候補情報を受信後、前記再接続先候補情報で特定される再接続先に再接続を要求し、再接続を行う再接続要求制御手段、
前記他の受信端末が当該受信端末に対してクライアントピアである場合、前記再接続先候補情報で特定される再接続先からの再接続の要求を受け付け、再接続を行う再接続受付制御手段、として機能させ、
前記再接続要求制御手段および前記再接続受付制御手段は、再接続を行った後、前記再接続先候補情報記憶手段に記憶されている前記再接続先に対応する再接続先候補情報を削除し、前記再接続先候補情報受信手段による再接続先候補情報を受信後、タイマで計測した予め定めた時間内に再接続が完了しない場合、前記再接続先候補情報記憶手段に記憶されている前記再接続先に対応する再接続先候補情報を削除することを特徴とする受信端末の制御プログラム。
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