JP5970392B2

JP5970392B2 - マルチキャストパケットのパケットカウント装置及び方法及びプログラム

Info

Publication number: JP5970392B2
Application number: JP2013036219A
Authority: JP
Inventors: 将一小堀; 陽一古田; 章子久保庭; 雄一郎和田; 仁志野久; 雅之今野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: JP2014165760A

Description

本発明は、マルチキャストパケットのパケットカウント装置及び方法及びプログラムに係り、特に、IPネットワーク上に配備されるDPI(Deep Packet Inspection)や従量課金向けのパケットカウント装置等、IPパケットの識別結果を基に、転送や廃棄、統計情報の収集などを行うためのマルチキャストパケットのパケットカウント装置及び方法及びプログラムに関する。

DPI装置やパケットカウンタ装置は、大量かつ多様な入力パケットをリアルタイムに識別する機能が求められる。また、DPI装置やパケットカウンタ装置は、IPパケットのヘッダ部、特に送信元／宛先IPアドレスフィールドを監視し、特定のIPアドレスやプレフィックスを検出した場合に、そのIPアドレスまたはプレフィックス毎に通過バイト数やパケット数等を計量し、従量課金の元情報として供する機能を具備する装置である。

図１は、従来のパケットカウントの方法を示す。

代表的なパケット通信方式として、ユニキャストとマルチキャストがある。このうち、インターネット等でもよく使われるユニキャストは、サーバとクライアントの間で、１対１で通信する方式であり、電子メールの送受信、Webサイトの閲覧など、様々な用途に使用されている。

また、マルチキャストは、特定のグループ全員にデータを一斉配信する通信方式である。送信元で送り出した一つのパケットを、必要な数だけルータがコピーして送信先に配信する。複数の宛先に同じデータを送る場合に、ネットワークにかかる負荷を大幅に軽減させられることが可能である（例えば、非特許文献１参照）。

そこで、ユニキャストはIPパケットヘッダ部に送信元／宛先IPアドレスが格納されているため、IPアドレスまたはプレフィックス毎に通過バイト数・パケット数等を計量することが可能であるが、マルチキャストは図１に示すように、宛先IPアドレスとして、マルチキャストグループアドレスが使用されるため、IPパケットのみではどのユーザ向けの通信なのかを判別することができない。そのため、従量課金の元情報としてユーザ単位の通過バイト数、パケット数等を計量するためには、別途マルチキャスト視聴ユーザの情報を参照する必要がある。

マスタリング TCP/IP IPマルチキャスト編 1999年オーム社

上記に示したように、マルチキャストパケットをユーザ単位に通過バイト数、パケット数等を計量するためには別途マルチキャスト視聴ユーザの情報を参照する必要があるため、マルチキャストパケットのコピーポイントであり、ユーザを収容しているエッジルータ全てにDPI装置やパケットカウンタ装置を具備、配置する必要がある。

通信キャリアとしては、ユニキャストパケットと同様に、あくまでもネットワークリソースの利用量に応じた課金を実現し、ユーザとしてもユニキャスト同様に、視聴量に応じた課金が望まれているが、従量課金の元情報としてユーザ単位の通過バイト数、パケット数を計量するためには、別途マルチキャスト視聴ユーザの情報を参照する必要がある。

さらに、これらのユーザを収容しているエッジルータ側にて課金を実施するために、膨大なパケットカウントシステム装置を別途用意する必要があるため、装置が分散してしまうという問題がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、処理負荷や従量課金データを一元管理し、ネットワークの使用量に応じたマルチキャストの従量課金が可能なマルチキャストパケットのパケットカウント装置及び方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、ユーザ毎にマルチキャストパケットの通過バイト量及びパケット数を計量するマルチキャストパケットのパケットカウント装置であって、
コンテンツ配信事業者ネットワーク側に配置され、
コンテンツ配信事業者装置から配信されるマルチキャストパケットを受信するマルチキャストパケット受信手段と、
エッジルータを介してユーザ端末から視聴要求を受信する要求受信手段と、
前記視聴要求を取得すると、記憶手段に、前記ユーザ端末のユーザのユーザＩＤと、当該ユーザにより視聴されるマルチキャストパケットのマルチキャストグループアドレスと、当該ユーザにより視聴されるマルチキャストパケットの送信元アドレスとを含むユーザ情報を登録するマルチキャスト視聴ユーザ登録手段と、
前記マルチキャストパケット受信手段で受信した前記ユーザにより視聴されるマルチキャストパケットのバイト量及びパケット量を計測し、前記記憶手段の該ユーザに対応するエントリに加算するマルチキャストパケット計測手段と、を備え、
前記要求受信手段が、前記ユーザ端末から送信された離脱要求を受信すると、前記マルチキャストパケット計測手段は、前記記憶手段の前記ユーザに対応するエントリへの加算を中止する
ことを特徴とするマルチキャストのパケットカウント装置として構成される。

上述のように、本発明では、エッジルータよりユーザからのマルチキャスト視聴要求等の制御信号情報をパケットカウント装置へ送信することで視聴ユーザを把握すると共に、このパケットカウント装置がコンテンツ配信事業者側のネットワークへ配置集約することにより、以下のような効果を奏する。

（１）ネットワーク使用量に応じたマルチキャスト通信の従量課金が可能となる。

（２）上位ネットワークでのパケットカウント処理による、処理負荷及び従量課金データの一元化が可能となる。

（３）コンテンツ配信事業者の接続料金の設定柔軟化及び、マルチキャストコンテンツの低価格化等、新たなユーザ向け課金サービスの創造が可能となる。

従来のパケットカウントの方法を示す図である。本発明の一実施の形態における動作の概要を示す図である。本発明の一実施の形態におけるパケットカウントシステムのパケットカウント例である。本発明の一実施の形態におけるパケットカウントシステムの構成図である。本発明の一実施の形態におけるユーザAよりマルチキャスト視聴要求を受信した場合のフローチャートである。本発明の一実施の形態における視聴中のユーザAよりマルチキャスト離脱要求を受信した場合のフローチャートである。

以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。

まず、本発明の概要について説明する。

図２は、本発明の一実施の形態における動作の概要を示す。

同図に示すシステムは、コンテンツ配信事業者装置はSNI(application Server Network Interface)に接続され、パケットカウントシステムはタップに接続されている。ネットワークにはコアルータが接続され、ユーザ端末側のコアルータにはエッジルータが接続されている。

（１） DPIや従量課金向けのパケットカウント装置は、コンテンツ配信事業者側ネットワークへ配置することで最小限の装置構成とする。

（２）パケットカウントシステムではユニキャスト通信に加え、マルチキャスト通信も送信元／宛先IPアドレス単位に通過バイト数、パケット数等を計量する。

（３）ユーザからMLD-Reportをエッジルータに送信する。

（４）エッジルータは、ユーザからのMLD-Report情報をパケットカウントシステムへ送信する。例えば、視聴要求には"ALLOW"、離脱要求には"BLOCK"等を用いる。

（５）上記の（４）で把握した情報をもとに、パケットカウント装置では、図３に示すように、ユーザ単位にマルチキャストパケットのカウント数を計量する。図３の例では、ユーザから視聴要求としてALLOW（Src:1404:1a8:ffff:a004::79）がパケットカウント装置に送られると、パケットカウント装置は、当該ALLOWに対応するマルチキャストパケット（図３の例では★）のパケット量を測定する。

また、ユーザから離脱要求としてBLOCK（Src:1404:1a8:ffff:a004::79）がパケットカウント装置に送られると、パケットカウント装置は、当該BLOCKに対応するマルチキャストの計量を中断する。

次に、本発明のパケットカウントシステムについて説明する。

図４は、本発明の一実施の形態におけるパケットカウントシステムの構成を示す。

パケットカウント装置１００は、MLD-Report受信部１１０、マルチキャスト視聴ユーザ情報登録部１２０、マルチキャストパケット受信部１３０、マルチキャストパケット計測部１４０を有する。

MLD-Report受信部１１０は、エッジルータ２００からのMLD-Report情報を受信する。

マルチキャスト視聴ユーザ登録部１２０は、記憶部１２１に対してMLD-Reportを基にマルチキャスト視聴ユーザを登録し、視聴マルチキャスト情報等を格納する。ユーザからの要求が視聴要求（ALLOW）を取得した場合にはマルチキャストパケット計測部１４０にパケット量の計測を指示するために視聴要求を出力する。また、過去にマルチキャスト計測をしていない場合にはマルチキャストパケット計測部１４０に計測を指示する。離脱要求（BLOCK）を取得した場合には、同様にマルチキャスト計測部１４０に当該離脱要求を出力する。この際、他ユーザが当該マルチキャストパケットを視聴していない場合には、マルチキャストパケット計測部１４０に計測中断を指示する。なお、図４の例では、記憶部１２１をマルチキャスト視聴ユーザ登録部１２０内に具備しているが、この例に限定されることなく、当該マルチキャスト視聴ユーザ登録部１２０の外部または、パケットカウント装置１００の外部に設けてもよい。

マルチキャストパケット受信部１３０は、コンテンツ配信事業者装置４００よりマルチキャストパケットを受信する。

マルチキャストパケット計測部１４０は、マルチキャスト視聴ユーザ登録部１２０からの指示により、視聴要求から離脱要求までのマルチキャストパケット受信部１３０で受信したユーザ毎のマルチキャストパケットのパケット量（バイト数・パケット数）を計測し、記憶部１２１の該当するマルチキャストを視聴している全てのユーザのエントリのバイト数に受信したパケットのパケットサイズを加算し、パケット数を１つインクリメントする。

離脱要求を取得した場合は、マルチキャスト視聴ユーザ登録部１２０への当該ユーザの加算処理は行わない。また、他に当該ユーザと同じマルチキャストを視聴しているユーザがいない場合には、パケットの計測を終了する。

パケット計量結果出力部１５０は、記憶部１２１に格納されたユーザ単位のパケット計測結果をパケットカウント情報として、課金計算を行うための外部装置等へ出力する。

パケットカウント装置１００には、エッジルータ２００とコンテンツ配信事業者装置４００が接続されている。

エッジルータ２００は、MLD-Report受信部２１０、MLD-Report転送部２２０を有する。

エッジルータ２００のMLD-Report受信部２１０は、ユーザ端末３００からのMLD-Reportを受信する。

MLD-Report転送部２２０は、MLD-Report受信部２１０で受信したMLD-Report情報をパケットカウント装置１００に転送する。

以下に、上記の構成における動作を説明する。

図５は、本発明の一実施の形態におけるユーザAよりマルチキャスト視聴要求を受信した場合のフローチャートである。

パケットカウント装置１００のマルチキャストパケット受信部１３０では、コンテンツ配信事業者装置４００からのマルチキャストパケットを受信し、マルチキャストパケット計測部１４０において、マルチキャストのバイト数とパケット数を計測し、マルチキャスト視聴ユーザ登録部１２０に登録されている、そのマルチキャストパケットを視聴しているユーザのリストに加算する。

ステップ１０１）ユーザAの端末からの視聴要求（MLD-Report(ALLOW)）をエッジルータのMLD-Report受信部２１０が受信する。

ステップ１０２） MLD-Report配送部２２０によってパケットカウント装置１００に転送される。

ステップ１０３）パケットカウント装置１００のMLD-Report受信部１１０において、MLD-Reportの視聴要求を取得すると、マルチキャスト視聴ユーザ登録部１２０は、当該視聴要求のユーザID,MLDグループ、MLD srcを記憶部１２１に登録し、マルチキャストパケット計測部１４０に対して受信後よりユーザAが視聴しているマルチキャストの通過バイト数、パケット数の計量を指示する。これにより、マルチキャストパケット計測部１４０は、マルチキャスト視聴ユーザ登録部１２０から指示されたタイミングで通過バイト数及びパケット数を計測し、記憶部１２１に記録する。

図６は、本発明の一実施の形態におけるユーザAよりマルチキャスト離脱要求を受信した場合のフローチャートである。

上記の視聴要求時と同様に、パケットカウント装置１００のマルチキャストパケット受信部１３０では、コンテンツ配信事業者装置４００からのマルチキャストパケットを受信し、マルチキャストパケット計測部１４０において、通過バイト数及びパケット数を計測し、マルチキャスト視聴ユーザ登録部１２０に登録されているユーザのリストに加算する。

ステップ２０１）ユーザAの端末からの視聴要求（MLD-Report(BLOCK)）をエッジルータのMLD-Report受信部２１０が受信する。

ステップ２０２） MLD-Report配送部２２０によってパケットカウント装置１００に転送される。

ステップ２０３）パケットカウント装置１００のMLD-Report受信部１１０において、MLD-Reportの離脱要求を取得する。マルチキャストパケット受信部１３０がマルチキャストパケットを受信し、マルチキャストパケット計測部１４０において、離脱要求の送信元のユーザに対応するマルチキャスト視聴ユーザ登録部１２０への加算を中止する。また、他のユーザが当該マルチキャストを視聴していなければ、マルチキャストパケット計測部１４０に、パケット受信後より当該ユーザAが視聴しているマルチキャストの計量の中断を指示する。これにより、マルチキャストパケット計測部１４０は、他のユーザがマルチキャストを視聴していなければ計測を中断し、視聴しているユーザが他にいる場合には視聴要求から離脱要求までの間の当該ユーザのマルチキャストパケットのパケット量の計測を継続する。

なお、上記のパケットカウント装置１００の構成要素の動作をプログラムとして構築し、パケットカウント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。

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。

１００パケットカウント装置
１１０ MLD-Report受信部
１２０マルチキャスト視聴ユーザ登録部
１２１記憶部
１３０マルチキャストパケット受信部
１４０マルチキャストパケット計測部
１５０パケット計量結果出力部
２００エッジルータ
２１０ MLD-Report受信部
２２０ MLD-Report転送部
３００ユーザ端末
４００コンテンツ配信事業者装置

Claims

ユーザ毎にマルチキャストパケットの通過バイト量及びパケット数を計量するマルチキャストパケットのパケットカウント装置であって、
コンテンツ配信事業者ネットワーク側に配置され、
コンテンツ配信事業者装置から配信されるマルチキャストパケットを受信するマルチキャストパケット受信手段と、
エッジルータを介してユーザ端末から視聴要求を受信する要求受信手段と、
前記視聴要求を取得すると、記憶手段に、前記ユーザ端末のユーザのユーザＩＤと、当該ユーザにより視聴されるマルチキャストパケットのマルチキャストグループアドレスと、当該ユーザにより視聴されるマルチキャストパケットの送信元アドレスとを含むユーザ情報を登録するマルチキャスト視聴ユーザ登録手段と、
前記マルチキャストパケット受信手段で受信した前記ユーザにより視聴されるマルチキャストパケットのバイト量及びパケット量を計測し、前記記憶手段の該ユーザに対応するエントリに加算するマルチキャストパケット計測手段と、を備え、
前記要求受信手段が、前記ユーザ端末から送信された離脱要求を受信すると、前記マルチキャストパケット計測手段は、前記記憶手段の前記ユーザに対応するエントリへの加算を中止する
ことを特徴とするマルチキャストのパケットカウント装置。
ユーザ毎にマルチキャストパケットの通過バイト量及びパケット数を計量するマルチキャストパケットのパケットカウント方法であって、
コンテンツ配信事業者ネットワーク側に配置され、コンテンツ配信事業者装置から配信されるマルチキャストパケットを受信するマルチキャストパケット受信手段、要求受信手段、マルチキャスト視聴ユーザ登録手段、マルチキャストパケット計測手段、記憶手段を有する装置において、
前記要求受信手段が、エッジルータを介してユーザ端末から視聴要求を受信する要求受信ステップと、
前記マルチキャスト視聴ユーザ登録手段が、前記視聴要求を取得すると、前記記憶手段に、前記ユーザ端末のユーザのユーザＩＤと、当該ユーザにより視聴されるマルチキャストパケットのマルチキャストグループアドレスと、当該ユーザにより視聴されるマルチキャストパケットの送信元アドレスとを含むユーザ情報を登録するマルチキャスト視聴ユーザ登録ステップと、
前記マルチキャストパケット計測手段が、前記マルチキャストパケット受信手段で受信した前記ユーザにより視聴されるマルチキャストパケットのバイト量及びパケット量を計測し、前記記憶手段の該ユーザに対応するエントリに加算するマルチキャストパケット計測ステップと、
前記要求受信手段が、前記ユーザ端末から送信された離脱要求を受信すると、前記マルチキャストパケット計測手段が、前記記憶手段の前記ユーザに対応するエントリへの加算を中止するステップと、
を有することを特徴とするマルチキャストのパケットカウント方法。
コンピュータを、
請求項１記載のマルチキャストのパケットカウント装置の各手段として機能させるためのマルチキャストのパケットカウントプログラム。