JP5833184B2 - Network congestion avoidance system and method - Google Patents

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Description

本発明は、ネットワーク輻輳回避システム及び方法に係り、特に、IP(Internet Protocol)ネットワーク上で音声や映像などの通信品質の確保が必要なデータを伝送する際に、IPネットワーク上での通信品質劣化を回避するためにトラヒックを制御するネットワーク輻輳回避システム及び方法に関する。   The present invention relates to a network congestion avoidance system and method, and in particular, when transmitting data that needs to ensure communication quality such as voice and video over an IP (Internet Protocol) network, the communication quality deterioration over the IP network. The present invention relates to a network congestion avoidance system and method for controlling traffic in order to avoid traffic.

コンテンツ配信などサーバ/クライアント型の通形態をとるアプリケーションにおいて、一人の視聴者がある1つのコンテンツを視聴する場合、通常は、当該コンテンツが格納された1台の送信サーバを始点、当該視聴者が使用する1台のクライアント端末を終点とするIPネットワーク上の1本の経路に沿ってデータの配送が行われる。このような1対1型の通信方式の場合、実時間での映像視聴など配送時間に制約があるアプリケーションにおいては、サーバからクライアントにいたるまでの当該経路の全ての部分で当該データの配送に必要なネットワークの帯域を確保して、一定のビットレートで安定したデータ配送を行えるようにする必要がある。しかし、配送データが大容量で大きな帯域を要する場合、上記のような帯域確保は容易ではなく、経路上で一箇所でも帯域確保ができない箇所が存在すると当該データの正常な配送はできない。   In an application that takes a server / client form such as content distribution, when one viewer views a certain content, usually the starting point is a single transmission server storing the content, and the viewer Data is delivered along one route on the IP network that ends with one client terminal to be used. In the case of such a one-to-one communication method, in applications where delivery time is restricted such as video viewing in real time, it is necessary to deliver the data in all parts of the route from the server to the client. It is necessary to secure a stable network bandwidth and perform stable data delivery at a constant bit rate. However, when the delivery data has a large capacity and requires a large bandwidth, it is not easy to secure the bandwidth as described above, and normal delivery of the data cannot be performed if there is a location where the bandwidth cannot be secured even at one location on the route.

上記の問題を解決するために、1つのコンテンツを複数の物理的に異なる送信サーバ上の蓄積装置に分割保存する手法が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。このような手法においては、コンテンツの再生時には上記の複数の送信サーバ(以下では、蓄積装置とそれを搭載するコンピュータとを合わせて送信サーバと呼ぶ)から当該コンテンツのデータが一斉に送信され、それらの複数のフローが1台の受信端末に対して配送される多対1型の通信方式がとられる。この通信方式を図1に示す。   In order to solve the above problem, a technique has been proposed in which one content is divided and stored in storage devices on a plurality of physically different transmission servers (see, for example, Non-Patent Document 1). In such a method, when reproducing the content, the data of the content are transmitted all at once from the plurality of transmission servers (hereinafter referred to as the transmission server together with the storage device and the computer on which the storage device is mounted). A many-to-one communication method is used in which a plurality of flows are delivered to one receiving terminal. This communication method is shown in FIG.

同図に示すような多対1型の通信方式では、1台の送信サーバからは当該コンテンツの一部分のデータのみが送出され、IPネットワーク上でデータが徐々に集約されていき最終的に1台の受信端末へ当該コンテンツの全てのデータが集まる形となる。したがって、当該コンテンツを実時間再生する場合でも、IPネットワーク内の送信サーバに近い部分においてはコンテンツの一部分のデータを実時間配信できるだけの帯域があればよく、1対1型の通信方式の場合に比べてIPネットワーク内での帯域確保がし易くなるという利点がある。すなわち、送信サーバから受信端末までの全ての部分で必ずしも当該コンテンツ全体の実時間配信に必要な帯域を確保できなくても、IPネットワークの帯域リソースを面的に有効利用する形で当該コンテンツの実時間配信が行える場合がある。   In the many-to-one communication method as shown in the figure, only one part of the content data is transmitted from one transmission server, and the data is gradually aggregated on the IP network, and finally one unit. All the data of the content is collected in the receiving terminal. Therefore, even when the content is played back in real time, the portion close to the transmission server in the IP network only needs to have a bandwidth that allows real-time distribution of a part of the data of the content. Compared to this, there is an advantage that it is easy to secure the bandwidth in the IP network. In other words, even if it is not always possible to secure the bandwidth required for real-time distribution of the entire content in all parts from the transmission server to the receiving terminal, the actual content of the content is effectively used in a plane that effectively uses the bandwidth resources of the IP network. There may be time distribution.

Kunitake Kaneko, et al., " Content Espresso : A Global Secure Large File Sharing System for Media Industries," Proc. of the 13th ACIS International Conference on Software Engineering, Artifical Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing (SNPD 2012), pp. 649-654, August 2012.Kunitake Kaneko, et al., "Content Espresso: A Global Secure Large File Sharing System for Media Industries," Proc. Of the 13th ACIS International Conference on Software Engineering, Artifical Intelligence, Networking and Parallel / Distributed Computing (SNPD 2012), pp 649-654, August 2012. OPEN NETWORKING FOUNDATION, "OpenFlow Switch Specification Version 1.4.0 (Wire Protocol 0x05)," October 14, 2013.OPEN NETWORKING FOUNDATION, "OpenFlow Switch Specification Version 1.4.0 (Wire Protocol 0x05)," October 14, 2013. E. Rosen, et al., "Multiprotocol Label Switching Architecture," RFC3031, January 2001.E. Rosen, et al., "Multiprotocol Label Switching Architecture," RFC3031, January 2001. 中尾彰宏, "新世代ネットワーク構想におけるネットワーク仮想化, " 電子情報通信学会誌, Vol.94, No.5, pp.385 - 388, 2011.Akihiro Nakao, "Network virtualization in the new generation network concept," IEICE Journal, Vol.94, No.5, pp.385-388, 2011. G. Dommety, "Key and Sequence Number Extensions to GRE," RFC2890, September 2000.G. Dommety, "Key and Sequence Number Extensions to GRE," RFC2890, September 2000. 長谷川和音, 他, "異速度パケットトレインペアを用いた可用帯域のアクティブ測定法の提案," 計測自動制御学会東北支部 第251回研究集会, No.251-4, 2009.Kazune Hasegawa, et al., "Proposal of Active Bandwidth Active Measurement Method Using Different Rate Packet Train Pairs," 251st Meeting of the Society of Instrument and Control Engineers, Tohoku Branch, No.251-4, 2009. 小澤洋司,沖田英樹,"複数VLANアクセスによるユーザ指向ネットワークシステムの検討",情報処理学会研究報告,2007-DSM-45(2), pp. 7-12, 2007.Yoji Ozawa and Hideki Okita, "A Study on User-Oriented Network System with Multiple VLAN Access", Information Processing Society of Japan, 2007-DSM-45 (2), pp. 7-12, 2007.

多対1型の通信方式には前述のような利点がある。しかし、通信品質の確保を目的に、データ伝送を開始する前に帯域確保を実施しようとしたり、あるいは、ネットワーク上で輻輳や通信障害が発生している箇所を避けるために、データ伝送開始時に伝送経路を明示的に指定したり、データ伝送の最中に伝送経路を変更するようなトラヒックの配置制御を実施しようとすると、処理が複雑になるという問題がある。さらに、従来技術でこのような制御を行おうとすると網サービスの提供者側の装置の設定変更が必要になるという問題がある。以下に詳細を述べる。   The many-to-one communication method has the advantages as described above. However, in order to ensure communication quality, transmission is performed at the start of data transmission in order to secure bandwidth before starting data transmission or to avoid locations where congestion or communication failure has occurred on the network. There is a problem that processing is complicated when it is attempted to explicitly specify a route or to perform traffic arrangement control that changes a transmission route during data transmission. Furthermore, there is a problem that setting of the device on the network service provider side is required to perform such control in the prior art. Details are described below.

IS-IS (Intermediate System to Intermediate System)やOSPF (Open Shortest Path First)などの一般的なIPの経路制御プロトコルで経路制御を行っている通常のIPネットワークでは、事前に設定されているネットワークの各リンクのメトリック値に依存してIPパケットの伝送経路が決まってしまい、それ以外の伝送経路を選択することはできない。そのため、通信品質の確保を目的に事前に帯域確保を行おうとしても、経路制御プロトコルによって決定される伝送経路において所望の帯域が確保できなければ伝送を開始することができない。したがって、通信品質を確保した通信を行うためには、帯域確保だけではなく、経路制御プロトコルとは独立して伝送経路を明示的に指定したり変更したりできるようなトラヒック配置制御が行えるネットワークが望ましい。そのような機能を実現する代表的な現行技術としては、Openflow(例えば、非特許文献2参照)や、MPLS (Multi Protocol Label Switching)(例えば、非特許文献3参照)がある。   In a normal IP network that performs routing control using a general IP routing protocol such as IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) or OSPF (Open Shortest Path First), each of the preconfigured networks Depending on the metric value of the link, the transmission path of the IP packet is determined, and other transmission paths cannot be selected. For this reason, even if a bandwidth is secured in advance for the purpose of securing communication quality, transmission cannot be started unless a desired bandwidth is secured in the transmission path determined by the path control protocol. Therefore, in order to perform communication with ensured communication quality, there is not only a network that can secure traffic, but also a network that can perform traffic placement control that allows the transmission route to be explicitly specified or changed independently of the route control protocol. desirable. Typical current techniques for realizing such a function include Openflow (for example, see Non-Patent Document 2) and MPLS (Multi Protocol Label Switching) (for example, see Non-Patent Document 3).

以下、前記の背景技術の項で述べた多対1型の通信方式のトラヒックをこれらの現行技術で扱おうとした場合の問題点を述べる。   In the following, there will be described problems in the case of trying to handle the traffic of the many-to-one communication system described in the background section above with these current technologies.

まず、Openflowについて述べる。図2に示すように、Openflowは、トラヒックデータの転送を行うOpenflowスイッチと、複数のOpenflowスイッチの動作を制御するOpenflowコントローラから成るネットワークシステム、および、その上で動作する制御方式を指す技術である。   First, Openflow is described. As shown in FIG. 2, Openflow is a technology that refers to a network system composed of an Openflow switch that transfers traffic data, an Openflow controller that controls the operation of multiple Openflow switches, and a control method that operates on the network system. .

Openflowスイッチは、「フローエントリ」の集合体であるフローテーブルを内部に持つ。フローエントリとは、受信トラヒックの「フロー」(イーサネット(登録商標)のフレームヘッダの内容、IPパケットに含まれる各種のヘッダの内容、入力物理ポート、の組み合わせによって定まる同じ属性を持つ通信の集合)と呼ばれる単位毎にそのフローに該当するパケットに対して実施する処理内容を記載したものである。処理内容としては、パケットの各種ヘッダの値の書き換え、VLANタグの付加や除去、および、パケットの指定物理ポートへの転送や廃棄、などがある。   The Openflow switch internally has a flow table that is a collection of “flow entries”. A flow entry is a "flow" of received traffic (a set of communications having the same attributes determined by the combination of the contents of the Ethernet (registered trademark) frame header, the contents of various headers included in the IP packet, and the input physical port). Describes the contents of processing to be performed on the packet corresponding to the flow for each unit called. The processing contents include rewriting of various header values of a packet, addition and removal of a VLAN tag, transfer and discard of a packet to a designated physical port, and the like.

Openflowスイッチは、パケットを受信すると、そのパケットの入力物理ポートや上述の各種ヘッダの内容を精査して該当するフローエントリを特定し、そのフローエントリに記載された処理内容を実行する。フローテーブルの内容はOpenflowコントローラから提供される。また、網内の全てのOpenflowスイッチのフローテーブルの内容は、基本的には1台のOpenflowコントローラによって集中制御される。   When the Openflow switch receives a packet, it examines the input physical port of the packet and the contents of the various headers described above to identify the corresponding flow entry, and executes the processing contents described in the flow entry. The contents of the flow table are provided by the Openflow controller. In addition, the contents of the flow table of all Openflow switches in the network are basically centrally controlled by one Openflow controller.

このように、Openflowは制御機構とデータ転送機構を分離した構造をとっているため、Openflowコントローラから一元的に、ネットワーク全体を俯瞰した柔軟な制御を実施することができる。したがって、前述のトラヒック配置制御も可能となる。   In this way, Openflow has a structure in which the control mechanism and the data transfer mechanism are separated, so that flexible control over the entire network can be performed centrally from the Openflow controller. Therefore, the above-described traffic arrangement control is also possible.

しかし、Openflowには帯域保証の機能が無いため、通信品質の確保は、伝送開始時に輻輳や障害が生じている箇所を避けるように伝送経路を設定したり、伝送途中で他のトラヒックの状況に応じて伝送経路を変更するトラヒック配置制御によって行う必要がある。   However, since Openflow does not have a bandwidth guarantee function, communication quality can be ensured by setting a transmission path so as to avoid congestion or failure at the start of transmission, or in other traffic situations during transmission. Accordingly, it is necessary to perform the traffic placement control to change the transmission path accordingly.

このようなトラヒック配置制御を行おうとした場合、Openflowには後述するMPLSのLSP (Label Switch Path)のようなパスに相当する技術要素がないため、エッジ部分で経路の異なるパスに乗り換える形での配置制御は行えず、網内のOpenflowスイッチのフローエントリの内容を書き換えるという操作が必要になる。そして、網を構成するOpenflowスイッチは網サービスの提供者側の設備であり、これを制御するOpenflowコントローラも網サービス提供者側の設備であるので、Openflowによるトラヒックの配置制御は全て網サービス提供者側の設備によって実現されるということになる。   When trying to perform such traffic allocation control, Openflow does not have a technical element equivalent to a path such as MPLS LSP (Label Switch Path), which will be described later. Placement control cannot be performed, and an operation of rewriting the contents of the flow entry of the Openflow switch in the network is required. And since the Openflow switches that make up the network are equipment on the network service provider's side, and the Openflow controller that controls this is also the equipment on the network service provider's side, all traffic placement control by Openflow is network service providers. It will be realized by the equipment on the side.

しかし、網サービス提供者が網のユーザとは異なり、さらに網の上に多数のユーザを収容する場合、網サービス提供者が多数のユーザの個々のトラヒックの通信品質を意識しながらトラヒックの配置制御を行うことは、制御頻度の増大による網サービス提供者の設備の処理負荷の増大を招き、その結果、網全体の性能低下につながる危険がある。特に、多対1型の通信のようなフローの数が多くなる傾向にあるトラヒックを扱う場合はそのような危険が顕著になる。この観点から、ユーザの個々のトラヒックはユーザ自身の基準に基づきユーザ自身が制御できることが望ましい。しかし、Openflowではそれができない。   However, when the network service provider is different from the network users and accommodates a large number of users on the network, the network service provider controls the traffic arrangement while considering the communication quality of the individual traffic of the many users. Doing this increases the processing load on the network service provider's equipment due to an increase in the control frequency, and as a result, there is a risk that the performance of the entire network will be degraded. In particular, when dealing with traffic that tends to increase the number of flows, such as many-to-one communication, such a risk becomes significant. From this point of view, it is desirable that the user's individual traffic can be controlled by the user based on the user's own criteria. But Openflow can't do that.

次にMPLS (Multi Protocol Label Switching)について説明する。MPLSは、IPパケットを、IPヘッダの宛先アドレスではなくパケットに新しく付与したMPLSヘッダの中にあるラベルの値に基づいてLSPと呼ばれるパス上でデータを伝送する技術である。   Next, MPLS (Multi Protocol Label Switching) will be described. MPLS is a technique for transmitting data on a path called an LSP based on the value of a label in an MPLS header newly assigned to the packet, not the destination address of the IP header.

MPLSでは、IS-ISやOSPFを拡張した、ISIS-TE(Traffic Engineering)やOSPF-TEなどの経路制御プロトコルを用いることができる。これらの経路制御プロトコルでは、ネットワークの各リンクの帯域等に関する情報をルータから広報できるようにしている。MPLSでは、LSP(Label Switched Path)を張る際にこれらの情報を利用して経路を決定し、その経路に沿ったLSP構築のシグナリングを行うことにより、従来のIGP(Indicator Gateway Protocol)には引きずられない形の明示的な経路の指定が行える。この機能により、所望の帯域要件を満足する経路に沿ってトラヒックを配置することができる。また、LSP構築のシグナリングの際にそのLSPに対する帯域確保も行えるようになっている。   In MPLS, a routing protocol such as ISIS-TE (Traffic Engineering) or OSPF-TE, which is an extension of IS-IS or OSPF, can be used. In these routing protocols, information on the bandwidth of each link of the network can be advertised from the router. In MPLS, when a LSP (Label Switched Path) is established, a route is determined using this information, and signaling for LSP construction along the route is performed, so that the conventional IGP (Indicator Gateway Protocol) is dragged. Can be specified explicitly. With this function, traffic can be arranged along a route that satisfies a desired bandwidth requirement. In addition, the bandwidth for the LSP can be secured at the time of LSP construction signaling.

このような機能を持つMPLSであるが、前記背景技術の項で述べた多対1型の通信のトラヒックを、通信品質を確保しながら伝送しようとした場合、以下のような問題がある。   The MPLS having such a function has the following problems when trying to transmit the traffic of the many-to-one type communication described in the background section while ensuring the communication quality.

まず、通信品質を確保するために事前に帯域確保を行おうとしても、多対1型の通信では問題が発生する。MPLSで多対1型の通信トラヒックを扱う場合、複数の送信元を起源とする複数のLSPを途中でマージしながら全体で1つのLSPを構築する方法と(図3)、送信元から受信拠点まで1本に伸びるLSPの集合としてトラヒックを扱う方法(図4)とが考えられる。後者の場合、1本のLSPを1台のサーバのトラヒック毎に用意するか、あるいは、同一拠点の複数の送信サーバのトラヒックを1本のLSPにまとめるか、LSPの細分化の度合いには自由度がある。   First, even if an attempt is made to secure a bandwidth in advance in order to ensure communication quality, a problem occurs in many-to-one type communication. When handling many-to-one communication traffic with MPLS, a method of constructing one LSP as a whole by merging multiple LSPs originating from multiple transmission sources in the middle (Fig. 3), and from the transmission source to the receiving base A method of handling traffic as a set of LSPs extending up to one (Fig. 4) can be considered. In the latter case, one LSP can be prepared for each server traffic, or the traffic of multiple transmission servers at the same site can be combined into one LSP, or the degree of subdivision of the LSP is free There is a degree.

前者の方法では、LSPの数の増加を抑えることができる反面、経路上の区間毎に必要となる帯域が異なるため、帯域確保の要求発行が難しくなる。後者の方法では、1台の送信サーバから送出されるトラヒックのビットレートが分かっていれば、LSPの細分化の度合いに依らずLSP毎に必要な帯域は容易に算出でき、1本のLSPに必要な帯域も区間に依らず一定であるため、帯域確保の要求発行は容易である。しかし、受信拠点の近くになるほど、1台のMPLSルータが扱うLSPの数が増え、帯域確保の実現に必要なハードウェア資源管理が複雑になる。   While the former method can suppress an increase in the number of LSPs, the required bandwidth differs for each section on the route, making it difficult to issue a bandwidth securing request. In the latter method, if the bit rate of traffic transmitted from one transmission server is known, the necessary bandwidth for each LSP can be easily calculated regardless of the degree of subdivision of the LSP. Since the necessary bandwidth is also constant regardless of the section, it is easy to issue a bandwidth securing request. However, the closer to the receiving base, the more LSPs handled by one MPLS router, and the more complicated the hardware resource management necessary to secure the bandwidth.

このように、MPLSにおいて多対1型の通信トラヒックを扱う場合に帯域確保を実現することは容易ではない。したがって、通信品質確保のためには、通信の途中で輻輳回避のために伝送経路を変更したり複数経路間でロードバランスを行うなどのトラヒックの配置制御が必要になる。   As described above, it is not easy to secure a bandwidth when handling many-to-one type communication traffic in MPLS. Therefore, in order to ensure communication quality, traffic arrangement control such as changing the transmission path in order to avoid congestion during communication or performing load balancing among a plurality of paths is required.

MPLSでは、一度構築したLSPの一部分の経路を変更したり、新しい経路を探索しながらLSPを新規に構築する操作は負荷が大きい。上記のような通信の途中でのトラヒックの再配置制御として一般に行われるのは以下の(1)、(2)の制御である。それぞれの概要を図5、および、図6に示す。   In MPLS, the operation of changing a part of a route of an LSP once constructed or constructing a new LSP while searching for a new route is heavy. The following control (1) and (2) is generally performed as the traffic relocation control during the communication as described above. The outline of each is shown in FIG. 5 and FIG.

(1)予め用意しておいた経路が異なる別のLSPへトラヒックを乗り換える。   (1) Transfer traffic to another LSP with a different route.

(2)LSPの入り口や分岐箇所でのロードバランスにおけるパケットの配分率を変える。   (2) Change the packet distribution rate in the load balance at the LSP entrance and branch points.

(1)の制御は、LER (Label Edge Router)と呼ばれるMPLSドメインのエッジ部分のルータ上でIPパケットとLSPとのマッピングを変更することで実現される。また、(2)の制御は、LER上でIPパケットを複数のLSPへ配分する比率や、MPLSドメイン内のLSR (Label Switch Router)と呼ばれるルータ上でラベル付きパケットを複数のLSPへ配分する比率を変更することで実現される。   The control of (1) is realized by changing the mapping between the IP packet and the LSP on the router at the edge part of the MPLS domain called LER (Label Edge Router). The control in (2) is the ratio of distributing IP packets to multiple LSPs on LER and the ratio of distributing labeled packets to multiple LSPs on a router called LSR (Label Switch Router) in the MPLS domain. It is realized by changing.

MPLSにおいては、LSRだけではなくエッジに置かれるLERも網サービス提供者の設備となる。これは、LERとその直近のLSRとの間でMPLS関連の通信プロトコルが疎通できる必要があり、LERをユーザ拠点側に設置すると、足回り回線の種類によっては上記の通信プロトコルの疎通ができなくなるからである。   In MPLS, not only LSR but also LER placed at the edge are facilities for network service providers. This means that MPLS-related communication protocols need to be able to communicate between the LER and the nearest LSR. If the LER is installed on the user base side, communication of the above communication protocol cannot be performed depending on the type of suspension line. Because.

したがって、上記(1)、(2)のいずれの制御にも網サービス提供者の設備の設定変更が伴うことになり、Openflowの場合と同様の問題が発生する。   Accordingly, the control of either (1) or (2) is accompanied by a change in equipment setting of the network service provider, and the same problem as in Openflow occurs.

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、網サービス提供者の設備の設定変更を行うことなく、IPネットワーク上でのコンテンツデータ配信の輻輳を回避することが可能なネットワーク輻輳回避システム及び方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and a network congestion avoidance system capable of avoiding congestion of content data distribution on an IP network without changing the setting of equipment of a network service provider, and It aims to provide a method.

一態様によれば、コンテンツデータ配信時の輻輳を回避するネットワーク輻輳回避システムであって、
網サービスのユーザ拠点内に設置されコンテンツを送出する1台以上の送信側端末と、
前記網サービスのユーザ拠点内に視聴者毎に設置され、前記コンテンツを受信する受信端末と、
前記網サービスの提供者側の拠点内に設置され、前記コンテンツデータを格納したIPパケットを転送する1台以上のデータ転送装置と、
前記網サービスのユーザ拠点内に設置され、前記送信側端末または前記受信側端末をサブネットワークを介して接続し、さらに、該網サービスのユーザ拠点と前記網サービスの提供者側の拠点とを接続する物理的なIPネットワークである足回り回線を介して前記データ転送装置と接続される端末収容装置と、
いずれか1つの前記網サービスのユーザ拠点内の前記端末収容装置に前記サブネットワークを介して接続される通信品質管理装置と、
データ送信側端末群に分散格納されているコンテンツ名の一覧、それぞれのコンテンツが格納されている送信側端末の一覧、および、各送信側端末がそれぞれのコンテンツのデータを送出する際のデータ送信ビットレートの情報を有するコンテンツデータベースと、
送信側端末を収容する端末収容装置の一覧、送信側端末の一覧、送信側端末を収容する端末収容装置が送信側端末の収容に用いているサブネットワークの一覧、該送信側端末と送信側端末を収容する端末収容装置とサブネットワークとの対応、の情報を有するネットワークデータベースと、
を有し、
前記データ転送装置は、
当該データ転送装置内部に1つまたは複数個の仮想的なデータ転送ノード(以下、「論理ノード」と記す)を生成し、さらに、他のデータ転送装置上の論理ノードと自身の内部の論理ノードとを接続する論理リンクを構築して、自身が1台または複数台接続された物理ネットワーク上に論理ノードとそれらを接続する論理リンクの集合からなるネットワーク(以下、「仮想ネットワーク」と記す)を1つ、または複数個重畳して構築し、さらに、前記端末収容装置と物理的に直結されているデータ転送装置においては、自身の内部の論理ノードと該端末収容装置との間に該仮想ネットワーク毎に該仮想ネットワークに対応した論理リンクを構築することによって、論理ノードと、該論理ノード同士を接続する論理リンクと、該論理ノードと該端末収容装置を接続する論理リンクの集合によって構成されるネットワーク(以下、「論理ネットワーク」と記す)を形成し、
前記受信側端末を収容する端末収容装置は、
送信側端末を収容する端末収容装置から送出された、自装置と他の端末収容装置との間の論理ネットワークの可用帯域を測定するための試験パケットに基づいて、前記論理ネットワークの可用帯域を測定し、可用帯域情報を前記通信品質管理装置に通知する可用帯域情報通知手段を有し、
前記通信品質管理装置は、
各送信側端末を収容する端末収容装置に対して、可用帯域測定指示を送出する可用帯域測定指示手段と、
前記受信端末を収容する端末収容装置から前記可用帯域情報を受信して、前記可用帯域が所定の余裕値以上となるように、前記送信側端末を収容する各端末収容装置における、送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを決定し、決定した論理ネットワークに収容替えする収容指示を、該送信側端末を収容する各端末収容装置に対して送出する収容変更指示手段と、
を有し、
前記送信側端末を収容する端末収容装置は、
前記通信品質管理装置からの前記可用帯域測定指示に基づいて前記試験パケットを、前記受信側端末を収容する端末収容装置に送信する可用帯域測定手段と、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを動的に変更する収容ネットワーク変更手段と、を有し、
前記通信品質管理装置の前記収容変更指示手段は、
前記受信側端末を収容する端末収容装置から取得した前記可用帯域情報に基づいて、前記コンテンツデータベースと前記ネットワークデータベースを参照し、前記送信側端末を収容する論理ネットワークを決定し、前記送信側端末を収容する端末収容装置に対して、論理ネットワークへの収容指示を送信する収容指示手段を含む輻輳回避システムが提供される。
According to one aspect, a network congestion avoidance system that avoids congestion at the time of content data distribution,
One or more transmission side terminals installed in the network service user base and transmitting content;
Installed in each viewer in the user base for the network service, the receiving terminal that receives the content,
One or more data transfer devices installed in the network service provider's site and transferring IP packets storing the content data;
Installed in the network service user base, connecting the transmitting terminal or the receiving terminal via a subnetwork, and further connecting the network service user base and the network service provider base A terminal accommodating device connected to the data transfer device via an underline that is a physical IP network,
A communication quality management device connected via the sub-network to the terminal accommodating device in a user base of any one of the network services;
A list of content names distributed and stored in the data transmission side terminal group, a list of transmission side terminals storing each content, and a data transmission bit when each transmission side terminal transmits data of each content A content database with rate information;
List of terminal accommodating devices for accommodating transmitting side terminals, list of transmitting side terminals, list of sub-networks used by terminal accommodating devices for accommodating transmitting side terminals to accommodate transmitting side terminals, transmitting side terminals and transmitting side terminals A network database having information on the correspondence between the terminal accommodating device that accommodates the sub-network, and
Have
The data transfer device
One or a plurality of virtual data transfer nodes (hereinafter referred to as “logical nodes”) are generated in the data transfer device, and the logical nodes on the other data transfer devices and their own logical nodes A network consisting of a set of logical nodes and logical links (hereinafter referred to as “virtual networks”) that connect logical nodes on a physical network to which one or more are connected. In a data transfer apparatus constructed by superimposing one or a plurality of terminals and physically connected directly to the terminal accommodating apparatus, the virtual network is provided between the logical node inside the terminal accommodating apparatus and the terminal accommodating apparatus. By constructing a logical link corresponding to the virtual network for each, a logical node, a logical link connecting the logical nodes, the logical node and the logical node Network composed of a set of logical links connecting end accommodating device (hereinafter, referred to as "logical network") is formed,
The terminal accommodating device that accommodates the receiving terminal is:
Measures the available bandwidth of the logical network based on a test packet for measuring the available bandwidth of the logical network between the own device and another terminal accommodating device sent from the terminal accommodating device that accommodates the transmitting terminal. And having usable bandwidth information notifying means for notifying the communication quality management device of usable bandwidth information,
The communication quality management device includes:
An available bandwidth measurement instruction means for sending an available bandwidth measurement instruction to a terminal accommodating device that accommodates each transmitting terminal;
A transmission-side terminal in each terminal accommodating device that accommodates the transmitting-side terminal so that the usable bandwidth information is received from a terminal accommodating device that accommodates the receiving- side terminal and the available bandwidth is equal to or greater than a predetermined margin value. An accommodation change instruction means for determining a logical network that accommodates each of the sub-networks that are connected to each other, and sending an accommodation instruction to change the accommodation to the determined logical network to each terminal accommodating apparatus that accommodates the transmitting side terminal; ,
Have
The terminal accommodating device that accommodates the transmitting terminal is:
An available bandwidth measuring means for transmitting the test packet based on the available bandwidth measurement instruction from the communication quality management device to a terminal accommodating device accommodating the receiving terminal;
Based on the receiving instruction from the communication quality management system, have a, and accommodating network changing means for dynamically changing the logical network which accommodates the respective sub-networks connecting the transmitting terminal,
The accommodation change instructing means of the communication quality management device is:
Based on the available bandwidth information acquired from the terminal accommodating device that accommodates the receiving terminal, the content database and the network database are referred to, a logical network that accommodates the transmitting terminal is determined, and the transmitting terminal is Provided is a congestion avoidance system including accommodation instruction means for transmitting an accommodation instruction to a logical network to a terminal accommodation apparatus to be accommodated .

一態様によれば、ユーザ拠点の装置の操作と設定変更だけで、事前に用意したトポロジーが異なる複数の論理ネットワークを使い分けることによる、多対1型の通信におけるトラヒックの再配置が可能である。したがって、前記[発明が解決しようとする課題]に述べた、網サービス提供者の設備の制御頻度の増大による同設備の処理負荷の増大、および、それによって引き起こされる網全体の性能低下の危険性という、既存技術が有する課題を解決できるという効果がある。   According to one aspect, traffic can be rearranged in many-to-one type communication by using a plurality of logical networks with different topologies prepared in advance only by operating the device at the user base and changing the settings. Therefore, as described in [Problems to be Solved by the Invention], the processing load of the equipment increases due to an increase in the frequency of control of the equipment of the network service provider, and the risk of degradation of the performance of the entire network caused by the processing load. This has the effect of solving the problems of existing technologies.

従来の多対1型の通信方式の説明図。Explanatory drawing of the conventional many-to-one type communication system. 従来技術であるOpenflowの概要を説明するための図。The figure for demonstrating the outline | summary of Openflow which is a prior art. 従来技術のMPLSにおいてLSPのマージにより多対1の通信を実現する例。An example of realizing many-to-one communication by merging LSPs in conventional MPLS. 従来技術のMPLSにおいてPoint-to-pointのLSPにより多対1の通信を実現する例。An example of realizing many-to-one communication using point-to-point LSP in conventional MPLS. 従来技術のMPLSにおいてトラヒックを他のLSPへ乗り換える制御を説明するための図。The figure for demonstrating the control which transfers traffic to other LSP in the prior art MPLS. 従来技術のMPLSにおけるパケット配分率の変更制御を説明するための図。The figure for demonstrating the change control of the packet allocation rate in MPLS of a prior art. 本発明の一実施の形態におけるネットワーク輻輳回避システムの物理構成例。The physical structural example of the network congestion avoidance system in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における論理ネットワークの定義を説明する図。The figure explaining the definition of the logical network in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における輻輳回避を目的に論理ネットワークを設計する方法を説明する図。The figure explaining the method of designing a logical network for the purpose of congestion avoidance in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における可用帯域の測定とそれに基づく論理ネットワークの切り替え動作を説明するための図。The figure for demonstrating the measurement of an available band in one embodiment of this invention, and the switching operation | movement of a logical network based on it. 本発明の一実施の形態におけるネットワーク輻輳回避システムの構成例。The structural example of the network congestion avoidance system in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるデータ転送装置と端末収容装置から成る物理ネットワーク部分とその上に構築される論理ネットワークの詳細を示す図。The figure which shows the detail of the logical network constructed | assembled on the physical network part which consists of the data transfer apparatus in one embodiment of this invention, and a terminal accommodating apparatus. 本発明の一実施の形態における仮想ネットワークインタフェースと実ネットワークインタフェースの対応、および、仮想ネットワーク同士の対応(論理リンク)の管理方式を説明するための図。The figure for demonstrating the management system of the response | compatibility of a virtual network interface and a real network interface in one embodiment of this invention, and a response | compatibility (logical link) between virtual networks. 本発明の一実施の形態におけるデータ転送装置と端末収容装置から成る物理ネットワーク部分とその上に構築される論理ネットワークの詳細について、設定値の例を記載した図。The figure which described the example of the setting value about the detail of the physical network part which consists of the data transfer apparatus and terminal accommodating apparatus in one embodiment of this invention, and the logical network built on it. 本発明の一実施の形態におけるIPパケットの形式と転送方法を説明するための図。The figure for demonstrating the format of an IP packet and the transfer method in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における端末収容装置とデータ転送装置との接続を説明するための図。The figure for demonstrating the connection of the terminal accommodating apparatus and data transmission apparatus in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における端末収容装置の内部構成例。The example of an internal structure of the terminal accommodating apparatus in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における端末収容装置の収容ネットワーク変更部と経路設定管理部の構成例。The structural example of the accommodation network change part and route setting management part of the terminal accommodation apparatus in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における端末収容装置の可用帯域測定部の構成例。The structural example of the usable band measurement part of the terminal accommodating apparatus in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における端末収容装置上の経路情報広報プロセスが端末を接続しているVLAN回線に関する経路情報を論理ネットワークに対して広報する手順のフローチャート(その1)。The flowchart (the 1) of the procedure which the path | route information public information process on the terminal accommodating apparatus in one embodiment of this invention publicizes the path | route information regarding the VLAN circuit which has connected the terminal with respect to a logical network. 本発明の一実施の形態における端末収容装置上の経路情報広報プロセスが端末を接続しているVLAN回線に関する経路情報を論理ネットワークに対して広報する手順のフローチャート(その2)。The flowchart (the 2) of the procedure which the path | route information public information process on the terminal accommodating apparatus in one embodiment of this invention publicizes the path | route information regarding the VLAN circuit which has connected the terminal with respect to a logical network. 本発明の一実施の形態における端末収容装置が端末から送信されたパケットをバックボーン側の論理ネットワークへ出力する手順のフローチャート(その1)。The flowchart (the 1) of the procedure in which the terminal accommodating apparatus in one embodiment of this invention outputs the packet transmitted from the terminal to the logical network of the backbone side. 本発明の一実施の形態における端末収容装置が端末から送信されたパケットをバックボーン側の論理ネットワークへ出力する手順のフローチャート(その2)。The flowchart (the 2) of the procedure in which the terminal accommodating apparatus in one embodiment of this invention outputs the packet transmitted from the terminal to the logical network of the backbone side. 本発明の一実施の形態における端末収容装置がバックボーン側の論理ネットワークから受信したパケットを端末へ転送する手順のフローチャート。The flowchart of the procedure which the terminal accommodating apparatus in one embodiment of this invention transfers the packet received from the logical network of the backbone side to a terminal. 本発明の一実施の形態における管理用論理ネットワークを構築する手順のフローチャート。The flowchart of the procedure which builds the management logical network in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるコンテンツ配信処理の手順のフローチャート。The flowchart of the procedure of the content delivery process in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるデータ伝送用論理ネットワークを構築する手順のフローチャート。The flowchart of the procedure which builds the logical network for data transmission in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるコンテンツ配信処理のフローチャート。The flowchart of the content delivery process in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるコンテンツ配信を開始するまでに各装置間で送受信される制御信号を示した図。The figure which showed the control signal transmitted / received between each apparatus before starting the content delivery in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における図29の各制御信号に付与されるデータの一覧。The list | wrist of the data provided to each control signal of FIG. 29 in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における通信品質管理装置が各送信サーバの最初の収容先の論理ネットワークを決定するフローチャート。The flowchart in which the communication quality management apparatus in one embodiment of this invention determines the logical network of the first accommodation destination of each transmission server. 本発明の一実施の形態における通信品質管理装置が各論理ネットワークの可用帯域情報に基づいて各送信サーバの収容先の論理ネットワークを変更する手順のフローチャート(その1)。The communication quality management apparatus in one embodiment of this invention is a flowchart (the 1) of the procedure in which the logical network of the accommodation destination of each transmission server is changed based on the available bandwidth information of each logical network. 本発明の一実施の形態における通信品質管理装置が各論理ネットワークの可用帯域情報に基づいて各送信サーバの収容先の論理ネットワークを変更する手順のフローチャート(その2)。The communication quality management apparatus in one embodiment of this invention is a flowchart (the 2) of the procedure in which the logical network of the accommodation destination of each transmission server is changed based on the available bandwidth information of each logical network. 本発明の一実施の形態におけるコンテンツ配信を完了する際に各装置間で送受信される制御信号を示した図。The figure which showed the control signal transmitted / received between each apparatus when completing the content delivery in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における図34の各制御信号に付与されるデータの一覧。The list | wrist of the data provided to each control signal of FIG. 34 in one embodiment of this invention.

以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の概要を説明する。   First, the outline of the present invention will be described.

図7は、本発明の一実施の形態におけるネットワーク輻輳回避システムの物理構成例である。   FIG. 7 is a physical configuration example of a network congestion avoidance system according to an embodiment of the present invention.

同図に示すシステムは、物理ネットワークの上に複数の異なる論理ネットワークを重畳して構築する機能を有し、複数のユーザ拠点100〜100、200〜200の端末収容装置120、210が足回り回線10,10を介して網サービス提供者側拠点20に接続されている。同図において、ユーザ拠点100〜100を送信側とし、ユーザ拠点200〜200を受信側として説明する。 The system shown in the figure has a function of superposing and building a plurality of different logical networks on a physical network, and terminal accommodating devices 120 and 210 of a plurality of user bases 100 1 to 100 3 and 200 1 to 200 3. Are connected to the network service provider side base 20 via the suspension lines 10 1 , 10 2 . In the figure, a user site 100 1 to 100 3 to the transmission side, illustrating the user site 200 1-200 3 as a receiver.

網サービスの各ユーザ拠点100,200に設置される端末収容装置120,220は、当該ユーザ拠点100,200と網サービス提供者側拠点20とを接続する一般の物理的なIPネットワークである足回り回線10,10によって1つ以上のデータ転送装置300と接続される。 The terminal accommodating devices 120 and 220 installed in the network service user bases 100 and 200 are suspensions that are general physical IP networks that connect the user bases 100 and 200 and the network service provider side base 20. The lines 10 1 and 10 2 are connected to one or more data transfer apparatuses 300.

送信拠点100、受信拠点200は、端末110、受信端末210と、これらの端末110,210の接続に用いられる1つ以上のサブネットワーク101〜104、201〜203を収容する。   The transmission base 100 and the reception base 200 accommodate a terminal 110, a reception terminal 210, and one or more sub-networks 101 to 104 and 201 to 203 used for connection of these terminals 110 and 210.

端末収容装置120,220は、網サービスのユーザの拠点100,200内に設置され、当該ユーザ拠点100,200と網サービス提供者側拠点20とを接続する物理的なIPネットワークである足回り回線10,10によって1つ以上のデータ転送装置300と接続される。端末収容装置120,220は、ユーザの拠点100,200内の端末110,210との接続に用いられるサブネット101〜104、201〜203を収容し、データ転送装置300の上に構成された仮想ネットワークに1対1に対応する論理リンクを、データ転送装置300との間の足回り回線10,10上にIPヘッダによるカプセル化技術に基づいて構築し、仮想ネットワークとその仮想ネットワークに接続された自身の端末収容装置120,220や他の端末収容装置が有する論理リンクの集合によって構成される論理ネットワークを形成する。そして、端末収容装置120は、後述の通信品質管理装置150からの指示に基づいて、ユーザ拠点内の端末110を収容しているそれぞれのサブネットワーク101〜104について、そのサブネットワーク内の端末110がデータの送受信を行うことができる論理ネットワークを動的に変更する機能(後述する「収容ネットワーク変更部」)と、各論理ネットワーク内における自身の端末収容装置120と他の端末収容装置220との間のデータ転送経路の可用帯域の値を、一般にアクティブ計測と呼ばれる、プローブパケットを用いる測定方法によって測定する。さらに、そのプローブパケットの送信動作については後述する通信品質管理装置150から指示された時刻から指示された時間間隔で実施する機能(後述する「可用帯域測定部」)を有する。 The terminal accommodating devices 120 and 220 are installed in the network service user bases 100 and 200, and are suspension lines that are physical IP networks that connect the user bases 100 and 200 and the network service provider side base 20. 10 1 and 10 2 are connected to one or more data transfer apparatuses 300. The terminal accommodating devices 120 and 220 accommodate the subnets 101 to 104 and 201 to 203 used for connection with the terminals 110 and 210 in the user bases 100 and 200, and are virtual networks configured on the data transfer device 300. A logical link corresponding to 1 to 1 is constructed on the suspension lines 10 1 , 10 2 between the data transfer device 300 based on the encapsulation technique using the IP header, and is connected to the virtual network and the virtual network. In addition, a logical network constituted by a set of logical links possessed by the terminal accommodating devices 120 and 220 and other terminal accommodating devices is formed. Based on an instruction from the communication quality management device 150 (to be described later), the terminal accommodating device 120 is configured so that the terminal 110 in the sub-network for each of the sub-networks 101 to 104 accommodating the terminal 110 in the user base. Between a function for dynamically changing a logical network that can transmit and receive data (a “accommodating network changing unit” to be described later) and its own terminal accommodating device 120 and another terminal accommodating device 220 in each logical network The available bandwidth value of the data transfer path is measured by a measurement method using a probe packet, generally called active measurement. Further, the probe packet transmission operation has a function (an “available bandwidth measuring unit” described later) that is performed at a time interval specified from a time specified by the communication quality management device 150 described later.

ユーザ拠点100の通信品質管理装置150は、いずれか1つの送信拠点の端末収容装置120に他の端末と同様にサブネットワーク105を介して接続され、送信拠点の端末110を収容する1つ以上の送信拠点の端末収容装置120内の可用帯域測定部に対してアクティブ計測のプローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔を指示する機能と、各送信拠点の端末収容装置120の可用帯域測定部から論理ネットワーク毎の可用帯域の値を受信する機能と、各送信拠点の端末収容装置120が収容する端末110を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを随時決定し、決定した論理ネットワークに収容替えする指示を、前記の送信拠点の端末収容装置120へ発行する機能を有する。 Communication quality control device of the user site 100 3 150 is connected via a sub-network 105 as well as other terminals in the terminal accommodating apparatus 120 of one of the transmission points, one or more accommodating terminal 110 of the transmission points The function of instructing the transmission start time and transmission time interval of the probe packet for active measurement to the available bandwidth measuring unit in the terminal accommodating device 120 of the transmission base, and the usable bandwidth measuring unit of the terminal accommodating device 120 of each transmission base A function for receiving the value of the usable bandwidth for each logical network and a logical network that accommodates each sub-network connected to the terminal 110 accommodated by the terminal accommodating device 120 at each transmission base are determined as needed, and the determined logical network It has a function of issuing an instruction to change accommodation to the terminal accommodation device 120 at the transmission base.

ユーザ拠点100のコンテンツデータベース130は、いずれか1つの送信拠点の端末収容装置120に他の端末と同様にサブネットワーク105を介して接続され、データ送信側の端末群に分散格納されているコンテンツ名の一覧、それぞれのコンテンツが格納されているデータ送信側の端末110の一覧、および、各データ送信側の端末110がそれぞれのコンテンツのデータを送出する際のデータ送信ビットレートの情報を格納する。 Content database 130 of the user site 100 3 is connected via the other terminal and a sub-network 105 similarly to the terminal accommodating apparatus 120 of one of the transmission points, content that is distributed and stored in the terminal groups of the data transmission side A list of names, a list of terminals 110 on the data transmission side in which each content is stored, and information on a data transmission bit rate when each data transmission side terminal 110 transmits data of each content are stored. .

ユーザ拠点100のネットワークデータベース140は、いずれか1つの送信拠点の端末収容装置120に他の端末と同様にサブネットワーク105を介して接続され、ユーザ拠点の各端末110を収容している送信拠点の端末収容装置120の一覧、端末の一覧、送信拠点の端末収容装置120が端末110の収容に用いているサブネットワークの一覧、各端末110とそれを収容している送信拠点の端末収容装置120とサブネットワークとの対応、の情報を格納する。 User site 100 3 of the network database 140, either in the terminal accommodating apparatus 120 of one transmission points are connected via a sub-network 105 as well as other terminals, the transmission points which accommodates each terminal 110 of the user site List of terminal accommodating devices 120, list of terminals, list of sub-networks used by terminal accommodating device 120 of transmission base for accommodating terminals 110, terminal accommodating device 120 of transmitting base accommodating each terminal 110 and the terminal 110 And the correspondence between sub-networks.

網サービス提供者側拠点20は、複数のデータ転送装置300を有する。   The network service provider side base 20 has a plurality of data transfer devices 300.

データ転送装置300は、自身が複数台接続された物理ネットワーク上でのパケット転送機能以外に、内部に複数個の仮想的なデータ転送ノード(論理ノード)を生成し、さらに、他のデータ転送装置上の論理ノードと自身の内部の論理ノードとを接続する論理リンクを構築して、自身が複数台接続された物理ネットワーク上に複数の異なる仮想ネットワークを重畳して構築する機能と、自身の内部の倫理ノードと後述する送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220との間に上記の仮想ネットワーク毎にそれに対応した論理リンクをIPヘッダによるカプセル化技術に基づいて構築する機能を有する。   The data transfer apparatus 300 generates a plurality of virtual data transfer nodes (logical nodes) in addition to a packet transfer function on a physical network to which a plurality of data transfer apparatuses are connected. A function that builds a logical link that connects the upper logical node and its own internal logical node and superimposes multiple different virtual networks on the physical network to which it is connected, and its internal A function for constructing a logical link corresponding to each virtual network between the ethics node and the terminal accommodating device 120 at the transmission base and the terminal accommodating device 220 at the receiving base, which will be described later, based on the encapsulation technique using the IP header. Have.

上記の各データ転送装置300は、物理ネットワークの上に、相互に干渉しない独立した仮想的なネットワークである論理ネットワークを多数重畳して作成する機能を有する。この論理ネットワークについて、本発明で想定する構造を図8に示す。1つの論理ネットワークは、仮想的なデータ転送ノードである論理ノードと、論理ノード同士、あるいは、送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220と論理ノードとを論理的に接続する論理リンクによって構成されるものとする。   Each of the data transfer apparatuses 300 has a function of superposing and creating a number of logical networks that are independent virtual networks that do not interfere with each other on a physical network. The structure assumed in the present invention for this logical network is shown in FIG. One logical network is a logical node that logically connects a logical node that is a virtual data transfer node and logical nodes to each other, or a terminal accommodating device 120 at a transmission base, a terminal accommodating device 220 at a receiving base, and a logical node. It shall be composed of links.

図8の例で説明すると、同図中の「論理ネットワーク1」は、仮想的なデータ転送ノードである「論理ノード1」〜「論理ノード4」、これらの論理ノード同士を論理的に接続する「論理リンク2〜4」、及び、送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220と論理ノードとを論理的に接続する「論理リンク1」、「論理リンク5」により構成されている。また、「論理ネットワーク2」は、仮想的なデータ転送ノードである「論理ノード5」〜「論理ノード8」、これらの論理ノード同士を論理的に接続する「論理リンク7」〜「論理リンク9」及び、送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220と論理ノードとを論理的に接続する「論理リンク6」と「論理リンク10」により構成されている。   Referring to the example of FIG. 8, “logical network 1” in FIG. 8 is a logical data transfer node “logical node 1” to “logical node 4”, and logically connects these logical nodes. It is composed of “logical links 2 to 4” and “logical link 1” and “logical link 5” that logically connect the terminal accommodating device 120 of the transmission base, the terminal accommodating device 220 of the receiving base and the logical node. Yes. The “logical network 2” includes “logical nodes 5” to “logical nodes 8” which are virtual data transfer nodes, and “logical links 7” to “logical links 9” which logically connect these logical nodes. ”And“ logical link 6 ”and“ logical link 10 ”that logically connect the terminal accommodating device 120 at the transmission base, the terminal accommodating device 220 at the receiving base, and the logical node.

1つの論理ノードは、1台のデータ転送装置300の上にソフトウェアモジュールとして生成される仮想的なノードであり、通常のIPルータと同様のデータ転送機能を有する。図8の例で説明すると、「論理ネットワーク1」の「論理ノード1」〜「論理ノード4」は、それぞれ「データ転送装置1」〜「データ転送装置4」の上に生成されており(図8では、各論理ノードとそれらを生成するデータ転送装置を点線で結んでいる)、「論理ネットワーク2」の「論理ノード5」〜「論理ノード8」は、それぞれ「データ転送装置5,6,3,4」の上に生成されている。   One logical node is a virtual node generated as a software module on one data transfer apparatus 300, and has a data transfer function similar to that of a normal IP router. In the example of FIG. 8, “logical node 1” to “logical node 4” of “logical network 1” are respectively generated on “data transfer device 1” to “data transfer device 4” (FIG. 8). 8, each logical node and a data transfer device that generates them are connected by dotted lines), and “logical node 5” to “logical node 8” of “logical network 2” are “data transfer devices 5, 6,” respectively. 3 and 4 ".

1本の論理リンクは、データ転送装置300同士、あるいは、データ転送装置300と送信拠点の端末収容装置120、受信拠点の端末収容装置220との間を物理的に接続する物理回線上に生成される仮想的なリンクである。論理ノード同士を接続する論理リンクは、その両端の論理ノードが存在するデータ転送装置300間を接続するいずれか1本の物理回線の上に生成される。また、送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220と論理ノードとを接続する論理リンクは、その送信拠点の端末収容装置120と当該論理ノードが存在するデータ転送装置300とを接続する物理回線(本発明では、送信拠点の端末収容装置120、受信拠点の端末収容装置220とデータ転送装置300とを接続する物理回線を「足回り回線」と呼ぶ)の上に生成される。   One logical link is generated on the physical line that physically connects the data transfer apparatuses 300 or between the data transfer apparatus 300 and the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base and the terminal accommodation apparatus 220 at the reception base. This is a virtual link. The logical link that connects the logical nodes is generated on any one physical line that connects the data transfer apparatuses 300 in which the logical nodes at both ends exist. In addition, the logical link that connects the terminal accommodation device 120 at the transmission base, the terminal accommodation device 220 at the reception base, and the logical node connects the terminal accommodation device 120 at the transmission base and the data transfer device 300 in which the logical node exists. (In the present invention, the physical line connecting the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base, the terminal accommodating apparatus 220 at the receiving base, and the data transfer apparatus 300 is referred to as an “underline”).

図8の例で、説明すると、「論理ネットワーク1」の「論理リンク1」は、「端末収容装置1」と「データ転送装置1」とを接続する「物理回線1」上に生成されている。また、「論理リンク2」は、「データ転送装置2」と接続する「物理回線2」の上に生成されている。「論理リンク3」〜「論理リンク5」は、それぞれ「物理回線3」〜「物理回線5」上に生成されている。「論理ネットワーク2」についても同様に、「論理リンク6」〜「論理リンク10」は、それぞれ「物理回線6,7,9,4,5」の上に生成されている。   In the example of FIG. 8, “logical link 1” of “logical network 1” is generated on “physical line 1” connecting “terminal accommodating apparatus 1” and “data transfer apparatus 1”. . Further, “logical link 2” is generated on “physical line 2” connected to “data transfer apparatus 2”. “Logical link 3” to “logical link 5” are generated on “physical line 3” to “physical line 5”, respectively. Similarly for “logical network 2”, “logical link 6” to “logical link 10” are generated on “physical lines 6, 7, 9, 4, 5”, respectively.

なお、データ転送装置300については、上記のような論理ネットワークの作成機能を有するものであれば既存の流用でもよく、論理ネットワーク、すなわち、論理ノードや論理リンクの具体的な実現方法についても本発明では特定の方法を前提にはしない(本発明におけるデータ転送装置として流用可能な例として、例えば、非特許文献4のシステムが挙げられる)。さらに、データ転送装置300間を接続する物理回線の実現技術についても、IPパケットの疎通ができるものであればよく、特定のものを前提にはしない。   Note that the data transfer apparatus 300 may be an existing diversion as long as it has a function for creating a logical network as described above. The present invention also relates to a specific implementation method of a logical network, that is, a logical node or a logical link. However, a specific method is not assumed (as an example that can be used as a data transfer apparatus in the present invention, for example, the system of Non-Patent Document 4 is cited). Further, the physical line realizing technology for connecting the data transfer apparatuses 300 may be any technique that can communicate IP packets, and does not assume any specific technique.

送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220とデータ転送装置300とを接続する物理回線、すなわち、図7に示した足回り回線10,10については、特殊な機能は想定せず、IPパケットの疎通ができることを唯一の条件とする。 Special functions are assumed for the physical lines that connect the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base, the terminal accommodating apparatus 220 at the receiving base, and the data transfer apparatus 300, that is, the underlines 10 1 and 10 2 shown in FIG. The only requirement is that IP packets can be communicated.

そして、データ転送装置300は、この足回り回線10上で、IPヘッダによるパケットのカプセル化が可能な技術を使用して、論理ネットワークに対応した論理リンクを構築する。カプセル化技術としてGRE(例えば、非特許文献5参照)のような、カプセリングされるパケットのフローを識別するキーを有するような技術を使用し、それぞれの論理ネットワーク内で送受されるパケットをカプセル化する際に、このキーを論理ネットワークの識別子として流用することで、論理ネットワークに対応した仮想的なリンクを実現する。   Then, the data transfer apparatus 300 constructs a logical link corresponding to the logical network on the underline 10 using a technique that can encapsulate a packet with an IP header. Encapsulate packets sent and received within each logical network using a technology such as GRE (see Non-Patent Document 5, for example) that has a key that identifies the flow of packets to be encapsulated. In doing so, a virtual link corresponding to the logical network is realized by using this key as an identifier of the logical network.

本発明では、上記のネットワーク輻輳回避システムにおいて、背景技術の項に記した多対1型の通信における複数の送信側の端末を複数の異なる論理ネットワークに適宜分割して収容する。さらに、それぞれの論理ネットワークにおける送信拠点100から受信拠点200までのデータ伝送経路の可用帯域の変化に応じて、ユーザ拠点内に設置された前記の送信拠点の端末収容装置120の設定変更によってそれぞれの送信サーバの収容先の論理ネットワークをデータの通信途中で動的に変更することでデータの伝送経路を変更し、ネットワークの輻輳箇所、すなわち、可用帯域が不足している伝送経路を含む論理ネットワーク回避して通信品質の確保を図ることを特徴とする。   In the present invention, in the network congestion avoidance system described above, a plurality of terminals on the transmission side in the many-to-one type communication described in the background section are appropriately divided and accommodated in a plurality of different logical networks. Further, according to the change in the usable bandwidth of the data transmission path from the transmission base 100 to the reception base 200 in each logical network, the setting change of the terminal accommodation device 120 of the transmission base installed in the user base changes each setting. Change the data transmission path by dynamically changing the destination server's destination logical network during data communication, avoiding the congestion of the network, that is, the logical network including the transmission path where the available bandwidth is insufficient Thus, the communication quality is ensured.

上記を実現するための論理ネットワークの設計方法について、図9を参照しながら説明する。   A logical network design method for realizing the above will be described with reference to FIG.

多対1型の通信において可用帯域の変化に応じて送信側の端末が属する論理ネットワークを動的に変更しながら通信を行えるようにするため、送信拠点100毎に、その拠点の送信拠点の端末収容装置120から受信拠点の端末収容装置220に至る経路が存在する論理ネットワークが1つ以上存在するように論理ネットワークを用意する。図9の例では、「送信側端末収容装置1」が「論理ネットワーク1」と「論理ネットワーク2」に含まれ、「送信側端末収容装置2」が「論理ネットワーク2」と「論理ネットワーク3」に含まれ、「送信側端末収容装置3」が「論理ネットワーク4」と「論理ネットワーク5」に含まれている。   In many-to-one type communication, in order to enable communication while dynamically changing the logical network to which the transmission-side terminal belongs in accordance with the change in available bandwidth, for each transmission base 100, the terminal at the transmission base of that base A logical network is prepared so that there is at least one logical network having a path from the accommodation device 120 to the terminal accommodation device 220 at the reception base. In the example of FIG. 9, “transmission side terminal accommodating apparatus 1” is included in “logical network 1” and “logical network 2”, and “transmission side terminal accommodating apparatus 2” is “logical network 2” and “logical network 3”. And “transmission side terminal accommodating device 3” is included in “logical network 4” and “logical network 5”.

図9の例では、どの論理ネットワークにおいても、接続されている全ての送信拠点の端末収容装置から受信拠点の端末収容装置へ至る経路が存在するため、それぞれの送信拠点の端末収容装置は、接続されている論理ネットワークのどれを用いても受信拠点へデータを伝送することができる。したがって、「送信側端末収容装置1」は、自身が収容している送信側の端末群から送出されるデータを、トラヒックの状況に応じて「論理ネットワーク1」と「論理ネットワーク2」に適切に配分しながら通信を行うことができる。同様に「送信側端末収容装置2」は「論理ネットワーク2」と「論理ネットワーク3」を、「送信側端末収容装置3」は「論理ネットワーク4」と「論理ネットワーク5」を使用することができる。   In the example of FIG. 9, in any logical network, there is a route from the terminal accommodating device of all connected transmission bases to the terminal accommodating device of the receiving base. Data can be transmitted to the receiving base using any of the logical networks that have been used. Therefore, the “transmission-side terminal accommodating device 1” appropriately transfers the data transmitted from the transmission-side terminal group accommodated by itself to the “logical network 1” and the “logical network 2” according to the traffic situation. Communication can be performed while allocating. Similarly, “transmission side terminal accommodating device 2” can use “logical network 2” and “logical network 3”, and “transmission side terminal accommodating device 3” can use “logical network 4” and “logical network 5”. .

また、図9の「論理ネットワーク2」のように、1つの論理ネットワークに複数の送信拠点の端末収容装置(ここでは「送信側端末収容装置1」と「送信側端末収容装置2」)を接続して、それらが同じ当該論理ネットワークを使うようにしても構わない。   In addition, as shown in “logical network 2” in FIG. 9, a terminal accommodating apparatus (here, “transmitting terminal accommodating apparatus 1” and “transmitting terminal accommodating apparatus 2”) at a plurality of transmission bases is connected to one logical network. Then, they may use the same logical network.

また、論理ネットワークのトポロジーについて、その論理ネットワークに接続されたある1つの送信拠点の端末収容装置120から受信拠点の端末収容装置220へ至る経路の候補がその論理ネットワーク内で一意に定まるトポロジである必要はなく、複数の経路の候補が存在するようなトポロジの論理ネットワークを構築しても構わない。複数の経路の候補が存在するようなトポロジであっても、その論理ネットワーク内で通常の経路制御プロトコルを稼働させた場合、それによって最適な経路と判定されるただ1つの経路だけが実際のデータ伝送時に使用されるためである。   Further, the topology of the logical network is a topology in which a candidate for a route from the terminal accommodating apparatus 120 at one transmission base connected to the logical network to the terminal accommodating apparatus 220 at the receiving base is uniquely determined in the logical network. There is no need, and a logical network having a topology in which a plurality of route candidates exist may be constructed. Even if the topology has a plurality of route candidates, when a normal routing protocol is operated in the logical network, only one route that is determined to be the optimum route is actually data. This is because it is used during transmission.

図9の例では、「論理ネットワーク5」が送信拠点の端末収容装置120から受信拠点の端末収容装置220へ至る複数の経路を有するネットワークとなっているが、実際にはこの論理ネットワーク内で稼働している経路制御プロトコルによって1つの経路のみが選択され使用される。   In the example of FIG. 9, the “logical network 5” is a network having a plurality of routes from the terminal accommodating device 120 at the transmission base to the terminal accommodating device 220 at the receiving base, but actually operates within this logical network. Depending on the routing protocol being used, only one route is selected and used.

また、ある送信側の端末110の収容先の論理ネットワークを別のネットワークに切替えても実際のデータの伝送経路が変化せず、論理ネットワークの切替えがトラヒックの再配置手段として機能しなくなることを防ぐために、送信拠点の端末収容装置から受信拠点の端末収容装置へ至るまでの伝送経路が論理ネットワーク毎に異なることが明確であるような設計を行うことが望ましい。図9の例では、「論理ネットワーク1」と「論理ネットワーク2」について、「送信側端末収容装置1」から「受信側端末収容装置」へ至る経路はそれぞれただ1つであり、しかも、それらは異なる経路を成している。このため、「送信側端末収容装置1」は、送信サーバの収容先論理ネットワークの切替えのみでトラヒックの再配置を確実に行うことができる。「送信側端末収容装置2」、および、「送信側端末収容装置3」についても同様のことが言える設計となっている。   Further, even if the logical network of the receiving terminal 110 is switched to another network, the actual data transmission path does not change, and the switching of the logical network is prevented from functioning as a traffic relocation means. Therefore, it is desirable to design so that the transmission path from the terminal accommodation apparatus at the transmission base to the terminal accommodation apparatus at the reception base is clearly different for each logical network. In the example of FIG. 9, for “logical network 1” and “logical network 2”, there is only one path from “transmission side terminal accommodating device 1” to “reception side terminal accommodating device”. It has a different path. For this reason, the “transmission-side terminal accommodating device 1” can reliably perform traffic relocation only by switching the accommodating logical network of the transmission server. The same can be said for “transmitting terminal accommodating apparatus 2” and “transmitting terminal accommodating apparatus 3”.

以上がデータ伝送に用いる論理ネットワークの設計方法の説明である。   The above is the description of the design method of the logical network used for data transmission.

なお、論理ネットワークについては、データ伝送用のものとは別に、全ての送信拠点の端末収容装置120と受信拠点の端末収容装置220とを接続する管理用の論理ネットワークを1つ構築する。この論理ネットワークは、後述する通信品質管理装置150と各端末収容装置120,220との通信用に用いる。   As for the logical network, apart from the one for data transmission, one management logical network for connecting all the terminal accommodating devices 120 of the transmission bases and the terminal accommodating device 220 of the receiving bases is constructed. This logical network is used for communication between a communication quality management device 150 (to be described later) and each terminal accommodating device 120, 220.

また、それぞれの論理ネットワークの上では、多くの場合、上記の多対1型通信のコンテンツ配信以外のトラヒックも合わせて重畳することを想定しており、これにより多対1型通信で使用している伝送経路の可用帯域が変動することを前提としている。   Also, on each logical network, it is assumed that traffic other than the content distribution of the above-mentioned many-to-one type communication is often superposed together, so that it can be used for many-to-one type communication. It is assumed that the available bandwidth of the existing transmission path varies.

図10は、本発明の一実施の形態における可用帯域の測定とそれに基づく論理ネットワークの切り替え動作を説明するための図である。以下では、上記のユーザ拠点100〜100の端末110を、コンテンツを送信する送信サーバとして説明する。 FIG. 10 is a diagram for explaining the measurement of the available bandwidth and the switching operation of the logical network based on it according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, the terminals 110 of the user bases 100 1 to 100 3 will be described as transmission servers that transmit content.

上記のように設計し構築した論理ネットワークに対し、送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220内の可用帯域測定部121,221を用いて、データ伝送に用いるデータ転送用論理ネットワーク30毎に、そのデータ転送用論理ネットワーク30内での送信拠点の端末収容装置120から受信拠点の端末収容装置220に至るデータ伝送経路上での可用帯域を測定する。そして、この測定値に基づいて、通信開始時にそれぞれの送信サーバ110を収容するデータ転送用論理ネットワーク30を決定したり、あるいは、通信の実行中に送信サーバ110を収容するデータ転送用論理ネットワーク30を変更したりする制御を行う。   In contrast to the logical network designed and constructed as described above, the logical network for data transfer used for data transmission using the available bandwidth measuring units 121 and 221 in the terminal accommodating device 120 at the transmission base and the terminal accommodating device 220 at the receiving base. Every 30th, the available bandwidth on the data transmission path from the terminal accommodating device 120 at the transmission base to the terminal accommodating device 220 at the receiving base in the data transfer logical network 30 is measured. Then, based on this measurement value, the data transfer logical network 30 that accommodates each transmission server 110 is determined at the start of communication, or the data transfer logical network 30 that accommodates the transmission server 110 during communication execution. Control to change.

可用帯域の測定方法には、網サービス提供者側の装置やその操作を必要としない、アクティブ計測(例えば、非特許文献6参照)と呼ばれる技術を用いる。これは、プローブパケットと呼ばれる試験用パケットをネットワークに送出し、それらが受信拠点200に到達した時の品質状況から判断して、プローブパケットが経由した伝送経路の可用帯域を推定する方法である。   As a method for measuring the available bandwidth, a technique called active measurement (see, for example, Non-Patent Document 6) that does not require a device on the network service provider side or its operation is used. In this method, test packets called probe packets are sent to the network, and the available bandwidth of the transmission path through which the probe packet passes is estimated based on the quality status when they reach the receiving base 200.

本発明では、各送信拠点の端末収容装置120内の可用帯域測定部121から、その送信拠点の端末収容装置120が接続されていて、当該コンテンツ配信に使用する全ての論理ネットワーク30に対してプローブパケットを送出する。そして、それらを受信した受信拠点の端末収容装置220内の可用帯域測定部221は、推定した各論理ネットワーク30の可用帯域の値を通信品質管理装置150へ管理用論理ネットワーク70を介して通知する。   In the present invention, from the available bandwidth measuring unit 121 in the terminal accommodation device 120 of each transmission base, the terminal accommodation device 120 of the transmission base is connected, and all the logical networks 30 used for the content distribution are probed. Send the packet. Then, the available bandwidth measuring unit 221 in the terminal accommodating device 220 of the receiving base that received them notifies the communication quality management device 150 of the estimated available bandwidth value of each logical network 30 via the management logical network 70. .

このとき、複数の送信拠点の端末収容装置120から送出されたプローブパケットがその伝送途中に、ネットワークの内部、特に受信拠点近くの狭い部分に集中してプローブパケット自体がネットワークの帯域を圧迫することがないように、各送信拠点の端末収容装置120の可用帯域測定部121の動作を同期させ、相互に間隔を空けてプローブパケットを送出する。   At this time, the probe packets sent from the terminal accommodating devices 120 at a plurality of transmission bases are concentrated on the inside of the network, particularly in a narrow part near the reception base, during the transmission, and the probe packets themselves press the network bandwidth. The operation of the available bandwidth measuring unit 121 of the terminal accommodating device 120 at each transmission base is synchronized so that probe packets are transmitted at intervals.

受信拠点の端末収容装置220から上記の通知を受けた送信拠点100の通信品質管理装置150は、通知された各データ転送用論理ネットワーク30の可用帯域の値と各送信サーバ110から送出されるコンテンツデータのビットレートの値に基づいて、各論理ネットワーク30の伝送経路の可用帯域が予め定めた余裕値以上残るように、各送信サーバ110を収容するデータ転送用論理ネットワーク30を決定する。そして、各送信サーバ110を所望のデータ転送用論理ネットワーク30へ収容するための収容制御通知を各送信拠点の端末収容装置120へ送信する。この通知にも前述の管理用論理ネットワーク70を用いる。   The communication quality management apparatus 150 of the transmission base 100 that has received the above notification from the terminal accommodation apparatus 220 of the reception base, and the content transmitted from each transmission server 110 and the notified value of the usable bandwidth of each data transfer logical network 30. Based on the value of the data bit rate, the data transfer logical network 30 that accommodates each transmission server 110 is determined so that the available bandwidth of the transmission path of each logical network 30 remains over a predetermined margin value. Then, an accommodation control notification for accommodating each transmission server 110 in the desired data transfer logical network 30 is transmitted to the terminal accommodating device 120 at each transmission base. The above-described management logical network 70 is also used for this notification.

なお、通信品質管理装置150は、これらの制御の実行に必要なコンテンツデータのビットレート、コンテンツ配信に関わる送信サーバ110,受信端末210と送信拠点の端末収容装置120、受信拠点の端末収容装置220の一覧情報、および、送信拠点の端末収容装置120、受信拠点の端末収容装置220が送信サーバ110,受信端末210の収容に用いているサブネットワーク101〜104の識別子の情報をコンテンツデータベース130とネットワークデータベース140から収集する。   Note that the communication quality management device 150 includes the bit rate of content data necessary for execution of these controls, the transmission server 110, the reception terminal 210 and the terminal accommodation device 120 at the transmission base, and the terminal accommodation device 220 at the reception base involved in content distribution. And the content database 130 and the network information of the identifiers of the sub-networks 101 to 104 used by the terminal accommodating device 120 at the transmission base and the terminal accommodating device 220 at the receiving base to accommodate the transmission server 110 and the receiving terminal 210. Collect from database 140.

通信品質管理装置150から上記の収容制御通知を受けた各送信拠点の端末収容装置120は、送信拠点の端末収容装置120内の収容ネットワーク変更部122を用いて、各送信サーバ110を指示されたデータ転送用論理ネットワーク30へ収容する。具体的には、収容ネットワーク変更部122に、各送信サーバを接続しているサブネットワークのIDと、各データ転送用論理ネットワーク30に対応する論理リンク40のIDとを対応づけるサブネットワークと論理リンクの対応表テーブル123を持たせ、その対応表テーブル123の内容を上記の制御通知の内容に基づいて設定することにより両者の対応関係を管理する。   The terminal accommodation device 120 at each transmission base that has received the above accommodation control notification from the communication quality management device 150 is instructed to each transmission server 110 using the accommodation network changing unit 122 in the terminal accommodation device 120 at the transmission base. It is accommodated in the logical network 30 for data transfer. Specifically, the subnetwork and the logical link that associate the ID of the subnetwork connecting each transmission server with the ID of the logical link 40 corresponding to each data transfer logical network 30 to the accommodation network changing unit 122. The correspondence table table 123 is provided and the contents of the correspondence table table 123 are set based on the contents of the control notification, thereby managing the correspondence between the two.

送信拠点の端末収容装置120は、各送信サーバ110から送信されたデータをデータ転送装置300へ転送する際に上記のサブネットワークと論理リンクの対応表テーブル123を参照し、その送信サーバ110の収容先の論理ネットワーク30に対応した論理リンク40に対してデータを送信する。これにより、可用帯域測定結果に基づいて決定された所望のデータ転送用論理ネットワーク30へデータが転送され、ネットワーク上の輻輳箇所を回避した通信が可能となる。   The terminal accommodating device 120 at the transmission base refers to the correspondence table 123 of the subnetwork and the logical link when transferring the data transmitted from each transmission server 110 to the data transfer device 300, and accommodates the transmission server 110. Data is transmitted to the logical link 40 corresponding to the previous logical network 30. As a result, data is transferred to the desired data transfer logical network 30 determined based on the available bandwidth measurement result, and communication that avoids congestion points on the network becomes possible.

以下に、図11に示すネットワーク輻輳回避システムの物理構成に基づいて、詳細に説明する。なお、図7と同一構成部分には同一符号を付す。   Below, it demonstrates in detail based on the physical structure of the network congestion avoidance system shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as FIG.

図11に示すネットワーク輻輳回避システムは、コンテンツの送信サーバ110〜110n、コンテンツを受信する受信端末210、送信サーバ110〜110nを収容する送信拠点の端末収容装置120〜120n,受信端末210を収容する受信拠点の端末収容装置220、データ転送装置300〜300、通信品質管理装置150、コンテンツデータベース130、および、ネットワークデータベース140を有する。 Network congestion avoidance system shown in FIG. 11, the transmission server 110 1 to 110 n, the receiving terminal 210 to receive the content, the terminal accommodation apparatus of the transmission points to accommodate the transmission server 110 1 ~110 n 120 1 ~120 n content, The receiving terminal 210 includes a terminal accommodating device 220 that accommodates the receiving terminal 210, data transfer devices 300 1 to 300 8 , a communication quality management device 150, a content database 130, and a network database 140.

送信拠点の端末収容装置120は、その内部に可用帯域測定部121、収容ネットワーク変更部122を有する。また、受信拠点の端末収容装置220も同様の構成を有するものとする。これらの機能は、コンピュータが所定のプログラムを実行することで実現される。   The terminal accommodation device 120 at the transmission base has an available bandwidth measurement unit 121 and an accommodation network change unit 122 therein. In addition, it is assumed that the terminal accommodating device 220 at the reception base has the same configuration. These functions are realized by a computer executing a predetermined program.

また、通信品質管理装置150と送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220は、NTP(Network Time Protocol)によって、外部もしくは本輻輳回避システム内に設置したNTPサーバ(図示せず)と時刻同期を行っているものとする(NTPサーバの設置方法、および、NTPサーバとの接続方法については規定しない)。   Further, the communication quality management device 150, the terminal accommodation device 120 at the transmission base, and the terminal accommodation device 220 at the reception base are NTP servers (not shown) installed outside or in the congestion avoidance system by NTP (Network Time Protocol). (The installation method of the NTP server and the connection method with the NTP server are not specified).

本実施形態の説明においては、N箇所の送信拠点に分散する送信サーバ110〜110nに分割して保存された1つのコンテンツデータを1箇所の受信拠点200の受信端末210へ配信する例を用いる。分割保存されたコンテンツデータは、データ転送装置300が接続されたネットワーク上をIPパケットの形で伝送され、1箇所の受信拠点200に設置された受信端末210に集まる。IP層の上位のトランスポート層にはUDP(User Datagram Protocol)を使用し、トランスポート層によるパケット順序の整列や伝送レート制御は行われず、受信端末210には、複数の送信拠点からIPパケットが順不同に到達する。受信端末210は、これらのIPパケットを内部でバッファリングし、当該コンテンツを構成する然るべき順序に整列させ再生する。 In the description of the present embodiment, an example is used in which one piece of content data divided and stored in transmission servers 110 1 to 110 n distributed to N transmission bases is distributed to the reception terminals 210 of one reception base 200. . The divided and stored content data is transmitted in the form of IP packets over the network to which the data transfer device 300 is connected, and gathers at the receiving terminal 210 installed at one receiving base 200. UDP (User Datagram Protocol) is used for the transport layer above the IP layer, packet order alignment and transmission rate control are not performed by the transport layer, and the receiving terminal 210 receives IP packets from a plurality of transmission bases. Reach out of order. The receiving terminal 210 internally buffers these IP packets and arranges and reproduces them in an appropriate order that constitutes the content.

データ転送装置300は、網サービス提供者側拠点20に設置される装置である。また、データ転送装置300以外の構成要素は全て、送信拠点100か受信拠点200に設置される。全ての送信拠点100、および、受信拠点200は網サービスのユーザ側の拠点である。これらのユーザ側の拠点と、データ転送装置300の集合が構成する物理的なネットワーク(以下、バックボーンネットワークと呼ぶ)との間は足回り回線10,10で接続されている。この足回り回線10,10はIPパケットの疎通が可能なネットワークであればよく、それ以外の要件はない。 The data transfer device 300 is a device installed in the network service provider side base 20. All the components other than the data transfer device 300 are installed in the transmission base 100 or the reception base 200. All transmission bases 100 and reception bases 200 are bases on the network service user side. These user bases and physical networks (hereinafter referred to as backbone networks) formed by a set of data transfer apparatuses 300 are connected by suspension lines 10 1 and 10 2 . The undercarriage lines 10 1 and 10 2 may be any network that can communicate IP packets, and there are no other requirements.

データ転送装置300は、それ自身の集合が構成する物理的なバックボーンネットワーク及び、送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220との接続に用いられる足回り回線10,10からなる物理ネットワークの上に、前述した構造を持つデータ転送用論理ネットワーク30を多数重畳し、かつ、相互に干渉しない独立したネットワークとしてこれらを作成する機能を有する。 The data transfer apparatus 300 includes a physical backbone network formed by its own set, and suspension lines 10 1 and 10 2 used for connection with the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base and the terminal accommodation apparatus 220 at the reception base. A plurality of data transfer logical networks 30 having the above-described structure are superimposed on the physical network, and a function of creating these as independent networks that do not interfere with each other is provided.

<物理ネットワーク>
図12は、本発明の一実施の形態におけるデータ転送装置と端末収容装置からなる物理ネットワーク部分とその上に構築される論理ネットワークを実現するためのリソースの詳細を示す。以下、同図に基づいて物理ネットワークと論理ネットワーク30の詳細を説明する。
<Physical network>
FIG. 12 shows details of a resource for realizing a physical network part composed of a data transfer apparatus and a terminal accommodating apparatus and a logical network constructed thereon according to an embodiment of the present invention. Details of the physical network and the logical network 30 will be described below with reference to FIG.

まず、物理ネットワークの構成について説明する。   First, the configuration of the physical network will be described.

データ転送装置300や送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220は、物理的なネットワークインタフェースを有しており、これを「実ネットワークインタフェース」と呼ぶ。これらのインタフェースには、IPアドレス、および、リンクレイヤのMAC(Media Access Control)アドレスが付与されており、それぞれ「物理IPアドレス」、「物理Macアドレス」と呼ぶ。これらのアドレスの値はすべて重複なく一意である。   The data transfer device 300, the terminal accommodation device 120 at the transmission base, and the terminal accommodation device 220 at the reception base have physical network interfaces, which are referred to as “real network interfaces”. These interfaces are given an IP address and a MAC (Media Access Control) address of the link layer, which are referred to as “physical IP address” and “physical Mac address”, respectively. All of these address values are unique without duplication.

網サービスのユーザ側の拠点に設置される送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220は、足回り回線10,10を介して物理的にデータ転送装置300と接続される。この足回り回線10,10は、ユーザ側の古典と、データ転送装置300が置かれる網サービス提供者側拠点20とを接続可能な回線で、IPパケットの疎通ができればよい。また、データ転送装置300同士を接続する物理ネットワークも同様にIPパケットの疎通ができればよい。 The terminal accommodation device 120 at the transmission base and the terminal accommodation device 220 at the reception base installed at the network service user side are physically connected to the data transfer device 300 via the suspension lines 10 1 and 10 2. . The undercarriage lines 10 1 and 10 2 are lines that can connect the classic on the user side and the network service provider side base 20 on which the data transfer apparatus 300 is placed, as long as IP packets can be communicated. Similarly, the physical network connecting the data transfer apparatuses 300 only needs to be able to communicate IP packets.

<論理ネットワーク>
次に、物理ネットワークの上に構築されるデータ転送用論理ネットワーク30について説明する。
<Logical network>
Next, the data transfer logical network 30 constructed on the physical network will be described.

データ転送用論理ネットワーク30は、前述したように、仮想的なデータ転送ノードである論理ノードと、論理ノード同士、あるいは、送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220と、論理ノードとを論理的に接続する論理リンク40によって構成される。本実施の形態においては、1つの論理ノードは具体的には、1台のデータ転送装置300上のVM (Virtual Machine)として実現するものとする。また、1つの論理ネットワークの中では、1台のデータ転送装置300の中には最大でも1つしか論理ノードを生成しないこととする。   As described above, the logical network 30 for data transfer includes a logical node that is a virtual data transfer node and logical nodes, or a terminal accommodating device 120 at a transmission base, a terminal accommodating device 220 at a receiving base, and a logical node. Are logically connected to each other. In the present embodiment, one logical node is specifically realized as a VM (Virtual Machine) on one data transfer apparatus 300. Also, in one logical network, only one logical node is generated at most in one data transfer apparatus 300.

この論理ノードは、同じデータ転送用論理ネットワーク30に属する他の論理ノードや送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220との間でIPパケットの送受信を行うことができるものとする(この機能はVMのソフトウェアとして実現する)。論理ノードや送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220が論理ネットワーク30上でパケットの送受信を行う場合、仮想的なネットワークインタフェース(以下、仮想ネットワークインタフェースと呼ぶ。一般的な仮想マシンにおいてその実現が可能である)を介してパケットの送受信を行うものとする。この仮想ネットワークインタフェースには、IPアドレス及び、リンクレイヤのMacアドレスが付与されており、それぞれ論理IPアドレス、論理Macアドレスと呼ぶ。これらのアドレスの値は当該データ転送用論理ネットワーク30内で一意であればよく、異なる論理ネットワーク間では重複があってもよいものとする。   This logical node can transmit and receive IP packets to and from other logical nodes belonging to the same data transfer logical network 30, the terminal accommodating device 120 at the transmission base, and the terminal accommodating device 220 at the receiving base. (This function is realized as VM software). When the logical node, the terminal accommodating device 120 at the transmission base, and the terminal accommodating device 220 at the receiving base perform transmission / reception of packets on the logical network 30, a virtual network interface (hereinafter referred to as a virtual network interface; a general virtual machine). The packet can be transmitted / received via the network. This virtual network interface is assigned an IP address and a link layer Mac address, which are called a logical IP address and a logical Mac address, respectively. The values of these addresses need only be unique within the data transfer logical network 30, and there may be overlap between different logical networks.

そして、この仮想ネットワークインタフェースは、図12に示すように、1つの実ネットワークインタフェースに紐づけられ、さらに、同じ論理ネットワークに属する他の論理ノードや送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220が有する別の仮想ネットワークインタフェースと1対1に対応づけられる(ただし、物理ネットワークで直接接続されている実ネットワークインタフェース同士に紐づけられた仮想ネットワークインタフェース同士のみ対応づけが可能であるとする)。   Then, as shown in FIG. 12, this virtual network interface is linked to one real network interface, and further includes other logical nodes belonging to the same logical network, terminal accommodation device 120 at the transmission base, and terminal accommodation at the reception base. One-to-one correspondence with another virtual network interface included in the device 220 (however, only virtual network interfaces associated with real network interfaces directly connected by a physical network can be associated with each other). ).

そして、すべての仮想ネットワークインタフェースは1つの実ネットワークインタフェースに紐づけられているため、上記の仮想ネットワークインタフェース同士の1対1の対応に応じて実ネットワークインタフェース実ネットワークインタフェース同士の1対1の対応も決まり、その結果、それらの間でデータ伝送が行われる際の物理ネットワーク上でのデータ伝送経路もその物理ネットワーク上で動作している経路制御方式の下に一意に決まる。すなわち、本実施の形態の論理ネットワーク30における論理リンク40とは、上記の仮想ネットワークインタフェース同士の1対1の対応と、それによって定まるそれらの間のデータ伝送経路とで形成される論理ネットワーク内の1本の仮想的な通信リンクのことである。   Since all the virtual network interfaces are associated with one real network interface, the one-to-one correspondence between the real network interfaces and the real network interfaces is also in accordance with the one-to-one correspondence between the virtual network interfaces. As a result, the data transmission path on the physical network when data transmission is performed between them is also uniquely determined under the path control method operating on the physical network. That is, the logical link 40 in the logical network 30 of the present embodiment is a logical network formed by a one-to-one correspondence between the virtual network interfaces and a data transmission path between them defined by the virtual network interface. One virtual communication link.

上記の仮想ネットワークインタフェースと実ネットワークインタフェースの対応、および、仮想ネットワーク同士の対応を、図13に示す、データ転送装置、および、送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220の内部の管理表により管理する。仮想ネットワークインタフェース管理表と対向実インタフェース管理表は、装置内に構築されているデータ転送用論理ネットワーク30毎に保有する。実ネットワークインタフェース管理表は装置内に1つだけ保有する。   The correspondence between the virtual network interface and the real network interface and the correspondence between the virtual networks are shown in FIG. 13 in the data transfer device, the terminal accommodating device 120 at the transmission base, and the terminal accommodating device 220 at the receiving base. Manage by management table. The virtual network interface management table and the opposite real interface management table are held for each data transfer logical network 30 built in the apparatus. Only one real network interface management table is stored in the apparatus.

図13の上段の(a),(b),(c)は、図12の「データ転送装置1」の内部に保有されている管理表の例で、図13の下段の(d),(e),(f)は、図12の「データ転送装置2」内部に保有されている管理表の例である。なお、表中の各項目の設定値は、図14に示した例に基づいている。   (A), (b), (c) in the upper part of FIG. 13 is an example of a management table held in “data transfer device 1” in FIG. 12, and (d), (d) in the lower part of FIG. e) and (f) are examples of management tables held in “data transfer apparatus 2” in FIG. Note that the setting values of each item in the table are based on the example shown in FIG.

仮想ネットワークインタフェース管理表(図12(a),(d))は、「データ転送装置1」「データ転送装置2」上の論理ノードや「端末収容装置1」、「端末収容装置2」が当該データ転送用論理ネットワーク30内に有する仮想ネットワークインタフェースに関する情報を保持する。具体的には、各仮想ネットワークインタフェースをIDで識別し、各インタフェースに付与された論理IPアドレスと論理Macアドレス、当該インタフェースに対応する論理リンクID、および、当該インタフェースが紐づけられている自装置の実ネットワークインタフェースIDを保持する。   The virtual network interface management table (FIGS. 12A and 12D) includes the logical nodes on “data transfer device 1” and “data transfer device 2”, “terminal accommodating device 1”, and “terminal accommodating device 2”. Information about the virtual network interface in the data transfer logical network 30 is held. Specifically, each virtual network interface is identified by an ID, the logical IP address and logical Mac address assigned to each interface, the logical link ID corresponding to the interface, and the own device to which the interface is linked Holds the real network interface ID.

実ネットワークインタフェース管理表(図12(b),(e))は、当該データ転送装置300の実ネットワークインタフェースに関する情報を保持する。具体的には、各実ネットワークインタフェースをIDで識別し、各インタフェースに付与された物理IPアドレスと物理Macアドレスを保持する。   The real network interface management table (FIGS. 12B and 12E) holds information related to the real network interface of the data transfer apparatus 300. Specifically, each real network interface is identified by an ID, and a physical IP address and a physical Mac address assigned to each interface are held.

図14の例では、「データ転送装置1」は、IDが「1」で物理IPアドレスが「192.168.2.1」、および、IDが「2」で物理IPアドレスが「192.168.3.1」の2つの実ネットワークインタフェースを有している。また、「データ転送装置2」は、IDが「1」で物理IPアドレスが「192.168.4.2」、および、IDが「2」で物理IPアドレスが「192.168.5.2」の2つの実ネットワークインタフェースを有している。図13(b),(e)の実ネットワークインタフェース管理表にはこれらの値が記録されている(物理Macアドレスの値については省略している)。   In the example of FIG. 14, the “data transfer device 1” has two IDs with an ID “1” and a physical IP address “192.168.2.1” and an ID “2” and a physical IP address “192.168.3.1”. Has a real network interface. “Data transfer device 2” has two real network interfaces with ID “1” and physical IP address “192.168.4.2”, and ID “2” and physical IP address “192.168.5.2”. Have. These values are recorded in the actual network interface management tables of FIGS. 13B and 13E (the physical Mac address values are omitted).

また、図14の例において、「データ転送装置1」内の「論理ネットワーク1」に属する論理ノードは、IDが「1」の実ネットワークインタフェースに紐づけられた、IDが「1」の仮想ネットワークインタフェース、および、IDが「2」の実ネットワークインタフェースに紐づけられた、IDが「2」と「3」の仮想ネットワークインタフェースを有している。また、「データ転送装置2」内の「論理ネットワーク1」に属する論理ノードは、IDが「1」の実ネットワークインタフェースに紐づけられた、IDが「1」の仮想ネットワークインタフェースを有している。図13(a),(d)の仮想ネットワークインタフェースの管理表には、これらの仮想インタフェースのIDと、それぞれの仮想インタフェースが紐づけられている実ネットワークインタフェースのID(対応する自装置の実ネットワークインタフェースIDの欄)が記録されている(論理IPアドレスと論理Macアドレスの値については省略している)。このように、仮想ネットワークインタフェースと実インタフェースとの対応は仮想ネットワークインタフェース管理表によって管理される。   In the example of FIG. 14, the logical node belonging to “logical network 1” in “data transfer apparatus 1” is associated with the real network interface with ID “1” and the virtual network with ID “1”. The interface has a virtual network interface with IDs “2” and “3” linked to the real network interface with ID “2”. Also, the logical node belonging to “logical network 1” in “data transfer device 2” has a virtual network interface with ID “1” linked to the real network interface with ID “1”. . In the virtual network interface management tables of FIGS. 13A and 13D, the IDs of these virtual interfaces and the IDs of the real network interfaces to which the respective virtual interfaces are linked (the real network of the corresponding own device) (Interface ID column) is recorded (logical IP address and logical Mac address values are omitted). Thus, the correspondence between the virtual network interface and the real interface is managed by the virtual network interface management table.

同じく図14に示すように、「データ転送装置1」と「データ転送装置2」の間では、それぞれのIDが「2」と「1」の仮想ネットワークインタフェース同士が対応づけられており、この対応から成る論理リンクに対してID「 0x5232000b」(GREキー)が付与されている。このGREキーの値は、図13の、「データ転送装置1」の仮想ネットワークインタフェース管理表の仮想ネットワークインタフェースIDが「2」のエントリ、および、「データ転送装置2」の仮想ネットワークインタフェース管理表の仮想ネットワークインタフェースIDが「1」のエントリに記録される。   Similarly, as shown in FIG. 14, between “data transfer device 1” and “data transfer device 2”, virtual network interfaces having IDs “2” and “1” are associated with each other. An ID “0x5232000b” (GRE key) is assigned to the logical link consisting of The value of this GRE key is the entry of the virtual network interface ID “2” in the virtual network interface management table of “data transfer device 1” and the virtual network interface management table of “data transfer device 2” in FIG. The virtual network interface ID is recorded in the entry “1”.

それぞれの仮想ネットワークインタフェースのエントリには、対応する自装置の実ネットワークインタフェースIDも記載されているので、上記のGREキーの値(0x5232000b)の記録により、当該論理リンクによって対応づけされる「データ転送装置1」と「データ転送装置2」の実ネットワークインタフェースが対応づけられる。また、それらの実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスや物理Macアドレスの値は、実ネットワークインタフェース管理表から得ることができる。   Each virtual network interface entry also describes the real network interface ID of the corresponding local device. Therefore, the “data transfer” associated with the logical link is recorded by recording the GRE key value (0x5232000b). The actual network interfaces of “device 1” and “data transfer device 2” are associated with each other. In addition, the values of the physical IP address and physical Mac address of those real network interfaces can be obtained from the real network interface management table.

なお、図13(c),(f)中の対向実ネットワークインタフェース管理表は、表中のそれぞれの論理リンクの対向の仮想ネットワークインタフェースが紐づけられている対向装置の実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを記録する表で、論理ネットワーク上で扱われているパケットを物理ネットワークに送出する際に、実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを含むIPヘッダと物理Macアドレスを含むL2ヘッダで同パケットをカプセル化する際に使用する。詳細は後述する。   The opposite real network interface management tables in FIGS. 13C and 13F are the physical IP addresses of the real network interfaces of the opposite devices to which the opposite virtual network interfaces of the respective logical links in the tables are linked. When sending a packet handled on a logical network to a physical network, the packet is encapsulated with an IP header containing the physical network interface IP address and an L2 header containing the physical Mac address. Use when. Details will be described later.

図13(b)、(e)の実ネットワークインタフェース管理表に記載する値の決定と表への登録は、本実施形態のシステムを物理的に構築する際に実施する。また、仮想ネットワークインタフェース管理表と対向実ネットワークインタフェース管理表に記載する値の決定と表への登録は、図23と図25に後述するデータ転送用論理ネットワーク30の構築時に実施する。   The determination of the values described in the real network interface management tables of FIGS. 13B and 13E and registration in the tables are performed when the system of this embodiment is physically constructed. Further, the determination of the values described in the virtual network interface management table and the opposite real network interface management table and the registration in the table are performed when the data transfer logical network 30 described later with reference to FIGS. 23 and 25 is constructed.

以上が、論理ネットワークの説明である。   The above is the description of the logical network.

<パケット転送>
上記の論理ネットワークの中でのパケット転送は、データ転送装置300内の論理ノードによって論理ネットワーク内で動作するIP経路制御プロトコルに基づいて、通常の物理的なネットワークにおけるIPルータと同様の方法で行われる。すなわち、自身の仮想ネットワークインタフェースに到着したパケットのうち宛先の論理Macアドレスがそのインタフェースの論理Macアドレス、あるいは、ブロードキャスト論理Macアドレスであるパケットだけを受信する(マルチキャストの場合の動作の記述はここでは省略する)。そして、そのパケットの宛先の論理IPアドレスがそのインタフェースの論理IPアドレスと一致していれば、パケットのIPヘッダ中のポート番号に基づいて上位レイヤのアプリケーションソフトウェアへ転送する。宛先の論理IPアドレスがそのインタフェースの論理IPアドレスと一致していなければ、経路制御プロトコルによって構築したIPパケット転送の経路表を参照してnext hopとなる、別のデータ転送装置300上の論理ノードか送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220の仮想ネットワークインタフェースを特定し、パケットの宛先の論理Macアドレスをnext hopの仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスに付替え、そして、next hopの仮想ネットワークインタフェースに接続されている自身の仮想ネットワークインタフェースからパケットを送信する。なお、next hopの仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスは当該データ転送用論理ネットワーク30内でのARP (Address Resolution Protocol) 動作によって知るものとする。このARP動作の詳細については後述する。
<Packet transfer>
Packet transfer in the above logical network is performed in the same manner as an IP router in a normal physical network based on an IP routing protocol operated in the logical network by a logical node in the data transfer apparatus 300. Is called. That is, only packets whose destination logical Mac address is the logical Mac address of the interface or the broadcast logical Mac address of the packets arriving at their virtual network interface are received (the description of the operation in the case of multicast is here) (Omitted). If the logical IP address of the destination of the packet matches the logical IP address of the interface, the packet is transferred to the upper layer application software based on the port number in the IP header of the packet. If the logical IP address of the destination does not match the logical IP address of the interface, the logical node on another data transfer apparatus 300 that becomes the next hop with reference to the route table of the IP packet transfer constructed by the route control protocol The virtual network interface of the terminal accommodating device 120 at the transmission base or the terminal accommodating device 220 at the receiving base is specified, the logical Mac address of the packet destination is replaced with the logical Mac address of the virtual network interface of the next hop, and next hop The packet is transmitted from its own virtual network interface connected to the virtual network interface. It is assumed that the logical Mac address of the next hop virtual network interface is known by an ARP (Address Resolution Protocol) operation in the data transfer logical network 30. Details of this ARP operation will be described later.

論理ネットワーク30内でパケットは以上のように転送されるが、論理ノードや送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220の仮想ネットワークインタフェーから送出されるパケットは、実際にはその仮想ネットワークインタフェースに紐づけられた実ネットワークインタフェースを通して物理ネットワークへ送出され、物理ネットワーク上を転送される。このとき、データ転送用論理ネットワーク30上のパケットに対して、論理ネットワーク30内の論理リンク40を識別するためのGREキーを含むGREヘッダを付与し、さらに、物理ネットワーク上での送信元と転送先の実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを含むIPヘッダによるカプセル化を行う。そして、宛先の実ネットワークインタフェースの物理Macアドレスを宛先アドレスに含むリンクレイヤのヘッダ(以下、L2ヘッダ)を付与し、これらの値に基づいて物理ネットワークでのパケット転送を実施する。   The packet is transferred in the logical network 30 as described above. However, the packet transmitted from the virtual network interface of the logical node or the terminal accommodating device 120 at the transmitting base and the terminal accommodating device 220 at the receiving base is actually virtual. The data is transmitted to the physical network through the real network interface associated with the network interface, and transferred on the physical network. At this time, a GRE header including a GRE key for identifying the logical link 40 in the logical network 30 is added to the packet on the data transfer logical network 30, and further, transfer with the transmission source on the physical network Encapsulation with the IP header including the physical IP address of the previous real network interface. Then, a link layer header (hereinafter referred to as L2 header) including the physical Mac address of the destination real network interface in the destination address is added, and packet transfer is performed on the physical network based on these values.

図15に、コンテンツの送信サーバ110から受信端末210に到達するまでの各所におけるパケットの形式を示す。この図に基づいて、データ転送用論理ネットワーク30や物理ネットワークにおいてパケットを転送する方法を詳細に説明する。   FIG. 15 shows packet formats at various points from the content transmission server 110 to the reception terminal 210. Based on this figure, a method for transferring a packet in the data transfer logical network 30 or physical network will be described in detail.

まず、コンテンツデータを送信する送信サーバ110上のアプリケーションソフトウェアは、図15の(1)に示す、宛先が受信端末210の物理IPアドレスであるIPパケットを、送信拠点の端末収容装置120と接続されているサブネットワーク上に送信する。このパケットのL2ヘッダの宛先には、送信拠点の端末収容装置120の当該サブネットワークにつながる実インタフェースの物理Macアドレスを挿入する(この物理Macアドレスは、通常の物理ネットワークにおけるARP動作により知ることができる)。   First, the application software on the transmission server 110 that transmits the content data is connected to the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base, as shown in (1) of FIG. 15, with the IP packet whose destination is the physical IP address of the reception terminal 210. To send on a subnetwork. The physical Mac address of the real interface connected to the subnetwork of the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base is inserted into the destination of the L2 header of this packet (this physical Mac address can be known by the ARP operation in the normal physical network). it can).

図15の(1)のパケットを受信した送信拠点100の送信拠点の端末収容装置120は、後に説明する図21の手順により、そのパケットを送信した送信サーバ110がその時点で収容されているデータ転送用論理ネットワーク30を識別し、当該データ転送用論理ネットワーク30におけるnext hopとなるデータ転送装置300の仮想ネットワークインタフェースに到達可能な論理リンク40を表すGREキーを得る。さらに、その論理リンク40の対向にある仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレス、および、その論理リンク40の両端の仮想ネットワークインタフェースに対応する実ネットワークインタフェースの物理IPアドレス、すなわち、自送信拠点の端末収容装置120の足回り回線10側の実ネットワークインタフェースと、next hopの仮想ネットワークインタフェースに対応する実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを得る。 The terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base of the transmission base 100 that has received the packet (1) in FIG. 15 uses the procedure shown in FIG. 21 to be described later, and the data stored in the transmission server 110 that has transmitted the packet at that time. The transfer logical network 30 is identified, and a GRE key representing the logical link 40 that can reach the virtual network interface of the data transfer apparatus 300 that becomes the next hop in the data transfer logical network 30 is obtained. Further, the logical Mac address of the virtual network interface opposite to the logical link 40, and the physical IP address of the real network interface corresponding to the virtual network interface at both ends of the logical link 40, that is, the terminal accommodating device of the own transmission base obtained 120 and the actual network interface underbody line 10 1 side, the physical IP address of the real network interface corresponding to the virtual network interface next hop.

これらの情報を得ると、送信拠点の端末収容装置120は、受信したパケット((1)で受信したパケット、すなわち、送信サーバ110が送出したパケットのIPヘッダとペイロードの部分を合わせて「ペイロードパケット」と呼ぶ)に対して図15の(2)に示すようにヘッダの付け替えを行った後、next hopの仮想ネットワークインタフェースへ向けてパケットを送出する。図15の(2)に示したパケットは、ペイロードパケットに対して、next hopとなる仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスを宛先に含むL2ヘッダ、転送に用いられる論理リンク40を識別するためのGREキーを含むGREヘッダ、物理ネットワーク上での送信元、および、転送先となる実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを含むIPヘッダ(論理リンク40の両端の仮想ネットワークインタフェースに対応する実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスに相当)、および、パケットの転送先のデータ転送装置300の実ネットワークインタフェースの物理Macアドレスを宛先に含むL2ヘッダ、を内側から外側へ順に付与したものである。すなわち、受信した元のパケットにデータ転送用論理ネットワーク30内で使用するL2ヘッダとGREヘッダを付与したものを、実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを含むIPヘッダでカプセル化したものである。   Upon obtaining these pieces of information, the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base adds the IP header and payload portion of the received packet (the packet received in (1), that is, the packet sent by the transmission server 110 to the “payload packet”. After the header is changed as shown in (2) of FIG. 15, the packet is transmitted to the virtual network interface of the next hop. The packet shown in (2) of FIG. 15 is the GRE key for identifying the L2 header that includes the logical Mac address of the virtual network interface that will be the next hop as the destination, and the logical link 40 that is used for the transfer. IP header including the physical network interface IP address (the physical network interface corresponding to the virtual network interface at both ends of the logical link 40) And an L2 header including the physical Mac address of the real network interface of the data transfer apparatus 300 that is the packet transfer destination as the destination, in order from the inside to the outside. That is, the received original packet added with the L2 header and GRE header used in the data transfer logical network 30 is encapsulated with the IP header including the physical IP address of the actual network interface.

送信拠点の端末収容装置120から送出された上記のパケットは、最も外側のL2ヘッダの宛先である物理Macアドレスに基づいてサブネットワーク101上を転送され、転送先のデータ転送装置300に到達する。   The packet transmitted from the terminal accommodating device 120 at the transmission base is transferred on the sub-network 101 based on the physical Mac address that is the destination of the outermost L2 header, and reaches the data transfer device 300 as the transfer destination.

このパケットを受信したデータ転送装置300は、自身が保持する実ネットワークインタフェース管理表(図13)を参照して、受信したパケットの最も外側のL2ヘッダの宛先が、パケットが届いた実ネットワークインタフェースの物理Macアドレスと一致することを確認すると、最も外側のIPヘッダの宛先アドレスを参照する。そして、実ネットワークインタフェース管理表を参照して、この宛先アドレスが自身の実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスであることを確認すると、パケットの転送先となる内部のデータ転送用論理ネットワーク30を識別するために、パケットのGREヘッダの中のGREキーの値を参照する。   The data transfer apparatus 300 that has received this packet refers to the real network interface management table (FIG. 13) held by itself, and the destination of the outermost L2 header of the received packet is the address of the real network interface to which the packet has arrived. If it matches the physical Mac address, it refers to the destination address in the outermost IP header. Then, referring to the real network interface management table and confirming that this destination address is the physical IP address of its own real network interface, it identifies the internal data transfer logical network 30 that is the packet transfer destination. Then, refer to the value of the GRE key in the GRE header of the packet.

そして、自身が保持する仮想ネットワークインタフェース管理表(図13)を参照して、上記のGREキーの値に対応する仮想ネットワークインタフェースIDを特定し、その仮想ネットワークインタフェースを当該パケットの内部データ転送用論理ネットワーク30の転送先と判断する。   Then, referring to the virtual network interface management table (FIG. 13) held by itself, the virtual network interface ID corresponding to the value of the GRE key is specified, and the virtual network interface is designated as the internal data transfer logic of the packet. It is determined as a transfer destination of the network 30.

パケットの転送先の仮想ネットワークインタフェースが判明すると、データ転送装置300は、カプセル化に用いていたIPヘッダとGREヘッダを当該パケットから削除したパケットをその仮想ネットワークインタフェースへ転送する。   When the virtual network interface to which the packet is transferred is determined, the data transfer device 300 transfers the packet in which the IP header and GRE header used for encapsulation are deleted from the packet to the virtual network interface.

この仮想ネットワークインタフェースを介して上記のパケットを受信した論理ノードは、仮想ネットワーク管理表を参照して、データ転送用論理ネットワーク30内L2ヘッダの宛先Macアドレスが、パケットが届いた仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスに一致することを確認すると、IPレイヤでの処理が必要であると判断し、カプセル化されていた元のパケット、すなわち、ペイロードパケットの宛先IPアドレスを参照する。本説明の場合、その宛先IPアドレスは受信端末210の物理IPアドレスであるため、他のデータ転送装置か受信拠点の端末収容装置220のいずれかにパケットを転送する必要があると判断し、論理ネットワーク内でのIPパケット転送に関する経路表を検索する(経路表の内容を作成する方法は後述する)。そして、パケットの転送先となるnext hopの仮想ネットワークインタフェース(直近のデータ転送装置、または、受信拠点の端末収容装置220の仮想ネットワークインタフェース)、および、パケットの送出元となる自身の仮想ネットワークインタフェースを特定する。   The logical node that has received the packet via this virtual network interface refers to the virtual network management table, and the destination Mac address of the L2 header in the data transfer logical network 30 is the logical network interface logic that the packet has arrived at. If it matches with the Mac address, it is determined that processing at the IP layer is necessary, and the original packet that has been encapsulated, that is, the destination IP address of the payload packet is referred to. In the case of this description, since the destination IP address is the physical IP address of the receiving terminal 210, it is determined that the packet needs to be transferred to either the other data transfer device or the terminal accommodating device 220 at the receiving base. Search the routing table for IP packet transfer in the network (how to create the routing table contents will be described later). Then, the next hop virtual network interface (the most recent data transfer device or the virtual network interface of the terminal accommodating device 220 at the receiving base) serving as the packet transfer destination, and its own virtual network interface serving as the packet transmission source Identify.

なお、上記のように、送信拠点の端末収容装置120の外部(ユーザ拠点側)、及び、受信拠点の端末収容装置220の外部(ユーザ拠点側)にある端末の識別にはその端末の物理IPアドレスを使用する。そして、上記のように、論理ネットワーク30内ではこの物理IPアドレスをもとにパケットの宛先への転送行う(端末へ到達するためのIPアドレス情報、すなわち、端末を収容するユーザ拠点のVLANのIPネットワークアドレスは、後述する図20の手順により送信拠点の端末収容装置120、及び、受信拠点の端末収容装置220から各データ転送用論理ネットワーク30内へ広報される。これにより、各データ転送用論理ネットワーク30内では端末の物理IPアドレスに基づくパケット転送が可能となる)。したがって、ユーザ拠点のVLANのIPネットワークアドレスは、全てのデータ転送用論理ネットワーク30内のIPネットワークアドレスと重複しないことが必要である。   As described above, the physical IP of the terminal is used to identify the terminal outside the terminal accommodating device 120 at the transmission base (user base side) and the terminal outside the terminal accommodating device 220 at the receiving base (user base side). Use an address. As described above, in the logical network 30, the packet is forwarded to the destination based on this physical IP address (IP address information for reaching the terminal, that is, the IP of the user base VLAN that accommodates the terminal) The network address is advertised from the terminal accommodating device 120 at the transmission base and the terminal accommodating device 220 at the receiving base into each data transfer logical network 30 by the procedure of Fig. 20 described later. Packet transfer based on the physical IP address of the terminal is possible in the network 30). Therefore, it is necessary that the IP network address of the VLAN of the user base does not overlap with the IP network address in all the data transfer logical networks 30.

経路表の検索を行った論理ノードは上記の情報を特定すると、次に、ペイロードパケットに対して、新たなデータ転送用論理ネットワーク30内L2ヘッダ、GREヘッダ、カプセル化のためのIPヘッダ、および、物理ネットワーク内L2ヘッダを付与し、next hopとなる装置へ送信するパケットを作成する。これらのヘッダの作成に必要な情報は以下のようにして得る。   When the logical node that has searched the routing table identifies the above information, next, for the payload packet, a new L2 header in the logical network 30 for data transfer, a GRE header, an IP header for encapsulation, and Then, a physical network L2 header is added and a packet to be transmitted to the next hop device is created. Information necessary for creating these headers is obtained as follows.

まず、データ転送用論理ネットワーク30内L2ヘッダの宛先Macアドレスの値は、データ転送用論理ネットワーク30内でのARP処理を介して獲得する。具体的には、論理ノード上で動作するソフトウェアプロセスであるARPプロセスが、データ転送用論理ネットワーク30内でnext hopの仮想ネットワークインタフェースの論理IPアドレス(このアドレスはIPパケット転送の経路表から得る)に対応する論理Macアドレスを知るためのARP queryパケットをデータ転送用論理ネットワーク30内の当該サブネットワークに対してブロードキャストする。すなわち、宛先IPアドレスが当該サブネットワークにおけるIPブロードキャストアドレスで、データ転送用論理ネットワーク30内L2ヘッダの宛先がブロードキャストアドレスであるパケットを送出する。このパケットは物理ネットワークに送出される際には、論理リンク識別用のGREキーを含んだGREヘッダ、宛先IPアドレスに物理ネットワークにおける当該サブネットワークのIPブロードキャストアドレスを含むカプセル化のためのIPヘッダ、そして、宛先Macアドレスにブロードキャストアドレスを含むL2ヘッダが付与される。このARP queryの対象となっている論理IPアドレスを付与された仮想ネットワークインタフェースを有するデータ転送装置の論理ノードのARPプロセスは、ARP queryの送信元に対し、当該仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスを返信するためのARP replyパケットを返信する。元のARP queryの送信者は、このARP replyにより、データ転送用論理ネットワーク30におけるnext hopの仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスの値を知る。   First, the value of the destination Mac address of the L2 header in the data transfer logical network 30 is obtained through ARP processing in the data transfer logical network 30. Specifically, the ARP process, which is a software process operating on the logical node, performs the logical IP address of the virtual network interface of the next hop in the data transfer logical network 30 (this address is obtained from the IP packet transfer route table). An ARP query packet for knowing the logical Mac address corresponding to is broadcast to the subnetwork in the data transfer logical network 30. That is, a packet in which the destination IP address is the IP broadcast address in the subnetwork and the destination of the L2 header in the data transfer logical network 30 is the broadcast address is transmitted. When this packet is sent to a physical network, a GRE header including a GRE key for logical link identification, an IP header for encapsulation including the IP broadcast address of the subnetwork in the physical network as a destination IP address, Then, an L2 header including a broadcast address is added to the destination Mac address. The ARP process of the logical node of the data transfer device that has the virtual network interface to which the logical IP address that is the target of this ARP query is given returns the logical Mac address of the virtual network interface to the ARP query source. ARP reply packet is sent back. The sender of the original ARP query knows the value of the logical Mac address of the virtual network interface of the next hop in the data transfer logical network 30 by this ARP reply.

GREヘッダに含めるGREキーの値は、パケットの送出先となる論理リンク40を識別するID、すなわち、経路表から得た、パケットの送出元となる自身の仮想ネットワークインタフェースに紐づけられた論理リンク40のIDである。したがって、この値は、仮想ネットワークインタフェース管理表の当該仮想ネットワークインタフェースIDのエントリの中のGREキーの値か知ることができる。   The value of the GRE key included in the GRE header is an ID for identifying the logical link 40 that is the packet transmission destination, that is, the logical link that is obtained from the routing table and is associated with its own virtual network interface that is the packet transmission source. 40 IDs. Therefore, this value can be known as the value of the GRE key in the entry of the virtual network interface ID in the virtual network interface management table.

また、このエントリの中の実ネットワークインタフェースIDは、パケットの送出元の仮想ネットワークインタフェースに紐づけられた実ネットワークインタフェースを識別するIDであり、この実ネットワークインタフェースの物理IPアドレス、物理Macアドレスをそれぞれ、カプセル化のためのIPヘッダと物理ネットワーク内L2ヘッダの送信元アドレスに格納する必要がある。これらの値は実ネットワークインタフェース管理表(図13(b),(e))より得る。   The real network interface ID in this entry is an ID for identifying the real network interface associated with the virtual network interface that is the source of the packet, and the physical IP address and physical Mac address of this real network interface are respectively indicated. It is necessary to store the IP header for encapsulation and the source address of the L2 header in the physical network. These values are obtained from the actual network interface management table (FIGS. 13B and 13E).

また、カプセル化のためのIPヘッダと物理ネットワーク内L2ヘッダの宛先アドレスの値については、パケットの送出先となる論理リンク40の先の対向装置の実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスと物理Macアドレスを格納する必要がある。これらのアドレスは、対向実ネットワークインタフェース管理表(図13(c),(f))を参照し、上記のGREキーを含むエントリから得ることができる。   In addition, as for the value of the IP header for encapsulation and the destination address value in the L2 header in the physical network, the physical IP address and physical Mac address of the real network interface of the opposite device ahead of the logical link 40 that is the packet transmission destination Must be stored. These addresses can be obtained from the entry including the above GRE key with reference to the opposite real network interface management table (FIGS. 13C and 13F).

以上の処理を経て各種ヘッダを付与し作成された新たな送信パケットは、送信元となる自身の仮想ネットワークインタフェースから送出される。この新たな送信パケットは、next hopに相当する転送先の装置がデータ転送装置300の場合は図15中の(3)のようになり、受信拠点の端末収容装置220の場合は図15中の(4)のようになる。   A new transmission packet created by giving various headers through the above processing is sent out from its own virtual network interface as a transmission source. This new transmission packet is as shown in (3) in FIG. 15 when the transfer destination device corresponding to the next hop is the data transfer device 300, and in the case of the terminal accommodating device 220 at the receiving base in FIG. It becomes like (4).

送信サーバ110から送出されたペイロードパケットは、以上のようにしてデータ転送装置300間を転送されていき、やがて受信拠点の端末収容装置220へ到達する。パケットを受信した受信拠点の端末収容装置220は、図22に示す処理を実施して(詳細は後述する)、図15中の(5)の「受信拠点の端末収容装置から受信端末への転送パケット」を受信端末210へ転送する。以上により、送信サーバ110から送出された図15の(1)の「送信サーバから送信側端末収容装置への転送パケット」のペイロードが受信端末210へ到達する。以上が、図15にもとづく、コンテンツの送信サーバから受信端末210に到達するまでの各所におけるパケットの形式、および、データ転送用論理ネットワーク30や物理ネットワークにおいてパケットが転送される仕組みの説明である。   The payload packet sent from the transmission server 110 is transferred between the data transfer devices 300 as described above, and eventually reaches the terminal accommodating device 220 at the receiving base. The terminal accommodating apparatus 220 at the receiving base that has received the packet performs the processing shown in FIG. 22 (details will be described later), and “transfer from the terminal accommodating apparatus at the receiving base to the receiving terminal” in (5) in FIG. “Packet” is transferred to the receiving terminal 210. As described above, the payload of the “transfer packet from the transmission server to the transmission side terminal accommodating device” in FIG. 15 (1) sent from the transmission server 110 reaches the reception terminal 210. The above is the description of the packet format in various places from the content transmission server to the reception terminal 210 and the mechanism of packet transfer in the data transfer logical network 30 and physical network based on FIG.

<経路表構築方法>
次に、データ転送用論理ネットワーク30内でIPパケットを転送するための経路表の構築方法について説明する。これについては、通常のIPネットワークの場合と同様に経路制御プロトコルを用いるものとする。経路制御プロトコルの実行は、データ転送装置300においては論理ノードを構成するVM内のソフトウェアプロセスである経路情報交換プロセスによって行われ、送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220においてはそれが接続されているデータ転送用論理ネットワーク30毎に存在する経路情報広報プロセス(後述)によって行われるものとする。送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220とデータ転送装置300のこれらの経路制御プロトコルの実行主体がデータ転送用論理ネットワーク30内で、仮想ネットワークインタフェースに付与したアドレス体系に基づく経路情報(サブネットアドレス情報)を交換することにより、ユーザ拠点間の送信サーバ110と受信端末210との通信経路を確立する。
<Route table construction method>
Next, a method for constructing a routing table for transferring IP packets in the data transfer logical network 30 will be described. For this, a routing protocol is used in the same way as in the case of a normal IP network. In the data transfer device 300, the route control protocol is executed by a route information exchange process, which is a software process in the VM constituting the logical node, and in the terminal accommodation device 120 at the transmission base and the terminal accommodation device 220 at the reception base. It is assumed that it is performed by a route information publicizing process (described later) existing for each data transfer logical network 30 to which it is connected. A route based on the address system assigned to the virtual network interface by the execution subject of these route control protocols of the terminal accommodation device 120 at the transmission base, the terminal accommodation device 220 at the reception base, and the data transfer device 300 in the data transfer logical network 30. By exchanging information (subnet address information), a communication path between the transmission server 110 and the reception terminal 210 between the user bases is established.

なお、ユーザ端末(送信サーバ、受信端末)を接続するサブネットワークに付与するサブネットアドレスは、そのサブネットワークが収容される可能性のある全てのデータ転送用論理ネットワーク30内の論理リンク40の論理IPアドレスに対応するサブネットアドレス、および、バックボーンネットワークの物理リンクの物理IPアドレスに対応するサブネットアドレスと重複のない形で付与されているものとする。また、全てのデータ転送用論理ネットワーク30内の論理リンク40の論理IPアドレスに対応するサブネットアドレスは、バックボーンネットワークの物理リンクの物理IPアドレスに対応するサブネットアドレスと重複のない形で付与されているものとする。ただし、データ転送用論理ネットワーク30内のサブネットアドレスについては、データ転送用論理ネットワーク30間で重複があってもよい。   Note that the subnet address assigned to the subnetwork to which the user terminal (transmission server, receiving terminal) is connected is the logical IP of the logical link 40 in all the data transfer logical networks 30 that can accommodate the subnetwork. It is assumed that the subnet address corresponding to the address and the subnet address corresponding to the physical IP address of the physical link of the backbone network are assigned in a form that does not overlap. In addition, the subnet address corresponding to the logical IP address of the logical link 40 in all the data transfer logical networks 30 is given in a form that does not overlap with the subnet address corresponding to the physical IP address of the physical link of the backbone network. Shall. However, the subnet address in the data transfer logical network 30 may overlap between the data transfer logical networks 30.

論理ノードの経路情報広報プロセス同士は通常のIPネットワーク上で行われるのと同じ方法で経路情報交換を行う。送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220の経路情報広報プロセス(詳しくは図18で後述する)は、自身の送信拠点の端末収容装置に接続されているユーザ拠点の送信サーバ110,受信端末210を収容するサブネットワークのうち、自身が属するデータ転送用論理ネットワーク30に収容されているサブネットワークのサブネットアドレスを当該データ転送用論理ネットワーク30内に広報する。なお、後述のように、本実施形態においては簡単のため送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220は1つのデータ転送用論理ネットワーク30に接続する論理リンク40を1つしかもたない設計とするため、送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220の経路情報広報プロセスはデータ転送装置300上の経路情報転送プロセスから広報されてくる経路情報を受信する必要はない。送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220の経路情報広報プロセスの動作の詳細は後述する。以上がデータ転送用論理ネットワーク30内でIPパケットを転送する経路表の構築方法についての説明である。   The logical node route information public information processes exchange route information in the same way as is done on a normal IP network. The route information publicity process (details will be described later in FIG. 18) of the terminal accommodation device 120 at the transmission base and the terminal accommodation device 220 at the reception base is performed by the transmission server 110 at the user base connected to the terminal accommodation device at its own transmission base. The subnet address of the subnetwork accommodated in the data transfer logical network 30 to which the receiving terminal 210 belongs is advertised in the data transfer logical network 30. As will be described later, in this embodiment, for simplicity, the terminal accommodation device 120 at the transmission base and the terminal accommodation device 220 at the reception base have only one logical link 40 connected to one logical network 30 for data transfer. Therefore, the route information publicizing process of the terminal accommodating device 120 at the transmission base and the terminal accommodating device 220 at the receiving base need not receive the route information broadcast from the route information transferring process on the data transfer device 300. . Details of the operation of the route information publicizing process of the terminal accommodation device 120 at the transmission base and the terminal accommodation device 220 at the reception base will be described later. This completes the description of the routing table construction method for forwarding IP packets within the data transfer logical network 30.

<端末収容装置の構成処理>
次に、端末収容装置120(220)の構成について説明する。送信拠点の端末収容装置120は、ネットワークのユーザの拠点内に設置する装置で、ユーザ拠点側のサブネットワークに対し、それらを収容するバックボーンネットワーク側のデータ転送用論理ネットワーク30を動的に変更する機能を実現する装置である。ユーザ拠点側のサブネットワークとして、本実施形態ではL2 VLAN (以下、VLAN)を収容することとし、1つのVLAN毎に1台の端末を接続するものとする。以降の説明では、ユーザ拠点側のサブネットワークをVLAN回線と呼ぶ。
<Configuration processing of terminal accommodating device>
Next, the configuration of the terminal accommodating device 120 (220) will be described. The terminal accommodation device 120 at the transmission base is a device installed in the base of the user of the network, and dynamically changes the logical network 30 for data transfer on the backbone network side that accommodates the subnetwork on the user base side. It is a device that realizes the function. In this embodiment, an L2 VLAN (hereinafter referred to as VLAN) is accommodated as a sub-network on the user base side, and one terminal is connected to each VLAN. In the following description, the subnetwork on the user base side is referred to as a VLAN line.

データ転送装置300との物理的な接続方法に関しては、1台の送信拠点の端末収容装置120(220)を複数のデータ転送装置300に接続することも、また、複数の送信拠点の端末収容装置120(受信拠点の端末収容装置220)を1台のデータ転送装置300に収容することも可能である。   Regarding the physical connection method with the data transfer device 300, it is possible to connect the terminal accommodating device 120 (220) of one transmission base to a plurality of data transfer devices 300, or to connect the terminal accommodating device of a plurality of transmission bases. 120 (the terminal accommodating device 220 at the reception base) can be accommodated in one data transfer device 300.

また、データ転送用論理ネットワーク30との接続に関しては、それぞれのデータ転送用論理ネットワーク30に対応した論理リンク40をデータ転送装置300との間の物理リンクの上に構築するが、本実施形態においては簡単のため、1台の送信拠点の端末収容装置120(220)はある1つのデータ転送用論理ネットワーク30に接続する論理リンクは1本しか持たない設計とする。   In connection with the connection with the data transfer logical network 30, the logical links 40 corresponding to the respective data transfer logical networks 30 are constructed on the physical links between the data transfer apparatuses 300. For simplicity, the terminal accommodating device 120 (220) at one transmission base is designed to have only one logical link connected to one data transfer logical network 30.

端末収容装置120(220)とデータ転送装置300との物理的な接続、および、データ転送用論理ネットワーク30の構成例を図16に示す。この例のように、1台の「端末収容装置1」を複数の「データ転送装置1」と「データ転送装置2」に物理的に接続することも、また、1台の「データ転送装置2」に複数の「端末収容装置1」と「端末収容装置2」を物理的に接続することもできる。ただし、各「端末収容装置1」,「端末収容装置2」は、1つの論理ネットワークに接続する論理リンクは1本しか持たない。例えば、「端末収容装置1」は、「論理ネットワーク1」への入り口となる論理リンクを「データ転送装置1」へ繋がる物理リンク上に構築しているが、このような論理リンクを同じ物理リンク上に2本構築したり、あるいは、「データ転送装置2」へ繋がる物理リンク上へ構築することはしないものとする。   FIG. 16 shows a physical connection between the terminal accommodating device 120 (220) and the data transfer device 300, and a configuration example of the data transfer logical network 30. As in this example, it is possible to physically connect one “terminal accommodating apparatus 1” to a plurality of “data transfer apparatuses 1” and “data transfer apparatuses 2”, or one “data transfer apparatus 2”. A plurality of “terminal accommodating apparatus 1” and “terminal accommodating apparatus 2” can be physically connected to “.” However, each of “terminal accommodating apparatus 1” and “terminal accommodating apparatus 2” has only one logical link connected to one logical network. For example, “terminal accommodating device 1” has a logical link that is an entrance to “logical network 1” built on a physical link that connects to “data transfer device 1”. Such a logical link is the same physical link. It is assumed that the above two are not constructed or constructed on a physical link connected to “data transfer apparatus 2”.

本実施形態における端末収容装置120(220)の内部構成を図17に示す。端末収容装置120(220)は、複数のVLAN回線によってユーザ拠点内の端末と接続され、また、複数のバックボーン回線によってデータ転送装置300と接続される。また、端末収容装置120(220)はその内部に、VLANインタフェース160、バックボーンインタフェース165、データスイッチ部123、可用帯域測定部124、収容ネットワーク変更部125、および、経路設定管理部126を有する。以下では、送信拠点の端末収容装置120について説明するが、受信拠点の端末収容装置220についても同様である。   FIG. 17 shows an internal configuration of the terminal accommodating device 120 (220) in the present embodiment. The terminal accommodating apparatus 120 (220) is connected to a terminal in the user base via a plurality of VLAN lines, and is connected to the data transfer apparatus 300 via a plurality of backbone lines. The terminal accommodating device 120 (220) includes a VLAN interface 160, a backbone interface 165, a data switch unit 123, an available bandwidth measuring unit 124, an accommodated network changing unit 125, and a route setting managing unit 126 therein. Hereinafter, the terminal accommodation device 120 at the transmission base will be described, but the same applies to the terminal accommodation device 220 at the reception base.

VLANインタフェース160は、ユーザ拠点内の送信サーバ110との接続に用いられるVLAN回線170を終端するもので、VLAN回線170を介したパケットの入出力処理を行う。   The VLAN interface 160 terminates the VLAN line 170 used for connection with the transmission server 110 in the user base, and performs input / output processing of packets via the VLAN line 170.

バックボーンインタフェース165は、データ転送装置300との接続に用いられるバックボーン回線180を終端するもので、バックボーン回線180を介したパケットの入出力処理を行う。   The backbone interface 165 terminates the backbone line 180 used for connection with the data transfer apparatus 300 and performs input / output processing of packets via the backbone line 180.

データスイッチ部123は、VLANインタフェース160とバックボーンインタフェース165の間でのパケット転送におけるスイッチの役割を果たすもので、これにより、パケットが随時適切な転送先へ転送される。   The data switch unit 123 plays a role of a switch in packet transfer between the VLAN interface 160 and the backbone interface 165, whereby the packet is transferred to an appropriate transfer destination as needed.

可用帯域測定部124、および、収容ネットワーク変更部125は、前述した可用大気測定機能、収容ネットワーク変更機能を指し、ともに本発明の特徴を成す手段の一部である。経路設定管理部125は、バックボーンネットワーク上のデータ転送用論理ネットワーク30を介した拠点間の通信、すなわち、IPルーティングに必要な経路情報の設定と管理を行う。なお、送信拠点の端末収容装置120内部において、パケットはデータスイッチ部123と図17中に記載のデータ信号線127の上を転送される。これとは別の、図17中に記載の共通制御信号線128は、各種制御に伴う各部の間の通信に用いられる。   The usable bandwidth measuring unit 124 and the accommodation network changing unit 125 indicate the above-described usable atmosphere measurement function and accommodation network changing function, and are both part of the means that characterize the present invention. The route setting management unit 125 sets and manages route information necessary for communication between bases via the data transfer logical network 30 on the backbone network, that is, IP routing. The packet is transferred on the data switch unit 123 and the data signal line 127 shown in FIG. Separately, the common control signal line 128 described in FIG. 17 is used for communication between the respective units associated with various controls.

経路設定管理部125と収容ネットワーク変更部126の構成を図18に、可用帯域測定部124の構成を図19に示す。可用帯域測定部124はその内部に、外部または本実施形態のシステム内に設置したNTPサーバと同期した時刻情報を生成可能な時刻情報提供部310を有する。この時刻情報提供部310の実体は、NTPサーバと同期した一般の計算機システムの時刻管理システムでよい。可用帯域測定部124の内部の可用帯域測定プロセス320は、この時刻情報提供部310によって提供される時刻情報を用いて、NTPサーバと同期した時刻にもとづく動作を行う。   The configuration of the route setting management unit 125 and the accommodated network changing unit 126 is shown in FIG. 18, and the configuration of the available bandwidth measuring unit 124 is shown in FIG. The available bandwidth measuring unit 124 includes therein a time information providing unit 310 that can generate time information synchronized with an NTP server installed outside or in the system of the present embodiment. The entity of the time information providing unit 310 may be a time management system of a general computer system synchronized with an NTP server. The available bandwidth measurement process 320 inside the available bandwidth measuring unit 124 uses the time information provided by the time information providing unit 310 to perform an operation based on the time synchronized with the NTP server.

以下では、上記の構成を有する送信拠点の端末収容装置120の動作の詳細を説明する。まず、データ転送用論理ネットワーク30を介した拠点間通信に必要な経路情報を設定する方法について、図18を参照しながら説明する。   Below, the detail of operation | movement of the terminal accommodation apparatus 120 of the transmission base which has said structure is demonstrated. First, a method for setting route information necessary for communication between bases via the data transfer logical network 30 will be described with reference to FIG.

経路設定管理部125は、当該送信拠点の端末収容装置120が収容しているVLANに割り当てているIPネットワークアドレスの経路情報を、それぞれのVLANを収容しているデータ転送用論理ネットワーク30に広報する経路情報広報プロセス511と、データ転送用論理ネットワーク30内におけるMACアドレス解決を実行するARPプロセス513、および、当該データ転送用論理ネットワーク30におけるnext hopのデータ転送装置の仮想ネットワークインタフェースの論理IPアドレスと論理Macアドレスの対を保持するARP表512、をデータ転送用論理ネットワーク30毎に有する。   The route setting management unit 125 advertises the route information of the IP network address assigned to the VLAN accommodated by the terminal accommodating device 120 of the transmission base to the data transfer logical network 30 accommodating each VLAN. The route information publicizing process 511, the ARP process 513 for executing the MAC address resolution in the data transfer logical network 30, and the logical IP address of the virtual network interface of the next hop data transfer device in the data transfer logical network 30 Each data transfer logical network 30 has an ARP table 512 that holds pairs of logical Mac addresses.

上記のARP表512のnext hopの論理IPアドレスは、後述図25のS308、および、図27のステップS508でその値が決定され、ARP表512への値の書き込みは網サービスのユーザが行う。上記のARPプロセス513は、この論理IPアドレスの値がARP表512に書き込まれた時点で、当該仮想ネットワークインタフェースの論理Macアドレスを解決するためのARP処理を開始する。具体的には、データ転送装置300の論理ノード上のARPプロセスと同様に、ARP queryパケットをデータ転送用論理ネットワーク30内の当該サブネットワークに対してブロードキャストし(このブロードキャストアドレスは、上記論理IPアドレスから分かる)、サブネット内のデータ転送装置300から返信されてくるARP replyによって所望の論理Macアドレスの情報を得、ARP表512に書き込む。   The logical IP address of next hop in the ARP table 512 is determined in S308 in FIG. 25 and step S508 in FIG. 27, which will be described later, and the value is written into the ARP table 512 by the user of the network service. The ARP process 513 starts ARP processing for resolving the logical Mac address of the virtual network interface when the value of the logical IP address is written in the ARP table 512. Specifically, similarly to the ARP process on the logical node of the data transfer apparatus 300, the ARP query packet is broadcast to the subnetwork in the data transfer logical network 30 (this broadcast address is the logical IP address). The desired logical Mac address information is obtained from the ARP reply returned from the data transfer device 300 in the subnet, and written in the ARP table 512.

収容ネットワーク変更部126は、VLAN管理表410、バックボーンインタフェース管理表420、対向実ネットワークインタフェース管理表430、収容ネットワーク管理表440、論理ネットワーク接続管理表450、仮想ネットワークインタフェース管理表460、の6つの管理表を有する。   The accommodated network changing unit 126 has six managements: a VLAN management table 410, a backbone interface management table 420, an opposed real network interface management table 430, an accommodated network management table 440, a logical network connection management table 450, and a virtual network interface management table 460. Has a table.

VLAN管理表410は、送信拠点の端末収容装置120の各VLAN回線170の識別子であるVLANインタフェースID、当該VLAN回線170上で使用されているL2 VLANのID、および、そのVLANに対して割り当てられているIPネットワークアドレス(サブネットワークアドレス)を保持する。これらの値は全て1対1に対応する。また、これらの値は全てネットワーク輻輳回避システムを物理的に構築する際に決定する値で、表への値の書き込みは網サービスのユーザが行う。   The VLAN management table 410 is assigned to the VLAN interface ID, which is the identifier of each VLAN line 170 of the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base, the ID of the L2 VLAN used on the VLAN line 170, and the VLAN. Keep the IP network address (subnetwork address). These values all correspond one to one. These values are all values that are determined when the network congestion avoiding system is physically constructed, and values are written to the table by the network service user.

バックボーンインタフェース管理表420は、データ転送装置300における実ネットワークインタフェース管理表(図15)に相当するもので、送信拠点の端末収容装置120の各バックボーンインタフェース165の識別子であるバックボーンインタフェースIDと、当該バックボーンインタフェース165に付与された物理IPアドレスと物理Macアドレスを保持する。これらの値は全て1対1に対応する。また、これらの値は全てネットワーク輻輳回避システムを物理的に構築する際に決定する値で、この表への値の書き込みは網サービスのユーザが行う。   The backbone interface management table 420 corresponds to the real network interface management table (FIG. 15) in the data transfer device 300, and the backbone interface ID that is the identifier of each backbone interface 165 of the terminal accommodating device 120 at the transmission base, and the backbone. The physical IP address and physical Mac address assigned to the interface 165 are held. These values all correspond one to one. These values are all values that are determined when the network congestion avoiding system is physically constructed, and the network service user writes the values in this table.

対向実ネットワークインタフェース管理表430は、データ転送装置300が有するもの(図15)と同様で、当該送信拠点の端末収容装置120が接続されているそれぞれのデータ転送用論理ネットワーク30においてデータ転送装置300との接続に使用されている論理リンク40の識別子であるGREキーの値、および、その論理リンク40の先にある対向の仮想ネットワークインタフェースが紐づけられているデータ転送装置300の実ネットワークインタフェースの物理IPアドレスを保持する。これらの値は、図25のステップS304、および、図27のステップS504の通知の際に提供されるデータ転送用論理ネットワーク30に関する情報から特定が可能であるものとし、表への値の書き込みは網サービスのユーザが行う。   The opposite real network interface management table 430 is the same as that of the data transfer device 300 (FIG. 15), and the data transfer device 300 in each data transfer logical network 30 to which the terminal accommodating device 120 of the transmission base is connected. Of the real network interface of the data transfer apparatus 300 to which the value of the GRE key that is the identifier of the logical link 40 used for connection to the virtual link interface and the opposite virtual network interface ahead of the logical link 40 is linked. Holds the physical IP address. These values can be identified from the information regarding the logical network 30 for data transfer provided at the time of notification in step S304 in FIG. 25 and step S504 in FIG. Performed by network service users.

収容ネットワーク管理表440は、前記のVLAN管理表410におけるVLAN IDで識別されるユーザ拠点側のそれぞれのVLAN回線について、そのVLAN回線を収容する論理ネットワークの識別子である論理ネットワークIDを並べたリストを保持する。論理ネットワークIDのリストを保持する理由は、本実施形態においては、1つのVLANを1つの論理ネットワークだけでなく複数の論理ネットワークに収容することも想定するためである。なお、各データ転送用論理ネットワーク30に対応づけられるIDの値は、後述する図25、および、図27のデータ転送用論理ネットワーク30の構築処理が行われる際に決定されネットワークデータベースへ登録されるものを使用する。また、収容ネットワーク管理表440の内容は、コンテンツデータの伝送開始や伝送途中における通信品質管理装置からの指示に基づき、送信拠点の端末収容装置120内の収容ネットワーク変更部126により設定される。   The accommodated network management table 440 is a list in which logical network IDs that are identifiers of logical networks accommodating the VLAN lines are arranged for each VLAN line on the user base side identified by the VLAN ID in the VLAN management table 410. Hold. The reason for holding the list of logical network IDs is that in the present embodiment, it is assumed that one VLAN is accommodated not only in one logical network but also in a plurality of logical networks. The ID value associated with each data transfer logical network 30 is determined and registered in the network database when the construction process of the data transfer logical network 30 shown in FIGS. 25 and 27 described later is performed. Use things. The contents of the accommodation network management table 440 are set by the accommodation network changing unit 126 in the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base based on an instruction from the communication quality management apparatus in the middle of transmission of content data or during transmission.

論理ネットワーク接続管理表450は、前記の収容ネットワーク管理表440におけるそれぞれの論理ネットワークIDに対応するデータ転送用論理ネットワーク30について、そのデータ転送用論理ネットワーク30の中で当該送信拠点の端末収容装置120とデータ転送装置300との接続に使用されている論理リンク40の識別子であるGREキーを保持する。前述のように、1台の送信拠点の端末収容装置はある1つのデータ転送用論理ネットワーク30に接続する論理リンクは1本しか持たないため、表中の論理ネットワークIDとGREキーの値は1対1に対応する。なお、各論理リンク40とGREキーの値の対応づけは、後述する図25のステップS303、および、図27のステップS503のデータ転送用論理ネットワーク30構築操作の際に決定されるものとし(GREキーの値を払い出すための具体的な方法は本明細書では規定しない)、その対応づけは図25のステップS304、および、図27のステップS504の通知の際に提供されるデータ転送用論理ネットワーク30に関する情報から抽出が可能であるものとする(同通知において提供される論理ネットワークに関する情報の具体的な内容は本明細書では規定しない)。論理ネットワーク接続管理表の内容は、この通知に基づいて網サービスのユーザが行う。   The logical network connection management table 450 is the data transfer logical network 30 corresponding to each logical network ID in the accommodation network management table 440, and the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base in the data transfer logical network 30. And a GRE key which is an identifier of the logical link 40 used for connection between the data transfer apparatus 300 and the data transfer apparatus 300. As described above, since the terminal accommodating apparatus at one transmission base has only one logical link connected to one data transfer logical network 30, the logical network ID and GRE key values in the table are 1. Corresponds to pair 1. The association between each logical link 40 and the value of the GRE key is determined at the time of constructing the data transfer logical network 30 in step S303 in FIG. 25 and step S503 in FIG. The specific method for issuing the key value is not defined in this specification), and the correspondence is the logic for data transfer provided at the time of the notification in step S304 in FIG. 25 and step S504 in FIG. It is assumed that the information regarding the network 30 can be extracted (the specific contents of the information regarding the logical network provided in the notification are not specified in this specification). The contents of the logical network connection management table are performed by the network service user based on this notification.

仮想ネットワークインタフェース管理表は460、データ転送装置300が有するもの(図15)と同様のものである。当該送信拠点の端末収容装置120が有する、自身のバックボーンインタフェース165に紐づけられた仮想ネットワークインタフェースに関する情報を保持する表で、仮想ネットワークインタフェースを識別するID、その仮想ネットワークインタフェースに付与された論理IPアドレスと論理Macアドレス、当該仮想ネットワークインタフェースに紐づけられた論理リンク40を識別するGREキー、および、当該仮想ネットワークインタフェースに紐づけられた自装置のバックボーンインタフェースIDを保持する。これらの値は全て1対1に対応する。GREキーの値、および、仮想ネットワークインタフェースが紐づけられたバックボーンインタフェースのIDについては、図25のステップS304、および、図27のステップS504の通知の際に提供されるデータ転送用論理ネットワーク30に関する情報から特定が可能であるものとする。   The virtual network interface management table 460 is the same as that of the data transfer apparatus 300 (FIG. 15). A table that holds information related to the virtual network interface associated with its own backbone interface 165 that the terminal accommodating device 120 of the transmission base has, an ID that identifies the virtual network interface, and a logical IP that is assigned to the virtual network interface An address, a logical Mac address, a GRE key for identifying the logical link 40 associated with the virtual network interface, and a backbone interface ID of the own apparatus associated with the virtual network interface are stored. These values all correspond one to one. The value of the GRE key and the ID of the backbone interface associated with the virtual network interface are related to the data transfer logical network 30 provided at the time of the notification in step S304 of FIG. 25 and step S504 of FIG. It can be identified from the information.

また、論理IPアドレス、論理Macアドレスについては、図25のステップ308、及び、図27のステップ508でその値が決定され、表への書き込みは網サービス提供者が行う。   Further, the values of the logical IP address and the logical Mac address are determined in step 308 in FIG. 25 and step 508 in FIG. 27, and writing to the table is performed by the network service provider.

以上が端末収容装置の構成についての説明である。   The above is the description of the configuration of the terminal accommodating device.

<経路情報広報プロセス>
次に、送信拠点の端末収容装置120上の経路情報広報プロセス511が、当該送信拠点の端末収容装置120が収容しているVLANに割り当てているIPネットワークアドレスの経路情報を、それぞれのVLANを収容しているデータ転送用論理ネットワーク30に広報する方法について説明する。
<Route information PR process>
Next, the route information publicizing process 511 on the terminal accommodation device 120 at the transmission base accommodates the route information of the IP network address assigned to the VLAN accommodated by the terminal accommodation device 120 at the transmission base. A method for publicizing the data transfer logical network 30 will be described.

図20、図21に示すチャートは、1つの経路情報広報プロセス511が、対応するデータ転送用論理ネットワーク30内に経路情報を広報する動作の手順を示したものである。それぞれのデータ転送用論理ネットワーク30における経路交換を担う経路情報広報プロセス511が独立して図20、図21の動作を行うことにより、当該送信拠点の端末収容装置120が収容している全てのVLANのIPネットワークアドレスに関する経路情報の広報が達成される。   The charts shown in FIG. 20 and FIG. 21 show the procedure of the operation in which one route information public information process 511 publicizes the route information in the corresponding data transfer logical network 30. All the VLANs accommodated in the terminal accommodation device 120 at the transmission base are obtained by the route information publicizing process 511 responsible for route exchange in each data transfer logical network 30 performing the operations of FIGS. 20 and 21 independently. Publicity of routing information on IP network addresses is achieved.

図20、図21のチャートが示す手順について説明する。   The procedure shown in the charts of FIGS. 20 and 21 will be described.

ステップS1では、以降の処理で参照する収容ネットワーク変更部126の収容ネットワーク管理表440のエントリを指す変数を1に初期化する。   In step S1, a variable indicating an entry in the accommodated network management table 440 of the accommodated network changing unit 126 to be referred to in the subsequent processing is initialized to 1.

ステップS2では収容ネットワーク管理表440のそれぞれのエントリのVLAN IDで表されるVLAN回線70が自身のデータ転送用論理ネットワーク30に収容されているか否か、すなわち、そのVLAN IDに割り当てているIPネットワークアドレスに関する経路情報を自身のデータ転送用論理ネットワーク30内に広報する必要があるか否かを判定する。この判定のために、参照中のエントリの論理ネットワークIDリストの中に自身の論理ネットワークIDが含まれているか否かを検査する。もし含まれていれば広報する必要があるため、ステップS3以降でそのための処理を実行する。含まれていなければ広報する必要がないため、収容ネットワーク管理表440の最後のエントリまで処理が完了したがどうかを確認(ステップS13)し、完了していれば本チャートの処理を終了する。完了していなければ、収容ネットワーク管理表のエントリを指す変数の値を1だけ増やし(ステップS14)、ステップS2へ戻る。   In step S2, whether or not the VLAN circuit 70 represented by the VLAN ID of each entry of the accommodated network management table 440 is accommodated in its own data transfer logical network 30, that is, the IP network assigned to the VLAN ID. It is determined whether or not the route information related to the address needs to be advertised in the own data transfer logical network 30. For this determination, it is checked whether or not its own logical network ID is included in the logical network ID list of the entry being referred to. If it is included, it is necessary to publicize it, so the processing for that is executed after step S3. If it is not included, there is no need to publicize it, so it is confirmed whether or not the processing has been completed up to the last entry in the accommodation network management table 440 (step S13), and if it is completed, the processing of this chart is terminated. If not completed, the value of the variable indicating the entry in the accommodation network management table is increased by 1 (step S14), and the process returns to step S2.

ステップS3とステップS4は、当該VLANに割り当てており経路情報として広報する必要のあるIPネットワークアドレスを決定するための処理である。これは、VLAN管理表410の中から、ステップS2で参照したエントリのVLAN IDの値を含むエントリを見つけ、そのエントリに記載されているIPネットワークアドレスを得ることで達成される。   Steps S3 and S4 are processes for determining an IP network address that is assigned to the VLAN and needs to be advertised as route information. This is achieved by finding an entry including the VLAN ID value of the entry referenced in step S2 from the VLAN management table 410 and obtaining the IP network address described in the entry.

ステップS5では、論理ネットワーク接続管理表450の中から自身の論理ネットワークIDを有するエントリを検索し、対応するGREキー、すなわち、経路情報の送出に使用する論理リンク40を決定する。   In step S5, an entry having its own logical network ID is searched from the logical network connection management table 450, and a corresponding GRE key, that is, a logical link 40 used for transmission of route information is determined.

ステップS6〜S12は、ステップS5で決定した論理リンク40へ経路情報のパケットを送出する処理である。   Steps S6 to S12 are processes for sending a packet of route information to the logical link 40 determined in step S5.

ステップS6ではステップS5で得たGREキーを有する仮想ネットワークインタフェース管理表460のエントリを特定し、そのエントリから、そのGREキーの値によって表される論理リンク40に対応する仮想ネットワークインタフェースの論理IPアドレスと論理Macアドレス、および、当該論理リンクが重畳されているバックボーン回線を表すバックボーンインタフェースIDを得る。   In step S6, the entry of the virtual network interface management table 460 having the GRE key obtained in step S5 is specified, and the logical IP address of the virtual network interface corresponding to the logical link 40 represented by the value of the GRE key is determined from the entry. And the logical Mac address and the backbone interface ID representing the backbone line on which the logical link is superimposed.

ステップS7では、経路設定管理部125の自身の論理ネットワーク用リソースのARP表512を参照し、next hopの論理IPアドレスと論理Macアドレスを得る。この論理MacアドレスがARP表に書かれていなければ、ARPプロセスによる設定を待つ。   In step S7, the route setting management unit 125 refers to the ARP table 512 of its own logical network resource to obtain the next hop logical IP address and logical Mac address. If this logical Mac address is not written in the ARP table, it waits for setting by the ARP process.

ステップS8では、ステップS6で得たバックボーンインタフェースIDを有するバックボーンインタフェース管理表420のエントリを特定し、そのエントリから、物理IPアドレスと物理acアドレスを得る。   In step S8, an entry in the backbone interface management table 420 having the backbone interface ID obtained in step S6 is specified, and a physical IP address and a physical ac address are obtained from the entry.

ステップS9では、ステップS5で得たGREキーを有する対向実ネットワークインタフェース管理表430のエントリを特定し、そのエントリから物理IPアドレスを得る。   In step S9, the entry of the opposite real network interface management table 430 having the GRE key obtained in step S5 is specified, and the physical IP address is obtained from the entry.

ステップS10では、これまでのステップで得た情報を用いて、経路情報を広報するためにデータ転送用論理ネットワーク30内で使われるIPパケットを生成する。このパケットのペイロードはステップS4で決定した広報の対象となるVLAN回線のIPネットワークアドレスである。そして、このペイロードに対し、送信元IPアドレスとしてステップS6で得た論理IPアドレスを、宛先IPアドレスとしてステップS7で論理IPアドレスを含むIPヘッダを付与する。さらに、送信元のMacアドレスとしてステップS6で得た論理Macアドレスを、宛先MacアドレスとしてステップS7で得た論理Macアドレスを含むデータ転送用論理ネットワーク30内のL2ヘッダを付与する。   In step S10, an IP packet used in the data transfer logical network 30 for publicizing the route information is generated using the information obtained in the previous steps. The payload of this packet is the IP network address of the VLAN circuit to be publicized determined in step S4. Then, an IP header including the logical IP address obtained in step S6 as the transmission source IP address and the logical IP address including the logical IP address in step S7 is assigned to this payload as the destination IP address. Further, the L2 header in the data transfer logical network 30 including the logical Mac address obtained in step S6 as the source Mac address and the logical Mac address obtained in step S7 as the destination Mac address is assigned.

ステップS11では、ステップS10で生成したIPパケットに対し、物理ネットワーク上で伝送するために必要なヘッダを付与する。具体的には、ステップS5で得たGREキーを含むGREヘッダと、送信元IPアドレスとしてステップS8で得た物理IPアドレスを含み、さらに、宛先IPアドレスとしてステップS9で得た物理IPアドレスを含むカプセル化のためのIPヘッダと、送信元MacアドレスとしてステップS8で得た物理Macアドレスを含み、さらに、宛先MacアドレスとしてステップS9で得た物理IPアドレスを有する対向装置の実ネットワークインタフェースの物理Macアドレス(このMacアドレスは物理ネットワーク内のARPによって獲得する)を含む物理ネットワーク内L2ヘッダを付与する。   In step S11, a header necessary for transmission on the physical network is added to the IP packet generated in step S10. Specifically, the GRE header including the GRE key obtained in step S5, the physical IP address obtained in step S8 as the source IP address, and the physical IP address obtained in step S9 as the destination IP address are included. The physical Mac of the real network interface of the opposite device that contains the IP header for encapsulation, the physical Mac address obtained in step S8 as the source Mac address, and the physical IP address obtained in step S9 as the destination Mac address An L2 header in the physical network including the address (this Mac address is obtained by ARP in the physical network) is added.

そしてステップS12では、ステップS11で生成したパケットを、ステップS6で得たバックボーンインタフェースIDに対応するバックボーン回線180へ送出する。そして、ステップS13へ移る。   In step S12, the packet generated in step S11 is transmitted to the backbone line 180 corresponding to the backbone interface ID obtained in step S6. Then, the process proceeds to step S13.

以上が、送信拠点の端末収容装置120の経路情報広報プロセス511が、当該送信拠点の端末収容装置120が収容しているVLANに割り当てているIPネットワークアドレスの経路情報を、それぞれのVLANを収容しているデータ転送用論理ネットワーク30に広報する方法についての説明である。   As described above, the route information PR process 511 of the terminal accommodation device 120 of the transmission base accommodates the route information of the IP network address assigned to the VLAN accommodated by the terminal accommodation device 120 of the transmission base. Is a method of publicizing the data transfer logical network 30.

なお、前述のように、本実施形態においては簡単のため送信拠点の端末収容装置120は1つの論理ネットワークに接続する論理リンクを1つしかもたない設計とするため、送信拠点の端末収容装置120の経路情報広報プロセス511はデータ転送装置300上の経路情報広報プロセスから広報されてくる経路情報を受信する必要はない。   As described above, in the present embodiment, for simplicity, the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base is designed to have only one logical link connected to one logical network. The route information public information process 511 does not need to receive the route information publicized from the route information public information process on the data transfer apparatus 300.

<データ通信用のパケットの送受信>
次に、送信拠点の端末収容装置120がデータ転送用論理ネットワーク30との間で、通常のデータ通信用のパケットを送受信する方法について説明する。まず、送信拠点の端末収容装置120が収容する送信サーバ110が送出したパケットをその送信サーバ110が接続されているVLAN回線170から入力し、バックボーン側のデータ転送用論理ネットワーク30へ出力する手順を図22、図23のチャートに基づいて説明する。図22、図23のチャートは、送信拠点の端末収容装置120の各VLANインタフェース160の入力パケット処理部162が、1つのパケットをVLAN回線から受信してから、それをバックボーン回線180に出力するまでの手順を示すものである。それぞれのVLANインタフェース160上の入力パケット処理部162は独立して、パケットを受信するたびに本図のチャートに示す処理を実行する。
<Transmission and reception of packets for data communication>
Next, a method for transmitting / receiving normal data communication packets to / from the data transfer logical network 30 by the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base will be described. First, a procedure for inputting a packet transmitted by the transmission server 110 accommodated in the terminal accommodating device 120 at the transmission base from the VLAN line 170 to which the transmission server 110 is connected and outputting the packet to the data network 30 on the backbone side. This will be described with reference to the charts of FIGS. 22 and 23, the input packet processing unit 162 of each VLAN interface 160 of the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base receives one packet from the VLAN line and outputs it to the backbone line 180. The procedure of is shown. The input packet processing unit 162 on each VLAN interface 160 independently executes the processing shown in the chart of this drawing every time a packet is received.

ステップS101は本チャートで用いる変数の初期化である。   Step S101 is initialization of variables used in this chart.

送信拠点の端末収容装置120は、自VLANインタフェース160に、自身のMacアドレスをL2ヘッダの宛先アドレスに持つパケットが到着すると(ステップS102)、VLAN管理表410の中から自VLANインタフェースIDを有するエントリを検索し、VLAN IDを確認する(ステップS103)。次に、収容ネットワーク管理表440を用いて、その時点で当該VLANを収容している論理ネットワークのIDのリストを得る(ステップS104)。   When a packet having its own Mac address as the destination address of the L2 header arrives at its own VLAN interface 160 (step S102), the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base enters an entry having its own VLAN interface ID from the VLAN management table 410. And the VLAN ID is confirmed (step S103). Next, using the accommodated network management table 440, a list of IDs of the logical networks accommodating the VLAN at that time is obtained (step S104).

なお、送信拠点の端末収容装置120においては、1つのVLANを同時に複数の論理ネットワークに収容することも想定する。理由は、前述の背景技術の項の多対1型の通信を実施する場合に、受信端末210を収容しているVLANを同時に複数のデータ転送用論理ネットワークに収容して、異なる論理ネットワークを経由して到達するパケットを受信できるようにする必要があるためである。この多対1型の通信において、送信サーバ110を同時に複数の論理ネットワークに収容する必要はないが、ここでは説明に一般性を持たせるために、当該VLANを収容している論理ネットワークが複数存在する場合を想定して説明する。   It is assumed that the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base accommodates one VLAN in a plurality of logical networks at the same time. The reason is that when performing many-to-one communication in the background section above, the VLAN accommodating the receiving terminal 210 is accommodated in a plurality of logical networks for data transfer at the same time via different logical networks. This is because it is necessary to be able to receive a packet that arrives. In this many-to-one type communication, there is no need to accommodate the transmission server 110 in a plurality of logical networks at the same time. However, in order to make the explanation general, there are a plurality of logical networks that accommodate the VLAN. A description will be given assuming the case.

ステップS105からステップS109は、ステップS104で得た論理ネットワークのうちのi 番目の論理ネットワークに対して当該パケットを送信する処理である。   Steps S105 to S109 are processes for transmitting the packet to the i-th logical network among the logical networks obtained in step S104.

ステップS105では、論理ネットワーク接続管理表450の中から上記のi 番目の論理ネットワークIDを有するエントリを特定し、対応するGREキー、すなわち、パケットの送出に使用する論理リンク40を決定する。   In step S105, the entry having the i-th logical network ID is specified from the logical network connection management table 450, and the corresponding GRE key, that is, the logical link 40 used for packet transmission is determined.

ステップS106ではステップS105で得たGREキー有する仮想ネットワークインタフェース管理表460のエントリを特定し、そのエントリから、そのGREキーの値によって表される論理リンク40に対応する仮想ネットワークインタフェースの論理IPアドレスと論理Macアドレス、および、当該論理リンクが重畳されているバックボーン回線を表すバックボーンインタフェースIDを得る。   In step S106, the entry of the virtual network interface management table 460 having the GRE key obtained in step S105 is specified, and the logical IP address of the virtual network interface corresponding to the logical link 40 represented by the value of the GRE key is determined from the entry. The logical Mac address and the backbone interface ID representing the backbone line on which the logical link is superimposed are obtained.

ステップS107では、経路設定管理部125の現在処理中の論理ネットワーク用リソースのARP表512を参照し、next hopの論理IPアドレスと論理Macアドレスを得る。この論理MacアドレスがARP表512に書かれていなければ、ARPプロセス513による設定を待つ。   In step S107, the ARP table 512 of the logical network resource currently being processed by the path setting management unit 125 is referenced to obtain the next hop logical IP address and logical Mac address. If this logical Mac address is not written in the ARP table 512, the setting by the ARP process 513 is awaited.

ステップS108では、ステップS106で得たバックボーンインタフェースIDを有するバックボーンインタフェース管理表420のエントリを特定し、そのエントリから、物理IPアドレスと物理Macアドレスを得る。   In step S108, an entry in the backbone interface management table 420 having the backbone interface ID obtained in step S106 is specified, and a physical IP address and a physical Mac address are obtained from the entry.

ステップS109では、ステップS105で得たGREキーを有する対向実ネットワークインタフェース管理表430のエントリを特定し、そのエントリから物理IPアドレスを得る。   In step S109, the entry of the opposite real network interface management table 430 having the GRE key obtained in step S105 is specified, and the physical IP address is obtained from the entry.

ステップS110では、これまでのステップで得た情報を用いて、ステップS102でVLAN回線170から受信したパケットに対しデータ転送用論理ネットワーク30内で使われるL2ヘッダを付与する。このヘッダの送信元のMacアドレスにはステップS106で得た論理Macアドレスを挿入し、同ヘッダの宛先MacアドレスにはステップS107で得た論理Macアドレスを挿入する。   In step S110, using the information obtained in the previous steps, an L2 header used in the data transfer logical network 30 is added to the packet received from the VLAN line 170 in step S102. The logical Mac address obtained in step S106 is inserted into the source Mac address of this header, and the logical Mac address obtained in step S107 is inserted into the destination Mac address of the header.

ステップS111では、ステップS110で生成したIPパケットに対し、物理ネットワーク上で伝送するために必要なヘッダを付与する。具体的には、ステップS105で得たGREキーを含むGREヘッダと、送信元IPアドレスとしてステップS108で得た物理IPアドレスを含み、さらに、宛先IPアドレスとしてステップS109で得た物理IPアドレスを含むカプセル化のためのIPヘッダと、送信元MacアドレスとしてステップS108で得た物理Macアドレスを含み、さらに、宛先MacアドレスとしてステップS109で得た物理IPアドレスを有する対向装置の実ネットワークインタフェースの物理Macアドレス(このMacアドレスは物理ネットワーク内のARPによって獲得する)を含む物理ネットワーク内L2ヘッダを付与する。   In step S111, a header necessary for transmission on the physical network is added to the IP packet generated in step S110. Specifically, the GRE header including the GRE key obtained in step S105, the physical IP address obtained in step S108 as the source IP address, and the physical IP address obtained in step S109 as the destination IP address are included. Physical Mac interface physical network of the opposite device that has the IP header for encapsulation and the physical Mac address obtained in step S108 as the source Mac address, and further has the physical IP address obtained in step S109 as the destination Mac address An L2 header in the physical network including the address (this Mac address is obtained by ARP in the physical network) is added.

そして、ステップS112において、ステップS106で特定したバックボーン回線に対しそのパケットを送出する。   In step S112, the packet is transmitted to the backbone line specified in step S106.

ステップS113では変数の値を1だけ増やし、ステップS114では、ステップS104で得たリストを構成する全てのデータ転送用論理ネットワーク30に対する当該パケットの送出が終了したか否かを判定する。終了していれば本図に示すチャートの処理を終了し、終了していなければ、ステップS105に戻る。   In step S113, the value of the variable is incremented by 1. In step S114, it is determined whether or not the transmission of the packet to all the data transfer logical networks 30 constituting the list obtained in step S104 is completed. If it has been completed, the processing of the chart shown in this figure is terminated. If it has not been completed, the processing returns to step S105.

以上が、端末が送出したパケットをバックボーン側のデータ転送用論理ネットワーク30へ出力する手順の説明である。   The above is the description of the procedure for outputting the packet sent from the terminal to the data transfer logical network 30 on the backbone side.

<端末収容装置からVLAN回線上の端末へのパケット転送>
次に、送信拠点の端末収容装置120がバックボーン側のデータ転送用論理ネットワーク30から入力したパケットをその宛先となるVLAN回線170上の端末へ転送する手順を図24のチャートに基づいて説明する。図24のチャートは、送信拠点の端末収容装置120の各バックボーンインタフェース165の入力パケット処理部171が、1つのパケットをバックボーン回線180から受信してから、それをVLAN回線170に出力するまでの手順を示すものである。それぞれのバックボーンインタフェース165上の入力パケット処理部171は独立して、パケットを受信するたびに本図のチャートに示す処理を実行する。
<Packet transfer from terminal accommodating device to terminal on VLAN line>
Next, a procedure for transferring a packet input from the data transfer logical network 30 on the backbone side by the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base to the terminal on the VLAN line 170 as the destination will be described with reference to the chart of FIG. The chart of FIG. 24 shows a procedure from when the input packet processing unit 171 of each backbone interface 165 of the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base receives one packet from the backbone line 180 to output it to the VLAN line 170. Is shown. The input packet processing unit 171 on each backbone interface 165 independently executes the processing shown in the chart of this drawing every time a packet is received.

まず、自バックボーンインタフェース165に、自身のMacアドレスをL2ヘッダの宛先アドレスに持つパケットが到着すると(ステップS201)、パケットのGREヘッダの中のGREキーの値を調べる(ステップS202)。そして、収容ネットワーク変更部126の論理ネットワーク接続管理表450の中から、そのGREキーの値を含むエントリを探し、そのエントリの論理ネットワークIDを得る(ステップS203)。これにより、当該パケットがどの論理ネットワークから届いたのかを特定する。   First, when a packet having its own Mac address as the destination address of the L2 header arrives at its own backbone interface 165 (step S201), the value of the GRE key in the GRE header of the packet is examined (step S202). Then, an entry including the value of the GRE key is searched from the logical network connection management table 450 of the accommodated network changing unit 126, and the logical network ID of the entry is obtained (step S203). Thereby, it is specified from which logical network the packet has arrived.

ステップS204とステップS205では、ステップS201で受信したパケットのペイロードパケットのIPヘッダ部分の宛先IPアドレスを見て、そのパケットの送出先となるVLAN回線170のVLAN ID、および、その時点でそのVLANを収容しているデータ転送用論理ネットワーク30のIDのリストを得る。   In step S204 and step S205, the destination IP address in the IP header portion of the payload packet of the packet received in step S201 is viewed, and the VLAN ID of the VLAN circuit 170 that is the destination of the packet, and the VLAN at that time are determined. A list of IDs of the accommodated data transfer logical network 30 is obtained.

そして、ステップS203で特定した、当該パケットの送信元の論理ネットワークのIDが、ステップS205で得た論理ネットワークのIDのリストに含まれているか否かを検査する(ステップS206)。これは、パケットの送信元の論理ネットワークと、パケットの宛先の端末を接続しているVLANが現在収容されている論理ネットワークとが一致するか否かの検査である。両者が一致すれば当該パケットを宛先のVLAN回線170へ出力しても問題ないので、その処理に移る(ステップS207、および、ステップS208)。   Then, it is checked whether or not the ID of the logical network that is the transmission source of the packet specified in step S203 is included in the list of logical network IDs obtained in step S205 (step S206). This is a check whether or not the logical network that is the source of the packet matches the logical network that currently accommodates the VLAN that connects the destination terminal of the packet. If the two match, there is no problem even if the packet is output to the destination VLAN line 170, and the process is moved to (step S207 and step S208).

ステップS207では、ステップS201で受信したパケットの外側に付与されているカプセル化のためのIPヘッダとGREヘッダを削除する。そして、ステップS208で、ステップS204で得たVLANインタフェースIDに対応するVLAN回線、すなわち、パケットの宛先である端末が接続されているVLAN回線170へ残ったペイロードパケットを出力し、本チャートの処理を終了する。   In step S207, the IP header and GRE header for encapsulation given outside the packet received in step S201 are deleted. In step S208, the remaining payload packet is output to the VLAN line corresponding to the VLAN interface ID obtained in step S204, that is, the VLAN line 170 to which the terminal that is the destination of the packet is connected. finish.

ステップS206の検査で論理ネットワークが一致しなかった場合は、当該VLAN回線170へ送出すべきパケットではないと判断し、パケットを廃棄して(ステップS209)、本チャートの処理を終了する。   If the logical networks do not match in the inspection in step S206, it is determined that the packet is not to be transmitted to the VLAN circuit 170, the packet is discarded (step S209), and the processing of this chart is terminated.

以上が、端末収容装置がバックボーン側の論理ネットワークから入力したパケットをその宛先となるVLAN回線上の端末へ出力する手順の説明である。   The above is the description of the procedure for the terminal accommodating apparatus to output the packet input from the backbone side logical network to the terminal on the VLAN line as the destination.

以上で、本実施形態の全体の物理構成、および、データ転送装置300と送信拠点の端末収容装置120の動作の説明を終了する。   Above, description of the whole physical structure of this embodiment and operation | movement of the data transfer apparatus 300 and the terminal accommodation apparatus 120 of a transmission base is complete | finished.

<多対1型の通信形態で実時間コンテンツ配信>
以下では、本実施形態のシステムにおいて、前述の背景技術に記載した多対1型の通信形態で実時間コンテンツ配信を実施するまでの処理を説明する。
<Real-time content delivery in a many-to-one type of communication>
Hereinafter, in the system according to the present embodiment, processing until real-time content distribution is performed in the many-to-one communication mode described in the background art described above will be described.

説明の前提として、本実施形態のシステムの物理的な構築は事前に完了しているものとする。すなわち、全てのデータ転送装置300や送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220の間の物理的な接続、それらの実ネットワークインタフェースへの物理IPアドレスの割り当て、物理的なサブネットワークに対するIPサブネットワークアドレスの割り当ては完了しているものとする。さらに、各ユーザ拠点の全ての端末の送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220への接続も完了しており、端末のネットワークインタフェースへのIPアドレスの割り当て、送信サーバ110,受信端末210と送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220とを接続するVLAN回線170に対するVLAN IDの割り当てとIPサブネットワークアドレスの割り当ても完了しているものとする。そして、各端末のIPアドレス、各端末が接続されているVLAN回線170のVLAN ID、および、各送信サーバ110,受信端末210を物理的に収容している送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220の物理IPアドレスは、図11に示したネットワークデータベース140に格納されているものとする。   As a premise for explanation, it is assumed that the physical construction of the system of this embodiment has been completed in advance. That is, physical connections among all the data transfer devices 300, the terminal accommodation device 120 at the transmission base, and the terminal accommodation device 220 at the reception base, allocation of physical IP addresses to their actual network interfaces, physical subnetwork Assume that the IP subnetwork address assignment for is complete. Furthermore, connection of all terminals of each user base to the terminal accommodating device 120 of the transmission base and the terminal accommodating device 220 of the receiving base has been completed, and the assignment of the IP address to the network interface of the terminal, the transmission server 110, and the reception It is assumed that the VLAN ID assignment and the IP subnetwork address assignment to the VLAN line 170 connecting the terminal 210 to the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base and the terminal accommodation apparatus 220 at the reception base are also completed. Then, the IP address of each terminal, the VLAN ID of the VLAN circuit 170 to which each terminal is connected, and the terminal accommodation apparatus 120 of the transmission base that physically accommodates each transmission server 110 and reception terminal 210, the reception base It is assumed that the physical IP address of the terminal accommodating device 220 is stored in the network database 140 shown in FIG.

上記を前提とすると、コンテンツ配信を実施するまでの処理は、管理用論理ネットワークの構築処理、コンテンツの配置処理、データ伝送用論理ネットワークの構築処理、そして、コンテンツの配信処理、の大きく4つの段階から成る。図25〜図28はこれらの各段階の処理を示したチャートである。   Assuming the above, the process until content distribution is implemented is roughly divided into four stages: management logical network construction processing, content placement processing, data transmission logical network construction processing, and content distribution processing. Consists of. FIG. 25 to FIG. 28 are charts showing the processing in each of these stages.

<管理用論理ネットワークの構築処理>
コンテンツ配信を実施するまでの最初の段階として実施するのが管理用論理ネットワーク70の構築処理である。この処理では、通信品質管理装置150、コンテンツデータベース130、ネットワークデータベース140、および、各拠点の送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220との間で図29と図34に示す制御のための通信を行うための管理用論理ネットワーク70を構築し通信が行えるようにする。
<Management logical network construction processing>
The construction process of the management logical network 70 is performed as the first stage until content distribution is performed. In this process, the control shown in FIG. 29 and FIG. 34 among the communication quality management device 150, the content database 130, the network database 140, and the terminal accommodation device 120 at the transmission base of each base and the terminal accommodation device 220 at the reception base. The management logical network 70 for performing communication for the purpose is constructed so that communication can be performed.

以下、図25に基づいてこの処理の詳細を説明する。   Details of this processing will be described below with reference to FIG.

まず、管理用論理ネットワーク70のトポロジ設計を行う(ステップS301)。これは網サービスを利用するユーザが実施する。トポロジ設計とは、論理ネットワークの論理ノードの位置、すなわち、論理ノードを配置するデータ転送装置300を決め、さらに、論理ノード同士を接続する論理リンク40の配置を決めることである。管理用論理ネットワークの構築処理の場合、図29と図34に示す通信が実行できるようなトポロジーを用意する。   First, the topology design of the management logical network 70 is performed (step S301). This is performed by a user who uses the network service. The topology design is to determine the position of the logical node in the logical network, that is, the data transfer apparatus 300 in which the logical node is arranged, and further decide the arrangement of the logical link 40 that connects the logical nodes. In the case of management logical network construction processing, a topology is prepared so that the communication shown in FIGS. 29 and 34 can be executed.

トポロジ設計が完了すると、管理用論理ネットワーク70を実際に構築する処理を網サービス提供者へ依頼する(ステップS302)。このとき、ネットワークのトポロジに関する情報を網サービス提供者へ提供するが、これを記述するデータの形式については本明細書では規定しない。   When the topology design is completed, the network service provider is requested to perform processing for actually constructing the management logical network 70 (step S302). At this time, information regarding the topology of the network is provided to the network service provider, but the format of data describing this is not defined in this specification.

この依頼を受けた網サービス提供者は、依頼されたトポロジを持つ管理用論理ネットワーク70を実際に構築する操作を行う(ステップS303)。この操作により、関係するデータ転送装置300の内部に、論理ノードに相当するVMと論理リンクに相当するリソースの割り当てが行われる。論理リンク40に関して、具体的には、前記のGREキーの割り当てが行われる。   Upon receiving this request, the network service provider performs an operation of actually constructing the management logical network 70 having the requested topology (step S303). By this operation, the VM corresponding to the logical node and the resource corresponding to the logical link are allocated inside the related data transfer apparatus 300. Specifically, the GRE key is assigned to the logical link 40.

網サービス提供者の装置(図示せず)は、ステップS303の処理が完了すると、管理用論理ネットワーク70の構築が完了したことを依頼者である網サービスのユーザへ通知する(ステップS304)。この通知においては、構築した管理用論理ネットワーク70を識別するためのIDと、ユーザの拠点側の送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220とデータ転送装置300との間で構築された論理リンク40のGREキーを合わせてユーザへ通知する(なお、ステップS303の論理ネットワークの構築を行うための具体的な操作内容、ならびに、GREキーや論理ネットワークIDを決定するための具体的な方法については本明細書では規定しない)。   When the processing in step S303 is completed, the network service provider device (not shown) notifies the requesting network service user that the construction of the management logical network 70 is completed (step S304). In this notification, the ID for identifying the constructed management logical network 70 and the terminal accommodating device 120 at the transmission base on the user's base side, the terminal accommodating device 220 at the receiving base, and the data transfer device 300 are constructed. The GRE key of the logical link 40 that has been added is notified to the user (note that the specific operation content for constructing the logical network in step S303 and the specific information for determining the GRE key and logical network ID are determined. This method is not specified in this specification).

この通知を受けたユーザ装置(図示せず)は、構築された管理用論理ネットワーク70に関する情報、すなわち、管理用論理ネットワーク70を識別するIDとネットワークのトポロジー情報との組をネットワークデータベース140に登録する(ステップS305)。   Upon receiving this notification, the user device (not shown) registers in the network database 140 information related to the constructed management logical network 70, that is, a set of an ID for identifying the management logical network 70 and network topology information. (Step S305).

さらに、通知された論理ネットワークIDとGREキーの情報を用いて、関係する各送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220内の収容ネットワーク変更部122,222の論理ネットワーク接続管理表450の内容記載を行う(ステップS306)。   Further, using the notified logical network ID and GRE key information, the logical network connection management table of the accommodated network changing units 122 and 222 in the terminal accommodating device 120 of each related transmission base and the terminal accommodating device 220 of the receiving base. 450 is described (step S306).

そして、管理用論理ネットワーク70内部の各サブネットワークに対してサブネットIPアドレスを割り当てる(ステップS307)とともに、当該ネットワークに含まれるデータ転送装置300と送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220が有する仮想ネットワークインタフェースに対して論理IPアドレスと論理Macアドレスを付与する(ステップS308)。   Then, a subnet IP address is assigned to each sub-network in the management logical network 70 (step S307), and the data transfer device 300, the terminal accommodation device 120 at the transmission base, and the terminal accommodation device at the reception base included in the network. A logical IP address and a logical Mac address are assigned to the virtual network interface 220 (step S308).

ステップS309では、通信品質管理装置150が、図29や図34の処理において管理用論理ネットワーク70を介した各送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220との通信が行えるようにするために、ステップS308で付与した各端末収容装置の仮想ネットワークインタフェースの論理IPアドレスをネットワークデータベース140へ登録する。   In step S309, the communication quality management device 150 can communicate with the terminal accommodating device 120 at each transmitting base and the terminal accommodating device 220 at the receiving base via the management logical network 70 in the processing of FIG. 29 and FIG. In order to do so, the logical IP address of the virtual network interface of each terminal accommodating apparatus assigned in step S308 is registered in the network database 140.

ステップS310では、ステップS304で通知されたGREキーの値、トポロジー情報に基づいて定まる、そのGREキーが表す論理リンク40に対応したバックボーンインタフェースID、ステップS308で定めた論理IPアドレスと論理Macアドレスの情報を各送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220内の収容ネットワーク変更部122,222の仮想ネットワークインタフェース管理表に記載する。   In step S310, the value of the GRE key notified in step S304, the backbone interface ID corresponding to the logical link 40 indicated by the GRE key, the logical IP address and the logical Mac address determined in step S308 are determined based on the topology information. Information is described in the virtual network interface management table of the accommodation network changing units 122 and 222 in the terminal accommodation device 120 at each transmission base and the terminal accommodation device 220 at the reception base.

そして、ステップS311では、コンテンツデータベース130、ネットワークデータベース140、および、通信品質管理装置150を、構築した管理用論理ネットワークに接続するため、これらの装置を物理的に収容している受信拠点の端末収容装置220のVLAN回線170を管理用論理ネットワーク70に収容する(図29と図34に示すように、送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220のVLAN回線170をある論理ネットワークへ収容する操作は通信品質管理装置150を介して行うのが基本であるが、ステップS311の操作は当該送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220を直接操作して実施するものとする)。   In step S311, in order to connect the content database 130, the network database 140, and the communication quality management apparatus 150 to the constructed management logical network, the terminals of the receiving base that physically accommodate these apparatuses are accommodated. The VLAN line 170 of the device 220 is accommodated in the management logical network 70 (as shown in FIG. 29 and FIG. 34), the VLAN line 170 of the terminal accommodating device 120 at the transmission base and the terminal accommodating device 220 at the receiving base are connected to a certain logical network. The operation of accommodating is basically performed via the communication quality management device 150, but the operation of step S311 is performed by directly operating the terminal accommodating device 120 at the transmission base and the terminal accommodating device 220 at the receiving base. To do).

これらの操作が完了すると、管理用論理ネットワーク70内の論理ノードや送信拠点の端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220内の経路情報広報プロセス511とARPプロセス513を起動する(ステップS312)。経路情報広報プロセス511により、論理ネットワーク内のIPサブネットワークに関する経路情報の交換が行われ、これが完了した時点でそれぞれの論理ネットワークの中での通信が可能な状態となる。   When these operations are completed, the route information publicizing process 511 and the ARP process 513 in the logical node in the management logical network 70, the terminal accommodating device 120 at the transmission base, and the terminal accommodating device 220 at the receiving base are activated (step S312). . The route information publicizing process 511 exchanges route information related to the IP sub-network in the logical network, and when this is completed, communication in each logical network becomes possible.

以上により、論理ネットワーク構築処理が完了する。   Thus, the logical network construction process is completed.

<コンテンツの配置処理>
管理用論理ネットワーク70の構築処理が終了すると、網サービスのユーザが図26に示すコンテンツの配置処理を実施する。この処理では、配信の対象となるコンテンツのデータを複数の送信サーバ110に分散格納する。その手順を図26に基づいて説明する。
<Content arrangement processing>
When the construction processing of the management logical network 70 is completed, the network service user performs the content placement processing shown in FIG. In this process, content data to be distributed is stored in a plurality of transmission servers 110 in a distributed manner. The procedure will be described with reference to FIG.

まず、コンテンツをどの拠点のどの送信サーバに分散して格納するかを決め(ステップS401)、それが決定すると、当該コンテンツのデータを分割してステップS401で決定した送信サーバ群へ格納する(ステップS402)。データの格納が完了すると、その内容をコンテンツデータベース130へ登録する(ステップS403)。具体的には、格納したコンテンツを識別するためのコンテンツ名と、そのコンテンツを格納したサーバ群を表すリストとを組としたエントリを登録する。   First, it is determined which content is distributed and stored in which transmission server at which location (step S401). When it is determined, the content data is divided and stored in the transmission server group determined in step S401 (step S401). S402). When the data storage is completed, the contents are registered in the content database 130 (step S403). Specifically, an entry that registers a content name for identifying the stored content and a list representing a server group storing the content is registered.

<データ伝送用論理ネットワークの構築処理>
コンテンツの配置処理の次に、データ転送用論理ネットワーク30の構築処理を実施する。図27はこの処理の手順を示すチャートであるが、図25との違いは、処理の対象をデータ伝送に用いる複数のデータ転送用論理ネットワーク30とする点、および、図25のチャートからステップS309とステップS311のステップを削除している点のみであるため、説明は省略する。
<Construction processing of logical network for data transmission>
Subsequent to the content arrangement processing, the construction processing of the data transfer logical network 30 is performed. FIG. 27 is a chart showing the procedure of this processing. The difference from FIG. 25 is that the processing object is a plurality of logical networks 30 for data transfer used for data transmission, and step S309 from the chart of FIG. Since only the step S311 is deleted, the description is omitted.

以上の処理が完了するとコンテンツの配信を実施することができる。コンテンツの配信の開始から終了までの処理の流れを図28に示す。   When the above processing is completed, content can be distributed. FIG. 28 shows the flow of processing from the start to the end of content distribution.

ステップS601からステップS604まではコンテンツの配信を開始するまでの処理である。ユーザがコンテンツ配信を起動すると(ステップS601)、送信拠点の端末収容装置120内の可用帯域測定プロセス321が起動されて当該コンテンツの配信に用いるデータ転送用論理ネットワーク30の可用帯域の測定が開始され(ステップS602)、コンテンツを保持している送信サーバ110のデータ転送用論理ネットワーク30への割り当て(ステップS603)が行われた後、コンテンツのデータ送信が開始される(ステップS604)流れとなる。   Steps S601 to S604 are processing until content distribution is started. When the user activates content distribution (step S601), the available bandwidth measurement process 321 in the terminal accommodating device 120 at the transmission base is activated, and measurement of the available bandwidth of the data transfer logical network 30 used for distributing the content is started. (Step S602) After the transmission server 110 holding the content is assigned to the data transfer logical network 30 (Step S603), the content data transmission starts (Step S604).

この図28のステップS601からステップS604に相当する処理において、各装置間で送受信される制御信号の詳細を図29に示す。また、それぞれの制御信号毎に、同時にその制御信号の送信側装置から受信側装置へ渡されるデータを図30にまとめて示す。これらの制御信号と制御データは管理用論理ネットワーク70を介して装置間で伝送される。   FIG. 29 shows details of control signals transmitted and received between the devices in the processing corresponding to steps S601 to S604 in FIG. Further, for each control signal, data simultaneously transmitted from the transmission side apparatus to the reception side apparatus of the control signal are collectively shown in FIG. These control signals and control data are transmitted between devices via the management logical network 70.

<コンテンツ配信開始までの処理>
以下、図29に基づいてコンテンツの配信を開始するまでの処理の詳細を説明する。
<Processing until the start of content distribution>
The details of the processing up to the start of content distribution will be described below with reference to FIG.

(1)まず、コンテンツの配信を開始する網サービスのユーザは、オペレーション端末1を介して、通信品質管理装置150に対しコンテンツ配信開始依頼を送信する。   (1) First, a user of a network service that starts content distribution transmits a content distribution start request to the communication quality management apparatus 150 via the operation terminal 1.

この制御信号には、当該コンテンツ名、配信に用いる全ての論理ネットワークのIDのリスト、当該コンテンツの受信端末210の物理IPアドレス、のデータが付与される(なお、オペレーション端末1は、通信品質管理装置150、送信サーバ110、および、受信端末210との間で通信が可能である必要があるが、オペレーション端末1とこれらの装置との間の結線方法については本明細書では規定しない)。   Data of the content name, a list of all logical network IDs used for distribution, and the physical IP address of the receiving terminal 210 of the content are attached to the control signal (Note that the operation terminal 1 is responsible for communication quality management). It is necessary to be able to communicate with the device 150, the transmission server 110, and the reception terminal 210, but the connection method between the operation terminal 1 and these devices is not defined in this specification).

(2)この通知を受信した通信品質管理装置150は、当該コンテンツを格納している送信サーバ110の物理IPアドレスの一覧、それらを収容している送信拠点100の送信拠点の端末収容装置120の論理IPアドレスの一覧、それらの各送信拠点の端末収容装置120が各送信サーバ110の収容に用いているVLAN ID、各送信サーバ110が当該コンテンツのデータを送出する際の送信ビットレート、当該コンテンツの受信端末210を収容している受信拠点の端末収容装置220の論理IPアドレス、その受信拠点の端末収容装置220が受信端末210の収容に用いているVLAN ID、の情報を得るため、コンテンツデータベース130に対して設備情報要求を送信する。   (2) Upon receiving this notification, the communication quality management device 150 receives a list of physical IP addresses of the transmission server 110 storing the content, and the terminal storage device 120 of the transmission base of the transmission base 100 that stores them. List of logical IP addresses, VLAN IDs used by the terminal accommodating devices 120 of the respective transmission bases for accommodating the respective transmission servers 110, transmission bit rates when the respective transmission servers 110 transmit the data of the contents, the contents Content database in order to obtain information of the logical IP address of the terminal accommodating device 220 at the receiving base accommodating the receiving terminal 210 and the VLAN ID used by the terminal accommodating device 220 at the receiving base for accommodating the receiving terminal 210 A facility information request is transmitted to 130.

この要求には、当該コンテンツ名、および、受信端末の物理IPアドレス、がデータとして付与される。   In this request, the content name and the physical IP address of the receiving terminal are given as data.

(3)コンテンツデータベース130は上記の設備情報要求を受信すると、当該コンテンツを格納している送信サーバ群を収容している送信拠点の端末収容装置120の論理IPアドレスの一覧、それらの各送信拠点の端末収容装置120が各送信サーバ110の収容に用いているVLAN ID、当該コンテンツの受信端末210を収容している受信拠点の端末収容装置220の論理IPアドレス、および、その受信拠点の端末収容装置220が受信端末210の収容に用いているVLAN ID、の情報を得るため、ネットワークデータベース140に対して端末収容装置情報要求を送信する。   (3) Upon receiving the above equipment information request, the content database 130 receives a list of logical IP addresses of the terminal accommodation devices 120 at the transmission bases that accommodate the transmission server group storing the content, and the transmission bases thereof. VLAN IDs used by each terminal server 120 for accommodating each transmission server 110, the logical IP address of the terminal accommodating device 220 at the receiving base accommodating the receiving terminal 210 for the content, and the terminal accommodating at the receiving base In order to obtain information on the VLAN ID used by the device 220 to accommodate the receiving terminal 210, a terminal accommodation device information request is transmitted to the network database 140.

この要求には、コンテンツデータベース130自身が保持している当該コンテンツを格納している送信サーバ110の物理IPアドレスの一覧、および、通信品質管理装置150からの設備情報要求で通知された受信端末210の物理IPアドレス、をデータとして付与する。   In this request, the list of physical IP addresses of the transmission server 110 storing the content held by the content database 130 itself, and the receiving terminal 210 notified by the facility information request from the communication quality management device 150 are received. Is assigned as data.

(4)ネットワークデータベース140は上記の端末収容装置情報要求を受信すると、図25に示した処理によって既に登録されている装置データを用いて、指定された送信サーバ群を収容している送信拠点の端末収容装置120の管理用論理ネットワーク70における論理IPアドレスの一覧、それぞれの送信拠点の端末収容装置120が各送信サーバ110の収容に用いているVLAN ID、指定された受信端末210を収容している受信拠点の端末収容装置220の管理用論理ネットワーク70における論理IPアドレス、および、その受信拠点の端末収容装置220が受信端末210の収容に用いているVLAN IDを特定する。そして、それらを端末収容装置情報通知としてコンテンツデータベース130に送信する。    (4) When the network database 140 receives the terminal accommodation device information request, the network database 140 uses the device data already registered by the processing shown in FIG. 25 to identify the transmission base that accommodates the designated transmission server group. A list of logical IP addresses in the management logical network 70 of the terminal accommodating device 120, the VLAN IDs used by the terminal accommodating devices 120 at the respective transmission bases to accommodate the respective transmission servers 110, and the designated receiving terminals 210 are accommodated. The logical IP address in the management logical network 70 of the terminal accommodating device 220 at the receiving base and the VLAN ID used by the terminal accommodating device 220 at the receiving base for accommodating the receiving terminal 210 are specified. And these are transmitted to the content database 130 as a terminal accommodation apparatus information notification.

(5)上記の端末収容装置情報通知を受信したコンテンツデータベース130は、当該コンテンツを格納している送信サーバ110の物理IPアドレスの一覧、それらを収容している各送信拠点の端末収容装置120のデータ転送用論理ネットワーク30における論理IPアドレスの一覧、各送信拠点の端末収容装置120が各送信サーバ110の収容に用いているVLAN ID、各送信サーバ110が当該コンテンツのデータを送出する際の送信ビットレート、当該コンテンツの受信端末210を収容している受信拠点の端末収容装置220の管理用論理ネットワーク70における論理IPアドレス、その受信拠点の端末収容装置220が受信端末210の収容に用いているVLAN ID、を設備情報通知として通信品質管理装置150へ送信する。   (5) The content database 130 that has received the terminal accommodation device information notification is a list of physical IP addresses of the transmission server 110 storing the content, and the terminal accommodation device 120 of each transmission base that accommodates the list. List of logical IP addresses in the logical network 30 for data transfer, VLAN ID used by the terminal accommodating device 120 at each transmitting base for accommodating each transmitting server 110, and transmission when each transmitting server 110 transmits data of the content The bit rate, the logical IP address in the management logical network 70 of the terminal accommodating device 220 at the receiving base accommodating the receiving terminal 210 of the content, and the terminal accommodating device 220 at the receiving base are used for accommodating the receiving terminal 210 The VLAN ID is transmitted to the communication quality management apparatus 150 as a facility information notification.

(6)設備情報通知を受信した通信品質管理装置150は、コンテンツデータベース130から受信した管理用論理ネットワーク70における論理IPアドレスによって特定される受信拠点200の受信拠点の端末収容装置220に対し、コンテンツ受信準備開始指示を送信する。   (6) The communication quality management device 150 that has received the facility information notification sends the content to the terminal accommodation device 220 at the receiving base of the receiving base 200 identified by the logical IP address in the management logical network 70 received from the content database 130. Send a reception preparation start instruction.

このコンテンツ受信準備開始指示には、当該受信拠点の端末収容装置220がコンテンツの受信端末210の収容に用いているVLAN ID、および、当該コンテンツ配信に用いる論理ネットワークIDのリスト、をデータとして付与する。   In this content reception preparation start instruction, the VLAN ID used by the terminal accommodating device 220 at the reception base to accommodate the content receiving terminal 210 and a list of logical network IDs used for the content distribution are given as data. .

このコンテンツ受信準備開始指示を受信した受信拠点の端末収容装置220は、コンテンツの受信端末210の収容に用いているVLANをコンテンツ配信に用いられる全てのデータ転送用論理ネットワーク30へ収容する操作を行う。すなわち、図18に示した、収容ネットワーク変更部126における収容ネットワーク管理表440の、当該VLAN IDを含むエントリの論理ネットワークIDリストの部分に、上記の受信準備開始指示で通知された論理ネットワークIDのリストを書き込む。この操作により、これらの論理ネットワークのバックボーンネットワーク側から送信されてくるコンテンツデータのIPパケットを当該受信端末210へ転送することが可能となる。   Receiving this content reception preparation start instruction, the terminal accommodating device 220 at the receiving base performs an operation of accommodating the VLAN used for accommodating the content receiving terminal 210 in all the logical networks 30 for data transfer used for content distribution. . That is, the logical network ID notified by the reception preparation start instruction is added to the logical network ID list part of the entry including the VLAN ID in the accommodated network management table 440 in the accommodated network changing unit 126 shown in FIG. Write a list. By this operation, the IP packet of the content data transmitted from the backbone network side of these logical networks can be transferred to the receiving terminal 210.

さらに、この操作に加えて、受信拠点の端末収容装置220は、図19に示した可用帯域測定プロセス(プローブパケット受信/可用帯域測定用)322を、上記の受信準備開始指示で通知された全てのデータ転送用論理ネットワーク30に対して生成する。生成されたそれぞれの可用帯域測定プロセス322にはそれぞれが属するデータ転送用論理ネットワーク30におけるIPアドレスが付与される。   Further, in addition to this operation, the terminal accommodating device 220 at the reception base performs all of the available bandwidth measurement process (for probe packet reception / available bandwidth measurement) 322 shown in FIG. The data transfer logical network 30 is generated. Each generated available bandwidth measurement process 322 is assigned an IP address in the data transfer logical network 30 to which it belongs.

(7)受信側の受信拠点の端末収容装置220はこれらの操作を完了すると、通信品質管理装置150に対してコンテンツ受信準備完了通知を送信する。   (7) Upon completion of these operations, the terminal accommodating device 220 at the receiving base on the receiving side transmits a content reception preparation completion notification to the communication quality management device 150.

このコンテンツ受信準備完了通知には、生成した可用帯域測定プロセス322のIPアドレスとそのプロセスが属する論理ネットワークIDの対の一覧、をデータとして付与する。   In this content reception preparation completion notification, a list of pairs of the generated IP address of the available bandwidth measurement process 322 and the logical network ID to which the process belongs is assigned as data.

(8)コンテンツ受信準備完了通知を受信した通信品質管理装置150は、コンテンツデータベース130から受信した、管理用論理ネットワーク70内の論理IPアドレスの一覧によって決定される、当該コンテンツを格納している送信サーバ110を収容している全ての送信拠点の端末収容装置120に対し、可用帯域測定プロセス起動指示を送信する。   (8) Upon receiving the content reception preparation completion notification, the communication quality management device 150 stores the content determined from the list of logical IP addresses in the management logical network 70 received from the content database 130. An available bandwidth measurement process activation instruction is transmitted to the terminal accommodating devices 120 at all transmission bases accommodating the server 110.

この可用帯域測定開始指示には、受信拠点の端末収容装置220からのコンテンツ受信準備完了通知において通知された、可用帯域測定プロセス322のIPアドレスとそのプロセスが属する論理ネットワークIDの対の一覧、をデータとして付与する。   The usable bandwidth measurement start instruction includes a list of pairs of the IP address of the usable bandwidth measurement process 322 and the logical network ID to which the process belongs, which is notified in the content reception preparation completion notification from the terminal accommodating device 220 at the reception base. Grant as data.

(9)可用帯域測定プロセス起動指示を受信した各送信拠点の端末収容装置120は、同指示の中で通知された可用帯域測定プロセス322のIPアドレスとそのプロセスが属する論理ネットワークIDの対の一覧を参照し、その中で自身が接続されているデータ転送用論理ネットワーク30について、図19に示した可用帯域測定プロセス(プローブパケット送信用)321を生成する。生成されたそれぞれの可用帯域測定プロセス321には、それぞれが属するデータ転送用論理ネットワーク30におけるIPアドレスが付与される。   (9) Upon receiving the usable bandwidth measurement process activation instruction, the terminal accommodating device 120 at each transmission base lists a pair of the IP address of the usable bandwidth measurement process 322 notified in the instruction and the logical network ID to which the process belongs. , The usable bandwidth measurement process (for probe packet transmission) 321 shown in FIG. 19 is generated for the data transfer logical network 30 to which it is connected. Each generated usable bandwidth measurement process 321 is given an IP address in the data transfer logical network 30 to which it belongs.

各送信拠点の端末収容装置120は上記の操作を完了すると、通信品質管理装置150に対して可用帯域測定プロセス起動完了通知を送信する。   When the terminal accommodating device 120 at each transmission base completes the above operation, it transmits an available bandwidth measurement process activation completion notification to the communication quality management device 150.

この可用帯域測定プロセス起動完了通知には、自身の送信拠点の端末収容装置120を表す論理IPアドレスおよび、自身が生成した可用帯域測定プロセス321のIPアドレスとそのプロセスが属する論理ネットワークIDの対の一覧をデータとして付与する。   The usable bandwidth measurement process activation completion notification includes a logical IP address representing the terminal accommodating device 120 of its own transmission base, and a pair of the IP address of the usable bandwidth measurement process 321 generated by itself and the logical network ID to which the process belongs. A list is assigned as data.

(10通信品質管理装置150は、全ての送信拠点の端末収容装置120から上記の可用帯域測定プロセス起動完了通知を受信すると、全ての送信拠点の端末収容装置120に対し、可用帯域測定開始指示を送信する。このとき、複数の送信拠点の端末収容装置120から送出されたプローブパケットがその伝送途中に、ネットワークの内部、特に受信拠点近くの狭い部分に集中してプローブパケット自体がネットワークの帯域を圧迫することがないように、各送信拠点の可用帯域測定部124の動作を同期させ、相互に間隔を空けてプローブパケットを送信するように指示する。具体的には、上記の可用帯域プロセス起動完了通知で受信した全てのプロセスのうちn番目のプロセスがプローブパケットの送信を開始する時刻Sn、および、それぞれのプロセスがある1回のプローブパケットの送信から次のプローブパケットの送信を行うまでの時間間隔Δを通知する。後者は全てのプロセスに共通の値であり、また、プロセスの総数をXとすると、Sn-1とSnの時間差はΔ/Xである。また、最も早くプローブパケットの送信を開始させる1番目のプロセスのプローブパケットの送信開始時刻S1は、上記の可用帯域測定開始指示が1番目のプロセスを有する送信拠点の端末収容装置に到達するまでの伝送時間を見込んで、この指示が到達する時刻よりも十分後となる時刻を指定する。前述のように、本実施形態では、全ての可用帯域測定部124のプロセス、および、通信品質管理装置150をNTPによって同期させているため、このような時刻指定により各送信拠点の可用帯域測定部124の送信動作が同期制御され、その結果、各送信拠点の各プロセスが相互に間隔を空けてプローブパケットを送信することができる。   (10 When the communication quality management device 150 receives the above-mentioned usable bandwidth measurement process activation completion notification from the terminal accommodating devices 120 of all transmission bases, it instructs the terminal accommodating devices 120 of all transmission bases to start the usable bandwidth measurement. At this time, probe packets sent from the terminal accommodating devices 120 at a plurality of transmission bases are concentrated in the middle of the transmission, particularly in a narrow part near the reception base, and the probe packets themselves reduce the bandwidth of the network. In order to prevent compression, the operation of the available bandwidth measuring unit 124 at each transmission base is synchronized, and an instruction is given to transmit probe packets at an interval from each other. The time Sn at which the nth process starts sending probe packets among all the processes received in the completion notification, and each The process informs the time interval Δ from the transmission of one probe packet to the transmission of the next probe packet, the latter being a value common to all processes, and if the total number of processes is X, The time difference between Sn-1 and Sn is Δ / X, and the probe packet transmission start time S1 of the first process that starts probe packet transmission earliest is the first available bandwidth measurement start instruction. Assuming the transmission time to reach the terminal accommodating apparatus at the transmission base having the process, a time that is sufficiently later than the time at which this instruction arrives is designated. Since the process of the bandwidth measuring unit 124 and the communication quality management device 150 are synchronized by NTP, the transmission operation of the available bandwidth measuring unit 124 at each transmission base is specified by such time designation. There are synchronously controlled, as a result, it is possible to each process for each transmission site transmits a probe packet at intervals from one another.

上記の時間間隔Δの値は、それぞれのプロセスが当該伝送経路の可用帯域の値の測定を実施する時間間隔であるが、この値は、通信品質管理装置150が後述の可用帯域情報通知を受信してからデータ転送用論理ネットワーク30への収容指示を送信するまでに要する処理時間より短くしても意味をなさず、また、過度に長い値であると伝送経路の可用帯域の変化を迅速にとらえることができない。値の目安として、通信品質管理装置150の処理時間を数百ミリ秒程度と考え、1秒前後の値を設定する。このとき、Sn-1とSnの時間差Δ/Xについて、NTPの時刻同期精度の限界である1ミリ秒以上の値を確保するにはXの上限は数百〜千程度となるが、これは十分に大きな値であると考えられる。また、Δ/Xとして1〜数ミリ秒確保しておけば、n番目のプロセスがプローブパケットを送出する際に、n-1番目のプロセスが送出したプローブパケットは、光の伝送速度を考慮するとネットワーク中を数百km程度伝播した状態になっているため、各プロセスが送信したプローブパケットがネットワークの狭い一部分の区間に集中することは避けられると考えられる。   The value of the above time interval Δ is a time interval at which each process measures the value of the available bandwidth of the transmission path, but this value is used by the communication quality management device 150 to receive an available bandwidth information notification described later. Even if it is shorter than the processing time required to transmit the accommodation instruction to the data transfer logical network 30 after that, it does not make sense, and if the value is excessively long, the change in the usable bandwidth of the transmission path can be quickly made. I can't catch it. As a guideline of the value, the processing time of the communication quality management apparatus 150 is assumed to be about several hundred milliseconds, and a value around 1 second is set. At this time, with respect to the time difference Δ / X between Sn-1 and Sn, the upper limit of X is about several hundred to thousands in order to secure a value of 1 millisecond or more which is the limit of time synchronization accuracy of NTP. It is considered to be a sufficiently large value. Also, if 1 / several milliseconds are secured as Δ / X, when the nth process sends out a probe packet, the probe packet sent out by the n−1th process takes into account the transmission rate of light. It is considered that it is possible to avoid that the probe packets transmitted by each process are concentrated in a narrow part of the network because it is propagated through the network for several hundred km.

上記の可用帯域測定開始指示を受信した各送信拠点の端末収容装置120は、可用帯域測定部124内の自身が生成したそれぞれの可用帯域測定プロセス321について、上記の可用帯域測定開始指示によって指定された時刻にプローブパケットを送信する動作を開始させる。   The terminal accommodating apparatus 120 at each transmission base that has received the above usable bandwidth measurement start instruction is designated by the above usable bandwidth measurement start instruction for each usable bandwidth measurement process 321 generated by itself within the usable bandwidth measurement unit 124. The operation of transmitting the probe packet at the specified time is started.

(11)全ての送信拠点の端末収容装置120の全ての可用帯域測定プロセス321においてプローブパケットの送信が開始されると、受信拠点の端末収容装置220の各データ転送用論理ネットワーク30に対応した可用帯域測定プロセス321は、当該データ転送用論理ネットワーク30内のそれぞれの送信拠点から送信されてきたプローブパケットを用いて、当該データ転送用論理ネットワーク30における当該送信拠点100から自拠点(受信拠点200)までの伝送経路の可用帯域の測定を実施する。このプロセスもNTPサーバと時刻同期しているため、可用帯域の正確な測定が可能である。そして、全てのデータ転送用論理ネットワーク30における全ての伝送経路の可用帯域の測定が完了すると、その結果を可用帯域情報通知として通信品質管理装置150に送信する。   (11) When probe packet transmission is started in all the available bandwidth measurement processes 321 of the terminal accommodating devices 120 at all transmission bases, the availability corresponding to each data transfer logical network 30 of the terminal accommodating device 220 at the receiving base The bandwidth measurement process 321 uses the probe packet transmitted from each transmission base in the data transfer logical network 30 from the transmission base 100 in the data transfer logical network 30 to its own base (reception base 200). Measure the available bandwidth of the transmission path up to. This process is also time-synchronized with the NTP server, so accurate measurement of available bandwidth is possible. When the measurement of the available bandwidth of all the transmission paths in all the data transfer logical networks 30 is completed, the result is transmitted to the communication quality management apparatus 150 as an available bandwidth information notification.

この測定結果は、プローブパケットを送信したパケットの送信元アドレス、すなわち、そのプローブパケットを送信した送信拠点の端末収容装置120内の可用帯域測定プロセス322のIPアドレスと、そのプローブパケットを受信した論理ネットワークのIDと、可用帯域の測定値、の3つ組の一覧として通知される。   This measurement result includes the source address of the packet that transmitted the probe packet, that is, the IP address of the available bandwidth measurement process 322 in the terminal accommodating device 120 at the transmission base that transmitted the probe packet, and the logic that received the probe packet. It is notified as a list of triples of network ID and available bandwidth measurement.

この可用帯域情報通知を受信した通信品質管理装置150は、図中(9)の可用帯域測定プロセス起動完了通知において通知された各送信拠点の端末収容装置120が生成した可用帯域測定プロセスのIPとそのプロセスが属する論理ネットワークIDの対の一覧を使用して、送信拠点の端末収容装置120の論理IPアドレス、論理ネットワークID、および、可用帯域の測定値、の3つ組の一覧を生成する。そして、この情報を用いて、図31に示す手順で各送信サーバ110の最初の収容先のデータ転送用論理ネットワーク30を決定する。図31の手順については後述する。   The communication quality management device 150 that has received this usable bandwidth information notification receives the IP of the usable bandwidth measurement process generated by the terminal accommodating device 120 at each transmission base notified in the usable bandwidth measurement process activation completion notification in (9) in the figure. Using the list of logical network ID pairs to which the process belongs, a list of three sets of the logical IP address of the terminal accommodating apparatus 120 at the transmission base, the logical network ID, and the measured value of the available bandwidth is generated. Then, using this information, the data transfer logical network 30 of the first accommodation destination of each transmission server 110 is determined by the procedure shown in FIG. The procedure of FIG. 31 will be described later.

(12)各送信サーバ110の最初の収容先のデータ転送用論理ネットワーク30が決定すると、全ての送信拠点の端末収容装置120に対し、データ転送用論理ネットワーク30への収容指示を送信する。このデータ転送用論理ネットワーク30への収容指示においては、送信先の端末収容装置120毎に個別に、送信サーバ110の収容に用いているVLAN IDとそのVLANの収容先の論理ネットワークのID、の2つ組の集合をデータとして付与する。   (12) When the data transfer logical network 30 of the first accommodation destination of each transmission server 110 is determined, an accommodation instruction to the data transfer logical network 30 is transmitted to the terminal accommodation devices 120 of all transmission bases. In the accommodation instruction to the logical network 30 for data transfer, the VLAN ID used for accommodation of the transmission server 110 and the ID of the logical network of the accommodation destination of the VLAN are individually specified for each terminal accommodation device 120 of the transmission destination. A set of duplicates is assigned as data.

(13) 送信拠点の端末収容装置120は、上記のデータ転送用論理ネットワーク30への収容指示を受信すると、送信サーバ110の収容に用いているVLANを指示されたデータ転送用論理ネットワーク30へ収容する操作を行う。すなわち、図18に示した、収容ネットワーク変更部126における収容ネットワーク管理表440の、当該VLAN IDを含むエントリの論理ネットワークIDリストの部分に、指示された論理ネットワークIDを書き込む。この操作により、当該VLANに収容されている送信サーバ110から送信されるコンテンツデータは、バックボーンネットワーク上の当該データ転送用論理ネットワーク30内へ転送されるようになる。送信拠点の端末収容装置120は、この操作を完了すると、通信品質管理装置150に対して、データ転送用論理ネットワーク30への収容完了通知を送信する)。   (13) Upon receiving the accommodation instruction for the data transfer logical network 30, the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base accommodates the VLAN used for accommodation of the transmission server 110 in the designated data transfer logical network 30. Perform the operation. That is, the instructed logical network ID is written in the logical network ID list portion of the entry including the VLAN ID in the accommodated network management table 440 in the accommodated network changing unit 126 shown in FIG. By this operation, the content data transmitted from the transmission server 110 accommodated in the VLAN is transferred into the data transfer logical network 30 on the backbone network. When the terminal accommodation device 120 at the transmission base completes this operation, it sends a notice of completion of accommodation to the data transfer logical network 30 to the communication quality management device 150).

(14)通信品質管理装置150は、全ての送信拠点の端末収容装置120からの上記通知を受信すると、オペレーション端末1に対してコンテンツ配信開始許可を送信する。このコンテンツ配信開始許可には、当該コンテンツ名をデータとして付与する。   (14) When the communication quality management device 150 receives the notification from the terminal accommodation devices 120 at all transmission bases, the communication quality management device 150 transmits a content distribution start permission to the operation terminal 1. The content name is given as data to the content distribution start permission.

(15)オペレーション端末1を介して上記のコンテンツ配信開始許可を受信した網サービスのユーザは、まず、コンテンツの受信端末210に対して、データ受信開始指示を送信する。これにより、受信端末210においてコンテンツを受信するためのアプリケーションソフトウェアが起動され、コンテンツデータの受信が可能となる。   (15) The network service user who has received the content distribution start permission through the operation terminal 1 first transmits a data reception start instruction to the content receiving terminal 210. As a result, application software for receiving content is activated in the receiving terminal 210, and content data can be received.

(16)そして次に、全ての送信サーバ110に対して、データ送信開始指示を送信する。このデータ送信開始指示には、当該コンテンツ名をデータとして付与する。これにより、送信サーバ110においてコンテンツを送信するためのアプリケーションソフトウェアが起動され、コンテンツデータの送信が開始される。   (16) Next, a data transmission start instruction is transmitted to all transmission servers 110. The content name is given as data to the data transmission start instruction. As a result, application software for transmitting content in the transmission server 110 is activated, and transmission of content data is started.

以上が、図28のステップS604までの処理の詳細な説明である。   The above is the detailed description of the processing up to step S604 in FIG.

コンテンツデータの送信が開始されると、それ以降は、通信品質管理装置150が、受信拠点の端末収容装置220から定期的に送信されてくる可用帯域情報に基づいて、その値の変化に応じた送信サーバのデータ転送用論理ネットワーク30の収容替えの操作(ステップS605)を、コンテンツのデータ送信が完了するまで実行する。   When the transmission of the content data is started, the communication quality management device 150 thereafter responds to the change in the value based on the available bandwidth information periodically transmitted from the terminal accommodating device 220 at the receiving base. The operation of accommodating the data transfer logical network 30 of the transmission server (step S605) is executed until the data transmission of the content is completed.

<論理ネットワーク決定処理>
以下に、通信品質管理装置150が実行する、送信サーバ110を収容するデータ転送用論理ネットワーク30を決定する手順について説明する。
<Logical network decision processing>
The procedure for determining the data transfer logical network 30 that accommodates the transmission server 110, executed by the communication quality management device 150, will be described below.

図31は、図28のステップS603の処理である送信サーバの最初の収容先のデータ転送用論理ネットワーク30を決定する処理の手順を示したフローチャートであり、図32は、データ送信が開始された後に、受受信拠点の端末収容装置220から定期的に送信されてくる可用帯域情報に基づいて収容先のデータ転送用論理ネットワーク30を変更する処理(図28のステップS605の処理)の手順を示したチャートである。   FIG. 31 is a flowchart showing the procedure of the process of determining the data transfer logical network 30 of the first accommodation destination of the transmission server, which is the process of step S603 of FIG. 28. FIG. 32 shows the start of data transmission. A procedure of processing for changing the data transfer logical network 30 at the accommodation destination based on the available bandwidth information periodically transmitted from the terminal accommodation device 220 at the reception / reception base (processing at step S605 in FIG. 28) will be shown later. It is a chart.

図31と図32で使われている記号の意味は以下の通りである。なお、可用帯域の余裕値Tの具体的な値については、ネットワークの過去のトラヒック履歴を参照し、前述のデータ転送用論理ネットワーク30毎の可用帯域の測定時間間隔に等しい時間間隔における可用帯域の最大減少値を目安として決定すればよい。
N :送信拠点の総数(送信拠点の端末収容装置の総数)(定数)
L(k) :図29の「(1)コンテンツ配信開始依頼」で指定された論理ネットワークのリスト中に含まれる論理ネットワークのうち、送信拠点k の送信拠点の端末収容装置120を接続先として含んでいる論理ネットワークの総数(定数)
Mk :送信拠点kの送信拠点の端末収容装置120に物理的に接続されている送信サーバの総数(定数)
Sk_i :送信拠点k の送信拠点の端末収容装置120に物理的に接続されているi番目の送信サーバ(i番目のVLANと同義)
Lk_i :L(k)個の論理ネットワークのうちi番目の論理ネットワーク
MCk_i :送信拠点k においてLk_iに収容されている送信サーバの数(変数)
Bk_i :Lk_iにおける、送信拠点kの送信拠点の端末収容装置から受信拠点の端末収容装置に至る、Lk_i内のルーティングプロトコルが定める伝送経路にEnd-to-Endの可用帯域の測定値(変数)
R :各送信サーバが当該コンテンツのデータをネットワークへ送出する際のビットレート(定数)
T :論理ネットワークに対して持たせる可用帯域の余裕値(定数)
まず、送信サーバ110の最初の収容先のデータ転送用論理ネットワーク30を決定する処理について、図31に基づいて説明する。
The meanings of symbols used in FIGS. 31 and 32 are as follows. For a specific value of the available bandwidth margin value T, refer to the past traffic history of the network, and the available bandwidth at a time interval equal to the available bandwidth measurement time interval for each of the data transfer logical networks 30 described above. The maximum reduction value may be determined as a guide.
N: Total number of transmission bases (total number of terminal accommodating devices at transmission bases) (constant)
L (k): Of the logical networks included in the list of logical networks specified in “(1) Content distribution start request” in FIG. 29, the terminal accommodating device 120 of the transmission base k at the transmission base k is included as the connection destination. The total number of logical networks that are open (constant)
M k : the total number (constant) of transmission servers physically connected to the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base of the transmission base k
S k_i : i-th transmission server (synonymous with i-th VLAN) physically connected to the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base of the transmission base k
L k_i : i-th logical network among L (k) logical networks
MC k_i : Number of transmission servers accommodated in L k_i at transmission base k (variable)
B k_i: L in k_i, leading to the terminal accommodation apparatus of the receiving site from the terminal accommodation apparatus of the transmission points of the transmission points k, measured values of usable bandwidth of the transmission path to the End-to-End Routing protocols in the L k_i stipulated ( variable)
R: Bit rate (constant) at which each transmission server sends the content data to the network
T: Available bandwidth margin for the logical network (constant)
First, processing for determining the data transfer logical network 30 of the first accommodation destination of the transmission server 110 will be described with reference to FIG.

ステップS701とステップS702は初期化処理である。ステップS701では、全ての送信拠点について、全てのデータ転送用論理ネットワークに収容されている送信サーバ数を示すカウンタの値を0に初期化する。ステップS702では、送信拠点を指す添え字k、論理ネットワークを指す添え字i、そして、送信サーバを指す添え字m、をそれぞれ1に初期化する。   Steps S701 and S702 are initialization processes. In step S701, the value of a counter indicating the number of transmission servers accommodated in all data transfer logical networks is initialized to 0 for all transmission bases. In step S702, a subscript k indicating a transmission base, a subscript i indicating a logical network, and a subscript m indicating a transmission server are initialized to 1, respectively.

初期化処理が終わると、着目しているデータ転送用論理ネットワークの可用帯域の値をみて、そのデータ転送用論理ネットワークに収容可能な送信サーバの台数を計算し、収容可能な台数の送信サーバを当該データ転送用論理ネットワークへ収容する(ステップS703〜ステップS707)。   After the initialization process is completed, look at the available bandwidth value of the data transfer logical network of interest, calculate the number of transmission servers that can be accommodated in the data transfer logical network, and determine the number of transmission servers that can be accommodated. The data is accommodated in the logical network for data transfer (steps S703 to S707).

ステップS703では、受信拠点の端末収容装置210から通知される各データ転送用論理ネットワークの可用帯域の値の中から、現在着目しているデータ転送用論理ネットワークの可用帯域の値を参照している。   In step S703, the value of the available bandwidth of the data transfer logical network of interest is referred to from the value of the available bandwidth of each data transfer logical network notified from the terminal accommodating device 210 at the receiving base. .

ステップS704では、ステップS703で通知された可用帯域の値から余裕値として残す帯域を引いたものと、送信サーバ1台あたりのデータ送信ビットレートとを比較し、1台以上の送信サーバ110を当該データ転送用論理ネットワークへ収容可能か否かを検査している。後者の値が小さい場合は新たな送信サーバを1台も収容することができないため、ステップS710以降の、次のデータ転送用論理ネットワークに着目した処理に移る(後述)。ステップS704の検査において後者の値が前者の値以上である場合は、当該データ転送用論理ネットワークに新たに送信サーバ110を収容することが可能であるため、ステップS705で収容可能な送信サーバの台数を計算し、ステップS706でその台数の送信サーバを当該データ転送用論理ネットワークに収容するための収容指示を現在着目している送信拠点の端末収容装置120に対して送信したのち、ステップS707でカウンタMCk_i の値を更新する。 In step S704, the value obtained by subtracting the bandwidth to be left as a margin value from the value of the available bandwidth notified in step S703 is compared with the data transmission bit rate per transmission server, and one or more transmission servers 110 are compared. It is inspected whether it can be accommodated in the logical network for data transfer. If the latter value is small, no new transmission server can be accommodated, and the processing moves to the processing focusing on the next logical network for data transfer after step S710 (described later). If the latter value is greater than or equal to the former value in the inspection in step S704, the transmission server 110 can be newly accommodated in the data transfer logical network, and therefore the number of transmission servers that can be accommodated in step S705. In step S706, an accommodation instruction for accommodating the number of transmission servers in the logical network for data transfer is transmitted to the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base currently focused on, and then the counter is obtained in step S707. Update the value of MC k_i .

ステップS708では、現在着目している送信拠点の端末収容装置120に接続されている全ての送信サーバ110の収容先論理ネットワークが決定したか否かを検査する。もし全ての送信サーバについての処理が完了していれば、ステップS714に移る。   In step S708, it is checked whether or not the accommodation destination logical networks of all the transmission servers 110 connected to the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base currently focused on have been determined. If the processing has been completed for all transmission servers, the process proceeds to step S714.

ステップS714では、全ての送信拠点についての処理が完了したか否かを検査する。まだ処理していない送信拠点が残っていれば、ステップS715に進み、送信拠点を指す添え字kの値を1つ増やして、次の送信拠点についての処理をステップS703から始める。ステップS714において、全ての送信拠点についての処理が完了していれば、本チャートの処理を終了する。   In step S714, it is checked whether or not the processing for all transmission bases has been completed. If there is a transmission base that has not been processed yet, the process proceeds to step S715, where the value of the subscript k indicating the transmission base is increased by 1, and the processing for the next transmission base is started from step S703. In step S714, if the processing for all the transmission bases has been completed, the processing of this chart ends.

ステップS708において、まだ収容先論理ネットワークが決定していない送信サーバが残っていれば、ステップS709に移る。ステップS709では、着目中の送信サーバを指す添え字mの値を1つ増やしてステップS710に移る。   In step S708, if there remains a transmission server whose accommodation destination logical network has not yet been determined, the process proceeds to step S709. In step S709, the value of the subscript m indicating the transmission server under consideration is incremented by 1, and the process proceeds to step S710.

ステップS710では、送信サーバ110を収容できるだけの可用帯域があるか否かの検査を、当該送信拠点を含む全てのデータ転送用論理ネットワークについて完了したか否かを検査する。完了している場合、可用帯域に余裕を残しながら残りの送信サーバ110を収容可能なデータ転送用論理ネットワークの候補は残されていないため、残りの送信サーバを現在着目中のデータ転送用論理ネットワークに収容するための収容指示を現在着目している送信拠点の端末収容装置120に対して送信したのち(ステップS712)、収容送信サーバ数のカウンタの値を更新して(ステップS713)、ステップS714に移る。ステップS710の検査において、送信サーバ110を収容できるだけの可用帯域があるか否かの検査をまだ行っていないデータ転送用論理ネットワークがある場合は、論理ネットワークを指す添え字i の値を1つ増やして処理対象を次の論理ネットワークに変更し、ステップS703に戻る。   In step S710, whether or not there is an available bandwidth that can accommodate the transmission server 110 is checked for all data transfer logical networks including the transmission base. If completed, there is no data transfer logical network candidate that can accommodate the remaining transmission servers 110 while leaving a margin in the available bandwidth, so the remaining transmission servers are currently focused on the data transfer logical network. After transmitting the accommodation instruction for accommodation in the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base currently focused on (step S712), the value of the accommodation transmission server counter is updated (step S713), and step S714 Move on. If there is a data transfer logical network that has not yet been checked in step S710 for whether there is an available bandwidth that can accommodate the transmission server 110, the value of the subscript i indicating the logical network is incremented by one. The processing target is changed to the next logical network, and the process returns to step S703.

以上が、通信品質管理装置150における、送信サーバ110の最初の収容先のデータ転送用論理ネットワーク30を決定する処理に関する説明である。   The above is the description regarding the processing for determining the data transfer logical network 30 of the first accommodation destination of the transmission server 110 in the communication quality management apparatus 150.

<収容先論理ネットワークの変更処理>
次に、通信品質管理装置150は、データ送信が開始された後に、受信拠点の端末収容装置220から定期的に送信されてくる可用帯域情報に基づいて収容先のデータ転送用論理ネットワーク30を変更する処理について、図32、図33に基づいて説明する。
<Changing process of accommodation destination logical network>
Next, after the data transmission is started, the communication quality management device 150 changes the accommodation destination data transfer logical network 30 based on the available bandwidth information periodically transmitted from the terminal accommodation device 220 at the reception base. The process to perform is demonstrated based on FIG. 32, FIG.

ステップS801は初期化処理で、送信拠点を指す添え字kと論理ネットワークを指す添え字iをそれぞれ1に初期化する。   In step S801, a subscript k indicating a transmission base and a subscript i indicating a logical network are each initialized to 1.

通信品質管理装置150は、初期化処理が終わると、着目しているデータ転送用論理ネットワークの可用帯域の最新の値をみて(ステップS802)、予め定めた余裕値以上の可用帯域が残されているか否かを検査する(ステップS803)。余裕値以上の可用帯域が残されている場合、当該データ転送用論理ネットワークに収容されている送信サーバを他のデータ転送用論理ネットワークへ収容替えして当該データ転送用論理ネットワークの可用帯域を増やす必要はないと判断し、ステップS814へ移る。   When the initialization process is completed, the communication quality management device 150 looks at the latest value of the available bandwidth of the data transfer logical network of interest (step S802), and an available bandwidth that is equal to or greater than a predetermined margin value remains. It is inspected whether or not (step S803). If the available bandwidth equal to or more than the margin value remains, the transmission server accommodated in the data transfer logical network is replaced with another data transfer logical network to increase the available bandwidth of the data transfer logical network. It is determined that it is not necessary, and the process proceeds to step S814.

ステップS814では、この可用帯域の検査を、当該送信拠点を含む全てのデータ転送用論理ネットワークについて完了したか否かを検査する。完了していない場合は、データ転送用論理ネットワークを指す添え字iの値を1つ増やし(ステップS815)、ステップS802に戻って次のデータ転送用論理ネットワークの可用帯域の検査を実施する。可用帯域の検査が当該送信拠点を含む全てのデータ転送用論理ネットワークについて完了している場合はステップS816に進み、一連の処理が全ての送信拠点について完了していれば本チャートに示す処理を終了する。   In step S814, it is checked whether or not the inspection of the available bandwidth has been completed for all the data transfer logical networks including the transmission base. If not completed, the value of the subscript i indicating the data transfer logical network is incremented by 1 (step S815), and the process returns to step S802 to check the available bandwidth of the next data transfer logical network. If the inspection of available bandwidth has been completed for all data transfer logical networks including the transmission base, the process proceeds to step S816, and if the series of processes has been completed for all transmission bases, the processing shown in this chart is terminated. To do.

処理していない送信拠点が残っていれば、送信拠点を指す添え字kの値を1つ増やし(ステップS817)、データ転送用論理ネットワークを指す添え字iの初期化(ステップS818)を行って、ステップS802に戻る。   If there is a transmission base that has not been processed, the value of the subscript k indicating the transmission base is increased by 1 (step S817), and the subscript i indicating the logical network for data transfer is initialized (step S818). Return to step S802.

ステップS803の検査において余裕値以上の可用帯域が残されていない場合は、当該データ転送用論理ネットワークに収容されている送信サーバの一部を他のデータ転送用論理ネットワークへ収容替えして当該データ転送用論理ネットワークの可用帯域を増やす必要がある。ステップS804では、他のデータ転送用論理ネットワークへ収容替えする必要のある送信サーバの台数m' を求める。   If there is no remaining usable bandwidth equal to or greater than the margin value in the inspection in step S803, a part of the transmission server accommodated in the data transfer logical network is replaced with another data transfer logical network, and the data The available bandwidth of the transfer logical network needs to be increased. In step S804, the number m ′ of transmission servers that need to be accommodated in another logical network for data transfer is obtained.

ステップS805〜ステップS807では、収容変更先のデータ転送用論理ネットワークの候補を指す添え字n の初期設定を行う。変更元のデータ転送用論理ネットワークとは異なるデータ転送用論理ネットワークを、添え字の番号が若い順に調べていく(ステップS806、および、ステップS807)。   In steps S805 to S807, initial setting of the subscript n indicating the candidate for the data transfer logical network of the accommodation change destination is performed. A data transfer logical network different from the original data transfer logical network is examined in ascending order of subscript number (steps S806 and S807).

そして、収容変更先候補であるデータ転送用論理ネットワークLk_n の可用帯域情報を参照して、元のデータ転送用論理ネットワークLk_i からLk_nへ1台以上の送信サーバを収容替えできるか否かを検査する(ステップS808)。収容替えが不可能な場合はステップS819に移動し、新たな収容変更先候補となるデータ転送用論理ネットワークを検索する処理に移る。 Then, by referring to the usable bandwidth information of a receiving destination change candidate data transfer logic network L k - n, whether from the logical network L k_i for the original data transfer can accommodate replacement of one or more transmission server to L k - n Is inspected (step S808). If accommodation cannot be changed, the process moves to step S819, and the process moves to a process of searching for a data transfer logical network that becomes a new accommodation change destination candidate.

ステップS819では、収容変更先候補となるデータ転送用論理ネットワークを調べ尽くしたかどうかを検査し、これ以上候補となるデータ転送用論理ネットワークがない場合は、データ転送用論理ネットワークLk_i だけではなく、送信拠点kを含む可用帯域が余裕値に満たない全てのデータ転送用論理ネットワークの可用帯域の回復は不可能であるため、ステップS816に移動し、処理対象の送信拠点の変更処理に移る。 In step S819, it is checked whether or not the data transfer logical network as the accommodation change destination candidate has been exhausted, and if there is no more data transfer logical network as a candidate, not only the data transfer logical network L k_i , Since it is impossible to recover the usable bandwidth of all the data transfer logical networks including the transmission base k that does not satisfy the marginal value, the process moves to step S816, and the process changes to the processing target transmission base.

ステップS819においてまだ候補となるデータ転送用論理ネットワークが存在する場合は、収容変更先のデータ転送用論理ネットワークの候補を指す添え字nの値を1つ増やし(ステップS820)、添え字が指すデータ転送用論理ネットワークが収容変更元のデータ転送用論理ネットワークとは異なることを保証した後(ステップS821、ステップS823)、ステップS808の検査に戻る。   If there is still a candidate data transfer logical network in step S819, the value of the subscript n indicating the candidate data transfer logical network candidate of the accommodation change destination is incremented by one (step S820), and the data indicated by the subscript After guaranteeing that the transfer logical network is different from the data transfer logical network of the accommodation change source (step S821, step S823), the process returns to the inspection of step S808.

先に記載したステップS808の検査において収容替えが可能であった場合は、データ転送用論理ネットワークLk_iからLk_nへ収容可能な送信サーバの上限台数m"を求め(ステップS809)、その台数の送信サーバを上記のデータ転送用論理ネットワークへ収容替えするための収容指示を現在着目している送信拠点の端末収容装置120に対して送信する(ステップS810)。具体的には、データ転送用論理ネットワークLk_iに収容されている送信サーバを接続するVLANのうち、番号が若いものm" 個分の収容先をデータ転送用論理ネットワークLk_nにする収容指示を、添え字kが指す送信拠点の端末収容装置に対して送信する。 If previously accommodated replacement was possible in the test of step S808 described, obtains the upper limit number m "capable of accommodating the transmission server to L k - n from the logical network L k_i for data transfer (step S809), the number An accommodation instruction for relocating the transmission server to the above-described data transfer logical network is transmitted to the terminal accommodation apparatus 120 at the transmission base that is currently focused on (step S810). Among the VLANs that connect the transmission servers accommodated in the network L k_i , the accommodation instruction for setting the accommodation destination for the number m ”with the smaller number to the logical network L k_n for the data transfer Transmit to the terminal accommodating device.

そして、収容元、および、収容先のデータ転送用論理ネットワークに接続さている送信サーバの台数を表すカウンタの値を更新(ステップS811とステップS812)した後、ステップS804で求めた台数の送信サーバの他のデータ転送用論理ネットワークへの収容替えが完了したかどうかを検査する(ステップS813)。   Then, after updating the value of the counter representing the number of transmission servers connected to the data transfer logical network of the accommodation source and the accommodation destination (step S811 and step S812), the number of transmission servers determined in step S804 It is inspected whether accommodation to another data transfer logical network has been completed (step S813).

もし収容替えが完了していなければ、ステップS819に移る。完了していれば、ステップS814に移る。   If the accommodation change has not been completed, the process moves to step S819. If completed, the process moves to step S814.

以上が、データ送信が開始された後に、受信拠点の端末収容装置から定期的に送信されてくる可用帯域情報に基づいて収容先のデータ転送用論理ネットワーク30を変更する処理についての説明である。   The above is the description of the processing for changing the data transfer logical network 30 at the accommodation destination based on the available bandwidth information periodically transmitted from the terminal accommodation apparatus at the reception base after the data transmission is started.

通信品質管理装置150は、図32のフローチャートに示された動作を、受信拠点の端末収容装置220から可用帯域情報通知があるたびに、そして、オペレーション端末1から図34の(18)コンテンツ配信終了通知(後述)が送信されてくるまで繰り返す。   The communication quality management device 150 performs the operation shown in the flowchart of FIG. 32 every time there is an available bandwidth information notification from the terminal accommodation device 220 at the receiving base, and (18) Content distribution end of FIG. Repeat until a notification (described later) is sent.

最後に、各送信サーバ110からのデータ送信の完了とそれに伴う処理の内容を、図34に基づいて説明する。この図に示す処理は、図28のチャートのステップS606とステップS607の部分に相当する処理である。また、図34のそれぞれの制御信号毎に、その制御信号の送信側装置から受信側装置へ同時に渡されるデータを図35にまとめて示す。   Finally, the completion of data transmission from each transmission server 110 and the contents of the processing accompanying it will be described with reference to FIG. The process shown in this figure is a process corresponding to steps S606 and S607 in the chart of FIG. Further, for each control signal in FIG. 34, data simultaneously transmitted from the transmission side device to the reception side device of the control signal is collectively shown in FIG.

(17)全ての送信拠点の全ての送信サーバがコンテンツデータの送信を完了し、その後、コンテンツデータの最後のパケットの受信を検出した受信端末210は、オペレーション端末1に対してデータ受信完了通知を送信する。このデータ受信完了通知には、当該コンテンツ名をデータとして付与する。   (17) All the transmission servers at all the transmission bases complete the transmission of the content data, and then the reception terminal 210 that has detected reception of the last packet of the content data notifies the operation terminal 1 of the data reception completion. Send. The content name is assigned as data to this data reception completion notification.

(18)このデータ受信完了通知を受信したオペレーション端末1は、管理用論理ネットワーク70を介して通信品質管理装置150に対してコンテンツ配信終了通知を送信する。このコンテンツ配信終了通知には、当該コンテンツ名をデータとして付与する。   (18) Receiving this data reception completion notification, the operation terminal 1 transmits a content distribution end notification to the communication quality management device 150 via the management logical network 70. The content distribution end notification is assigned with the content name as data.

(19)通信品質管理装置150は、この通知の受信により、当該コンテンツの配信における、可用帯域の値に応じた送信サーバの収容先のデータ転送用論理ネットワークの決定動作(図32)を停止する。さらに、送信拠点の各端末収容装置120,受信拠点の端末収容装置220に対して可用帯域測定終了指示を送信する。受信拠点の端末収容装置220に対する可用帯域測定終了指示には、図29中(7)のコンテンツ受信準備完了通知のデータに含まれていた可用帯域測定プロセスのIPアドレスの一覧をデータとして付与する。また、送信拠点の端末収容装置120に対する可用帯域測定終了指示には、それぞれの端末収容装置毎に個別に、図29中(9)の可用帯域測定開始完了通知で通知された可用帯域測定プロセスのIPアドレスの一覧をデータとして付与する。   (19) Upon receiving this notification, the communication quality management device 150 stops the operation of determining the data transfer logical network of the transmission server accommodation destination according to the value of the available bandwidth in the distribution of the content (FIG. 32). . Furthermore, an available bandwidth measurement end instruction is transmitted to each terminal accommodating device 120 at the transmission base and terminal accommodating device 220 at the receiving base. A list of available bandwidth measurement process IP addresses included in the content reception preparation completion notification data of (7) in FIG. 29 is given as data to the available bandwidth measurement end instruction to the terminal accommodation device 220 at the reception base. In addition, in the available bandwidth measurement end instruction for the terminal accommodation device 120 at the transmission base, the available bandwidth measurement process notified by the availability bandwidth measurement start completion notification of (9) in FIG. 29 is individually provided for each terminal accommodation device. A list of IP addresses is assigned as data.

(20)この可用帯域測定終了指示を受信した各送信拠点の端末収容装置120は、図29中(8)の可用帯域測定開始指示を受信した際に生成した一連の可用帯域測定プロセス(プローブパケット送信用)321の動作を停止し、同プロセスを消去した後、通信品質管理装置150に対して可用帯域測定終了通知を送信する。   (20) The terminal accommodating apparatus 120 at each transmission base that has received this available bandwidth measurement end instruction receives a series of available bandwidth measurement processes (probe packets) generated when the available bandwidth measurement start instruction in (8) in FIG. 29 is received. After the transmission 321 is stopped and the process is erased, an available bandwidth measurement end notification is transmitted to the communication quality management device 150.

また、可用帯域測定終了指示を受信した受信拠点の端末収容装置220は、図29中(6)のコンテンツ受信準備開始指示を受信した際に生成した一連の可用帯域測定プロセス(プローブパケット受信/可用帯域測定用)322の動作を停止し、同プロセスを消去した後、通信品質管理装置150に対して可用帯域測定終了通知を送信する。   In addition, the terminal accommodating apparatus 220 at the reception base that has received the usable bandwidth measurement end instruction receives a series of usable bandwidth measurement processes (probe packet reception / usable) generated when the content reception preparation start instruction (6) in FIG. 29 is received. After the operation of 322 (for bandwidth measurement) is stopped and the process is deleted, an available bandwidth measurement end notification is transmitted to the communication quality management device 150.

通信品質管理装置150は、全ての送信拠点の端末収容装置120と受信拠点の端末収容装置220への上記の可用帯域測定終了通知を送信すると、全ての動作を終了する。以上により、一連のコンテンツ配信動作が完了する。   When the communication quality management apparatus 150 transmits the above available bandwidth measurement end notification to the terminal accommodation apparatus 120 at all transmission bases and the terminal accommodation apparatus 220 at the reception base, the communication quality management apparatus 150 ends all operations. Thus, a series of content distribution operations are completed.

本発明における端末収容装置120,220とデータ転送装置300とを接続する物理ネットワークに特別な条件はなく通常のIPネットワークであればよいため、この条件さえ満足すれば、ユーザ拠点100,200と網サービス提供者側拠点20とを接続する足回り回線の種類やデータ通信方式によらず端末収容装置をユーザ拠点内に設置することが可能である。また、通信品質管理装置150、コンテンツデータベース130、および、ネットワークデータベース140についても、設置場所に関する制約は存在しないため、ユーザ拠点内に設置することが可能である。   Since there is no special condition for the physical network connecting the terminal accommodating apparatuses 120 and 220 and the data transfer apparatus 300 in the present invention as long as it is a normal IP network, the user bases 100 and 200 and the network can be connected as long as these conditions are satisfied. The terminal accommodating device can be installed in the user base regardless of the type of the suspension line connecting the service provider side base 20 and the data communication method. Also, the communication quality management device 150, the content database 130, and the network database 140 can be installed in the user base because there are no restrictions on the installation location.

そして、事前に構築した複数のデータ転送用論理ネットワーク30に対する、端末収容装置120,220内の可用帯域測定部121,221による可用帯域の測定操作、および、その測定結果に基づく、多対1型の通信における送信サーバ110のデータ転送用論理ネットワーク30への収容替えの操作は、この端末収容装置120,220、通信品質管理装置150、コンテンツデータベース130、および、ネットワークデータベース140のみで実現でき、網サービス提供者の装置の操作や設定変更は必要ない。   The many-to-one type based on the measurement operation of the available bandwidth by the available bandwidth measuring units 121 and 221 in the terminal accommodating devices 120 and 220 and the measurement result for the plurality of logical networks 30 for data transfer constructed in advance. The operation of changing the accommodation of the transmission server 110 to the data transfer logical network 30 in this communication can be realized only by the terminal accommodation devices 120 and 220, the communication quality management device 150, the content database 130, and the network database 140. There is no need to operate the service provider or change settings.

さらに、前記発明が解決しようとする課題の項では述べていない課題であるが、従来はユーザ端末自体で実行する必要があったアクティブ計測による可用帯域測定や、非特許文献7に見られるようなユーザ端末に構成変更(同文献では仮想インタフェースの構築)を施すことによって実現していた論理ネットワーク(同文献ではVLAN)の切替え処理を、本発明の方法によりユーザ端末上の処理やユーザ端末の構成変更を施すことなく実行できるようになる、という副次的な効果もある。   Furthermore, although it is a problem that is not described in the section of the problem to be solved by the invention, the available bandwidth measurement by the active measurement, which has conventionally been necessary to be performed by the user terminal itself, as seen in Non-Patent Document 7 The logical network (VLAN in this document) switching process realized by changing the configuration of the user terminal (virtual interface construction in the same document), the processing on the user terminal and the configuration of the user terminal by the method of the present invention There is also a side effect that it can be executed without any changes.

なお、上記の図7、図10に示す輻輳回避システムの送信拠点の端末収容装置120、受信拠点の端末収容装置220、通信品質管理装置150の動作をプログラムとして構築し、これらの装置として利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。   The operations of the terminal accommodation device 120 at the transmission base, the terminal accommodation device 220 at the reception base, and the communication quality management device 150 in the congestion avoidance system shown in FIGS. 7 and 10 are constructed as programs and used as these devices. It can be installed on a computer and executed, or distributed via a network.

本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible within the scope of the claims.

10 足回り回線
20 網サービス提供者側拠点
30 データ転送用論理ネットワーク
40 論理リンク
70 管理用論理ネットワーク
100 ユーザ拠点(送信拠点)
101〜105 サブネットワーク
110 端末、送信サーバ
120 送信拠点の端末収容装置
121 可用帯域測定部
122 収容ネットワーク変更部
123 サブネットワークと論理リンクの対応表テーブル
124 可用帯域測定部
125 経路設定管理部
126 収容ネットワーク変更部
127 データ信号線
128 共通制御信号線
130 コンテンツデータベース
140 ネットワークデータベース
150 通信品質管理装置
160 VLANインタフェース
161 入力パケットバッファ
162 入力パケット処理部
170 VLAN回線
171 バックボーンインタフェース側入力パケット処理部
172 バックボーンインタフェース側入力パケットバッファ
200 ユーザ拠点(受信拠点)
201〜203 サブネットワーク
210 受信端末
220 受信拠点の端末収容装置
221 可用帯域測定部
310 時刻情報提供部
320 論理ネットワーク用リソース
321 可用帯域測定プロセス(プローブパケット送信用)
322 可用帯域測定プロセス(プローブパケット受信/可用帯域測定用)
410 VLAN管理表
420 バックボーンインタフェース管理表
430 対向実ネットワークインタフェース管理表
440 収容ネットワーク管理表
450 論理ネットワーク接続管理表
460 仮想ネットワークインタフェース管理表
510 論理ネットワーク用リソース
511 経路情報広報プロセス
512 ARP表
513 ARPプロセス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Undercarriage line 20 Network service provider side base 30 Data transfer logical network 40 Logical link 70 Management logical network 100 User base (transmission base)
101 to 105 Subnetwork 110 Terminal, transmission server 120 Terminal accommodation device 121 at transmission base 121 Available bandwidth measurement unit 122 Accommodation network change unit 123 Subnetwork and logical link correspondence table table 124 Available bandwidth measurement unit 125 Route setting management unit 126 Accommodation network Change unit 127 Data signal line 128 Common control signal line 130 Content database 140 Network database 150 Communication quality management device 160 VLAN interface 161 Input packet buffer 162 Input packet processing unit 170 VLAN line 171 Backbone interface side input packet processing unit 172 Backbone interface side input Packet buffer 200 User base (receiving base)
201-203 Subnetwork 210 Receiving terminal 220 Terminal accommodating device 221 at receiving base Available bandwidth measuring unit 310 Time information providing unit 320 Logical network resource 321 Available bandwidth measuring process (for probe packet transmission)
322 Available bandwidth measurement process (for probe packet reception / available bandwidth measurement)
410 VLAN management table 420 Backbone interface management table 430 Opposite real network interface management table 440 Accommodating network management table 450 Logical network connection management table 460 Virtual network interface management table 510 Logical network resource 511 Route information public information process 512 ARP table 513 ARP process

Claims (6)

コンテンツデータ配信時の輻輳を回避するネットワーク輻輳回避システムであって、
網サービスのユーザ拠点内に設置されコンテンツを送出する1台以上の送信側端末と、
前記網サービスのユーザ拠点内に視聴者毎に設置され、前記コンテンツを受信する受信端末と、
網サービスの提供者側の拠点内に設置され、前記コンテンツデータを格納したIPパケットを転送する1台以上のデータ転送装置と、
前記網サービスのユーザ拠点内に設置され、前記送信側端末または前記受信側端末をサブネットワークを介して接続し、さらに、該網サービスのユーザ拠点と前記網サービスの提供者側の拠点とを接続する物理的なIPネットワークである足回り回線を介して前記データ転送装置と接続される端末収容装置と、
いずれか1つの前記網サービスのユーザ拠点内の前記端末収容装置に前記サブネットワークを介して接続される通信品質管理装置と、
データ送信側端末群に分散格納されているコンテンツ名の一覧、それぞれのコンテンツが格納されている送信側端末の一覧、および、各送信側端末がそれぞれのコンテンツのデータを送出する際のデータ送信ビットレートの情報を有するコンテンツデータベースと、
送信側端末を収容する端末収容装置の一覧、送信側端末の一覧、送信側端末を収容する端末収容装置が送信側端末の収容に用いているサブネットワークの一覧、該送信側端末と送信側端末を収容する端末収容装置とサブネットワークとの対応、の情報を有するネットワークデータベースと、
を有し、
前記データ転送装置は、
当該データ転送装置内部に1つまたは複数個の仮想的なデータ転送ノード(以下、「論理ノード」と記す)を生成し、さらに、他のデータ転送装置上の論理ノードと自身の内部の論理ノードとを接続する論理リンクを構築して、自身が1台または複数台接続された物理ネットワーク上に論理ノードとそれらを接続する論理リンクの集合からなるネットワーク(以下、「仮想ネットワーク」と記す)を1つ、または複数個重畳して構築し、さらに、前記端末収容装置と物理的に直結されているデータ転送装置においては、自身の内部の論理ノードと該端末収容装置との間に該仮想ネットワーク毎に該仮想ネットワークに対応した論理リンクを構築することによって、論理ノードと、該論理ノード同士を接続する論理リンクと、該論理ノードと該端末収容装置を接続する論理リンクの集合によって構成されるネットワーク(以下、「論理ネットワーク」と記す)を形成し、
前記受信側端末を収容する端末収容装置は、
送信側端末を収容する端末収容装置から送出された、自装置と他の端末収容装置との間の論理ネットワークの可用帯域を測定するための試験パケットに基づいて、前記論理ネットワークの可用帯域を測定し、可用帯域情報を前記通信品質管理装置に通知する可用帯域情報通知手段を有し、
前記通信品質管理装置は、
各送信側端末を収容する端末収容装置に対して、可用帯域測定指示を送出する可用帯域測定指示手段と、
前記受信端末を収容する端末収容装置から前記可用帯域情報を受信して、前記可用帯域が所定の余裕値以上となるように、前記送信側端末を収容する各端末収容装置における、送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを決定し、決定した論理ネットワークに収容替えする収容指示を、該送信側端末を収容する各端末収容装置に対して送出する収容変更指示手段と、
を有し、
前記送信側端末を収容する端末収容装置は、
前記通信品質管理装置からの前記可用帯域測定指示に基づいて前記試験パケットを、前記受信側端末を収容する端末収容装置に送信する可用帯域測定手段と、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを動的に変更する収容ネットワーク変更手段と、
を有し、
前記通信品質管理装置の前記収容変更指示手段は、
前記受信側端末を収容する端末収容装置から取得した前記可用帯域情報に基づいて、前記コンテンツデータベースと前記ネットワークデータベースを参照し、前記送信側端末を収容する論理ネットワークを決定し、前記送信側端末を収容する端末収容装置に対して、論理ネットワークへの収容指示を送信する収容指示手段を含むことを
特徴とする輻輳回避システム。
A network congestion avoidance system that avoids congestion during content data distribution,
One or more transmission side terminals installed in the network service user base and transmitting content;
Installed in each viewer in the user base for the network service, the receiving terminal that receives the content,
One or more data transfer devices installed in a network service provider's site and transferring IP packets storing the content data;
Installed in the network service user base, connecting the transmitting terminal or the receiving terminal via a subnetwork, and further connecting the network service user base and the network service provider base A terminal accommodating device connected to the data transfer device via an underline that is a physical IP network,
A communication quality management device connected via the sub-network to the terminal accommodating device in a user base of any one of the network services;
A list of content names distributed and stored in the data transmission side terminal group, a list of transmission side terminals storing each content, and a data transmission bit when each transmission side terminal transmits data of each content A content database with rate information;
List of terminal accommodating devices for accommodating transmitting side terminals, list of transmitting side terminals, list of sub-networks used by terminal accommodating devices for accommodating transmitting side terminals to accommodate transmitting side terminals, transmitting side terminals and transmitting side terminals A network database having information on the correspondence between the terminal accommodating device that accommodates the sub-network, and
Have
The data transfer device
One or a plurality of virtual data transfer nodes (hereinafter referred to as “logical nodes”) are generated in the data transfer device, and the logical nodes on the other data transfer devices and their own logical nodes A network consisting of a set of logical nodes and logical links (hereinafter referred to as “virtual networks”) that connect logical nodes on a physical network to which one or more are connected. In a data transfer apparatus constructed by superimposing one or a plurality of terminals and physically connected directly to the terminal accommodating apparatus, the virtual network is provided between the logical node inside the terminal accommodating apparatus and the terminal accommodating apparatus. By constructing a logical link corresponding to the virtual network for each, a logical node, a logical link connecting the logical nodes, the logical node and the logical node Network composed of a set of logical links connecting end accommodating device (hereinafter, referred to as "logical network") is formed,
The terminal accommodating device that accommodates the receiving terminal is:
Measures the available bandwidth of the logical network based on a test packet for measuring the available bandwidth of the logical network between the own device and another terminal accommodating device sent from the terminal accommodating device that accommodates the transmitting terminal. And having usable bandwidth information notifying means for notifying the communication quality management device of usable bandwidth information,
The communication quality management device includes:
An available bandwidth measurement instruction means for sending an available bandwidth measurement instruction to a terminal accommodating device that accommodates each transmitting terminal;
A transmission-side terminal in each terminal accommodating device that accommodates the transmitting-side terminal so that the usable bandwidth information is received from a terminal accommodating device that accommodates the receiving- side terminal and the available bandwidth is equal to or greater than a predetermined margin value. An accommodation change instruction means for determining a logical network that accommodates each of the sub-networks that are connected to each other, and sending an accommodation instruction to change the accommodation to the determined logical network to each terminal accommodating apparatus that accommodates the transmitting side terminal; ,
Have
The terminal accommodating device that accommodates the transmitting terminal is:
An available bandwidth measuring means for transmitting the test packet based on the available bandwidth measurement instruction from the communication quality management device to a terminal accommodating device accommodating the receiving terminal;
Based on the accommodation instruction from the communication quality management device, accommodation network changing means for dynamically changing a logical network that accommodates each sub-network connecting the transmission side terminal;
I have a,
The accommodation change instructing means of the communication quality management device is:
Based on the available bandwidth information acquired from the terminal accommodating device that accommodates the receiving terminal, the content database and the network database are referred to, a logical network that accommodates the transmitting terminal is determined, and the transmitting terminal is A congestion avoiding system comprising accommodation instruction means for transmitting an accommodation instruction to a logical network to a terminal accommodation apparatus to be accommodated .
前記通信品質管理装置の前記可用帯域測定指示手段は、
可用帯域の測定方法としてプローブパケットを用いるアクティブプローブパケット計測を用いる場合に、前記送信側端末を収容する端末収容装置の前記可用帯域測定手段に対して、該プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔を指示するパケット送信指示手段を含み、
各送信側端末を収容する端末収容装置の前記可用帯域測定手段は、
前記通信品質管理装置から取得した前記プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔に基づいて、各送信側端末を収容する端末収容装置が同期して相互に間隔を空けながら前記プローブパケットを送信する手段を含み、
前記受信側端末を収容する端末収容装置は、
前記各送信側端末を収容する端末収容装置から送信された前記プローブパケットを用いて、前記論理ネットワークにおける該送信側端末を収容する端末収容装置から自装置までの伝送経路の可用帯域を測定する手段を含む
請求項1記載の輻輳回避システム。
The usable bandwidth measurement instructing means of the communication quality management device is:
When active probe packet measurement using probe packets is used as the available bandwidth measurement method, the probe packet transmission start time and transmission time interval for the available bandwidth measuring means of the terminal accommodating device accommodating the transmitting terminal. Including packet transmission instruction means for instructing
The usable bandwidth measuring means of the terminal accommodating device that accommodates each transmitting side terminal,
Based on the transmission start time and the transmission time interval of the probe packet acquired from the communication quality management device, the terminal accommodating device accommodating each transmitting terminal synchronizes and transmits the probe packet while being spaced apart from each other Including
The terminal accommodating device that accommodates the receiving terminal is:
Means for measuring an available bandwidth of a transmission path from the terminal accommodating apparatus accommodating the transmitting terminal in the logical network to the own apparatus using the probe packet transmitted from the terminal accommodating apparatus accommodating each transmitting terminal. The congestion avoidance system according to claim 1, comprising:
前記送信側端末を収容する端末収容装置の前記収容ネットワーク変更手段は、
各送信側端末を接続しているサブネットワークのID、各論理ネットワークに対応する論理リンクのIDを対応づけたテーブルと、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記テーブルにおけるサブネットワークのIDと論理リンクのIDとの対応を決定し、その対応に基づいて前記各送信側端末の収容先の論理ネットワークに対応した論理リンクに対してデータを送信する手段と、
を含む
請求項1記載の輻輳回避システム。
The accommodation network changing means of the terminal accommodation device that accommodates the transmission side terminal,
A table that associates the IDs of the sub-networks connecting each transmitting terminal with the IDs of the logical links corresponding to each logical network;
Based on the accommodation instruction from the communication quality management device, the correspondence between the ID of the sub-network in the table and the ID of the logical link is determined, and based on the correspondence, the logical network that is the accommodation destination of each transmitting terminal is determined. Means for sending data to the corresponding logical link;
The congestion avoidance system according to claim 1, comprising:
コンテンツデータ配信時の輻輳を回避するネットワーク輻輳回避方法であって、
網サービスのユーザ拠点内に設置されコンテンツを送出する1台以上の送信側端末と、
前記網サービスのユーザ拠点内に視聴者毎に設置され、前記コンテンツを受信する受信端末と、
前記網サービスの提供者側の拠点内に設置され、前記コンテンツデータを格納したIPパケットを転送する1台以上のデータ転送装置と、
前記網サービスのユーザ拠点内に設置され、前記送信側端末または前記受信側端末をサブネットワークを介して接続し、さらに、該網サービスのユーザ拠点と前記網サービスの提供者側の拠点とを接続する物理的なIPネットワークである足回り回線を介して前記データ転送装置と接続される端末収容装置と、
いずれか1つの前記網サービスのユーザ拠点内の前記端末収容装置に前記サブネットワークを介して接続される通信品質管理装置と、
データ送信側端末群に分散格納されているコンテンツ名の一覧、それぞれのコンテンツが格納されている送信側端末の一覧、および、各送信側端末がそれぞれのコンテンツのデータを送出する際のデータ送信ビットレートの情報を有するコンテンツデータベースと、
送信側端末を収容する端末収容装置の一覧、送信側端末の一覧、送信側端末を収容する端末収容装置が送信側端末の収容に用いているサブネットワークの一覧、該送信側端末と該送信側端末を収容する端末収容装置とサブネットワークとの対応、の情報を有するネットワークデータベースと、
を有するシステムにおいて、
前記データ転送装置が、
当該データ転送装置内部に1つまたは複数個の仮想的なデータ転送ノード(以下、「論理ノード」と記す)を生成し、さらに、他のデータ転送装置上の論理ノードと自身の内部の論理ノードとを接続する論理リンクを構築して、自身が1台または複数台接続された物理ネットワーク上に論理ノードとそれらを接続する論理リンクの集合からなるネットワーク(以下、「仮想ネットワーク」と記す)を1つ、または複数個重畳して構築し、さらに、前記端末収容装置と物理的に直結されているデータ転送装置においては、自身の内部の論理ノードと該端末収容装置との間に該仮想ネットワーク毎に該仮想ネットワークに対応した論理リンクを構築することによって、論理ノードと、該論理ノード同士を接続する論理リンクと、該論理ノードと該端末収容装置を接続する論理リンクの集合によって構成されるネットワーク(以下、「論理ネットワーク」と記す)を形成していることを前提とし、
前記通信品質管理装置が、前記送信側端末を収容する各端末収容装置に対して、可用帯域測定指示を送出する可用帯域測定指示ステップと、
前記送信側端末を収容する端末収容装置が、前記通信品質管理装置からの前記可用帯域測定指示に基づいて、自装置と他の端末収容装置との間の論理ネットワークの可用帯域を測定するための試験パケットを、前記受信側端末を収容する端末収容装置に送信する可用帯域測定ステップと、
前記受信側端末を収容する端末収容装置が、前記送信側端末を収容する端末収容装置から送出された、前記試験パケットに基づいて、前記論理ネットワークの可用帯域を測定し、可用帯域情報を前記通信品質管理装置に通知する可用帯域情報通知ステップと、
前記通信品質管理装置が、前記受信端末を収容する端末収容装置から前記可用帯域情報を受信して、前記可用帯域が所定の余裕値以上となるように、前記送信側端末を収容する各端末収容装置における、送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを決定し、決定した論理ネットワークに収容替えする収容指示を、該送信側端末を収容する各端末収容装置に対して送出する収容変更指示ステップと、
前記送信側端末を収容する端末収容装置が、前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、前記送信側端末を接続している各サブネットワークを収容する論理ネットワークを動的に変更する収容ネットワーク変更ステップと、
を行い、
前記収容変更指示ステップにおいて、
前記通信品質管理装置が、前記受信側端末を収容する端末収容装置から取得した前記可用帯域情報に基づいて、前記コンテンツデータベースと前記ネットワークデータベースを参照し、前記送信側端末を収容する論理ネットワークを決定し、前記送信側端末を収容する端末収容装置に対して、論理ネットワークへの収容指示を送信することを特徴とする輻輳回避方法。
A network congestion avoidance method for avoiding congestion at the time of content data distribution,
One or more transmission side terminals installed in the network service user base and transmitting content;
Installed in each viewer in the user base for the network service, the receiving terminal that receives the content,
One or more data transfer devices installed in the network service provider's site and transferring IP packets storing the content data;
Installed in the network service user base, connecting the transmitting terminal or the receiving terminal via a subnetwork, and further connecting the network service user base and the network service provider base A terminal accommodating device connected to the data transfer device via an underline that is a physical IP network,
A communication quality management device connected via the sub-network to the terminal accommodating device in a user base of any one of the network services;
A list of content names distributed and stored in the data transmission side terminal group, a list of transmission side terminals storing each content, and a data transmission bit when each transmission side terminal transmits data of each content A content database with rate information;
A list of terminal accommodating devices that accommodate the transmitting terminal, a list of transmitting terminals, a list of sub-networks that the terminal accommodating device that accommodates the transmitting terminal uses to accommodate the transmitting terminals, the transmitting terminal and the transmitting side A network database having information on correspondence between a terminal accommodating device accommodating a terminal and a sub-network;
In a system having
The data transfer device is
One or a plurality of virtual data transfer nodes (hereinafter referred to as “logical nodes”) are generated in the data transfer device, and the logical nodes on the other data transfer devices and their own logical nodes A network consisting of a set of logical nodes and logical links (hereinafter referred to as “virtual networks”) that connect logical nodes on a physical network to which one or more are connected. In a data transfer apparatus constructed by superimposing one or a plurality of terminals and physically connected directly to the terminal accommodating apparatus, the virtual network is provided between the logical node inside the terminal accommodating apparatus and the terminal accommodating apparatus. By constructing a logical link corresponding to the virtual network for each, a logical node, a logical link connecting the logical nodes, the logical node and the logical node Network composed of a set of logical links connecting end accommodating device (hereinafter, referred to as "logical network") assumes that form a,
The communication quality management device sends an available bandwidth measurement instruction to each terminal accommodating device that accommodates the transmitting side terminal; and an available bandwidth measurement instruction step;
A terminal accommodating device that accommodates the transmission side terminal, based on the usable bandwidth measurement instruction from the communication quality management device, measures the usable bandwidth of the logical network between the own device and another terminal accommodating device. An available bandwidth measuring step for transmitting a test packet to a terminal accommodating apparatus accommodating the receiving terminal;
The terminal accommodating device accommodating the receiving terminal measures the usable bandwidth of the logical network based on the test packet sent from the terminal accommodating device accommodating the transmitting terminal, and transmits the usable bandwidth information to the communication An available bandwidth information notification step for notifying the quality management device;
Each terminal that accommodates the transmission-side terminal so that the communication quality management device receives the usable bandwidth information from a terminal accommodating device that accommodates the receiving- side terminal, and the usable bandwidth is equal to or greater than a predetermined margin value. In the accommodation apparatus, a logical network that accommodates each sub-network connected to the transmission side terminal is determined, and an accommodation instruction to change the accommodation to the determined logical network is sent to each terminal accommodation apparatus that accommodates the transmission side terminal. A containment change instruction step to be sent out;
Accommodating a terminal accommodating apparatus accommodating the transmitting terminal dynamically changing a logical network accommodating each sub-network connecting the transmitting terminal based on the accommodating instruction from the communication quality management apparatus A network change step;
The stomach line,
In the accommodation change instruction step,
Based on the available bandwidth information acquired from the terminal accommodating apparatus accommodating the receiving terminal, the communication quality management apparatus refers to the content database and the network database and determines a logical network accommodating the transmitting terminal. Then, a congestion avoidance method , comprising: transmitting an accommodation instruction to a logical network to a terminal accommodation apparatus that accommodates the transmission side terminal .
前記可用帯域測定指示ステップにおいて、
前記通信品質管理装置が、可用帯域の測定方法としてプローブパケットを用いるアクティブプローブパケット計測を用いる場合に、各送信側端末を収容する端末収容装置に対して、プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔を指示し、
前記可用帯域測定ステップにおいて、
前記送信側端末を収容する各端末収容装置が、前記通信品質管理装置から取得した前記プローブパケットの送信開始時刻と送信時間間隔に基づいて、同期して相互に間隔を空けながら前記プローブパケットを送信し、
前記可用帯域情報通知ステップにおいて、
前記受信側端末を収容する端末収容装置が、前記送信側端末を収容する各端末収容装置から送信された前記プローブパケットを用いて、前記論理ネットワークにおける該送信側端末を収容する各端末収容装置から自装置までの伝送経路の可用帯域を測定する
請求項記載の輻輳回避方法。
In the usable bandwidth measurement instruction step,
When the communication quality management device uses active probe packet measurement using a probe packet as a method for measuring available bandwidth, the transmission start time and transmission time interval of the probe packet are transmitted to the terminal accommodating device accommodating each transmitting terminal. Instruct
In the usable bandwidth measurement step,
Each terminal accommodating apparatus that accommodates the transmitting terminal transmits the probe packet in synchronization with each other based on the transmission start time and the transmission time interval of the probe packet acquired from the communication quality management apparatus. And
In the available bandwidth information notification step,
From each terminal accommodating apparatus accommodating the transmitting terminal in the logical network, the terminal accommodating apparatus accommodating the receiving terminal uses the probe packet transmitted from each terminal accommodating apparatus accommodating the transmitting terminal. 5. The congestion avoidance method according to claim 4, wherein the available bandwidth of the transmission path to the own device is measured.
前記収容ネットワーク変更ステップにおいて、
前記通信品質管理装置からの前記収容指示に基づいて、各送信側端末を接続しているサブネットワークのID、各論理ネットワークに対応する論理リンクのIDを対応づけたテーブルにおけるサブネットワークのIDと論理リンクのIDとの対応を決定し、その対応に基づいて前記各送信側端末の収容先の論理ネットワークに対応した論理リンクに対してデータを送信する
請求項記載の輻輳回避方法。
In the accommodating network changing step,
Based on the accommodation instruction from the communication quality management device, the ID of the subnetwork connected to each terminal on the transmitting side, the ID of the subnetwork in the table that associates the ID of the logical link corresponding to each logical network, and the logical The congestion avoiding method according to claim 4, wherein a correspondence with a link ID is determined, and data is transmitted to a logical link corresponding to a logical network of an accommodation destination of each transmitting terminal based on the correspondence.
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