JPH08153113A - マルチメディアサーバ - Google Patents

マルチメディアサーバ

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JPH08153113A
JPH08153113A JP6292924A JP29292494A JPH08153113A JP H08153113 A JPH08153113 A JP H08153113A JP 6292924 A JP6292924 A JP 6292924A JP 29292494 A JP29292494 A JP 29292494A JP H08153113 A JPH08153113 A JP H08153113A
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JP
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multimedia
processor
multimedia server
input
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Pending
Application number
JP6292924A
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Inventor
Koichi Egawa
宏一 江川
Kiichi Matsuda
喜一 松田
Yasushi Inamoto
康 稲本
Takashi Hamano
崇 浜野
Naoji Matsuo
直司 松尾
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to US08/563,544 priority patent/US5717854A/en
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00Packet switching elements
    • H04L49/10Packet switching elements characterised by the switching fabric construction
    • H04L49/104Asynchronous transfer mode [ATM] switching fabrics
    • H04L49/105ATM switching elements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00Packet switching elements
    • H04L49/30Peripheral units, e.g. input or output ports
    • H04L49/3081ATM peripheral units, e.g. policing, insertion or extraction
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/14Systems for two-way working
    • H04N7/141Systems for two-way working between two video terminals, e.g. videophone
    • H04N7/147Communication arrangements, e.g. identifying the communication as a video-communication, intermediate storage of the signals
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N7/00Television systems
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    • H04N7/173Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems with two-way working, e.g. subscriber sending a programme selection signal
    • H04N7/17309Transmission or handling of upstream communications
    • H04N7/17336Handling of requests in head-ends
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    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
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    • H04Q11/0478Provisions for broadband connections
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    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
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Abstract

(57)【要約】 【目的】マルチメディア情報を蓄積して配分するマルチ
メディアサーバに関し、大容量のマルチメディア情報を
高速に送出可能にすることを目的とする。 【構成】本発明のマルチメディアサーバは、CPU,メ
モリおよびインタフェース機能を有する複数のプロセッ
サ部1と、各プロセッサ部間の通信を行なう高速通信ネ
ットワーク2と、マルチメディアデータを蓄積するとと
もにプロセッサ部の制御に応じて通信路に対してこのマ
ルチメディアデータを入出力する入出力部3と、各プロ
セッサ部の処理を制御するプロセッサ制御部4と、各入
出力部に対する通信路の交換を行なうスイッチ5とを備
えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マルチメディア情報を
蓄積して配分するマルチメディアサーバに関し、特に大
容量のマルチメディア情報を高速に送出することが可能
な、マルチメディアサーバに関するものである。
【0002】近年において、音声,映像,文字等の情報
を一体として取り扱う、マルチメディア技術が社会の注
目を集めている。特に大量のデータを高速に送受信し処
理するための技術開発が活発化している。例えば、広帯
域通信や画像圧縮技術等の研究,開発が進展しており、
これらを組み合わせて、種々のサービスを提供すること
が考えられている。
【0003】このような要求に対して、膨大なマルチメ
ディアデータを効率的に蓄積するとともに、さまざまな
要求に応じて迅速に提供することが可能な、データサー
バの技術が必要不可欠である。
【0004】
【従来の技術】従来、マルチメディアサーバ、特に映像
情報を提供するためのビデオ・サーバとして、何種類か
のものが既に提案されている。
【0005】図9は、第1の従来例を示したものであっ
て、超並列機をベースにしたものを示している。図中に
おいて、101は複数のハードディスク、102は複数
の処理モジュール103からなる処理装置である。処理
モジュール103は、CPU104とメモリ105とを
有している。106は通信処理を行なうパソコン、10
7はネットワークと接続するための多重装置/交換機で
ある。
【0006】この従来例においては、ハードディスク1
01から並列に読み出されたビデオデータを、CPUと
メモリを有する多数の処理モジュール103をメッシュ
状に接続した処理装置102において、並列処理によっ
て同時に処理し、パソコン106を介して高速信号にデ
ータ形式を変換したのち、多重装置/交換機107を経
てネットワークに送出する。なおこの際、ネットワーク
側からの配信要求の受信と、ビデオデータの送信とは、
同一の経路を介して行なわれる。
【0007】図9に示された従来例では、データ・スト
リームの経路を複数ルート有していて、並列処理によっ
てデータの送出を行なうので、大容量の映像データを多
数同時に、高速度で送出することができる。
【0008】図10は、第2の従来例を示したものであ
って、汎用機をベースにしたものを示している。図中に
おいて、111は複数のハードディスクを有するディス
ク・アレイである。112は処理装置であって、高速バ
ス113,CPU114,メインメモリ115を有して
いる。また、116はデータ・サーバ、117はトーク
ンリング、118は多重装置/交換機である。
【0009】この従来例においては、処理装置112に
おいてCPU114の制御のもとに、ディスク・アレイ
111から多数のビデオデータを、高速バス113に並
列に読み出し、データ・サーバ116において信号形式
の変換等を行なって、トークンリング117に送出す
る。そしてこのトークンリングから一定速度の信号とし
て分配して、多重装置/交換機118を経てネットワー
クに送出する。なおこの際、ネットワーク側からの配信
要求の受信と、ビデオデータの送信とは、同一の経路を
介して行なわれる。
【0010】図10に示された従来例では、高速バスを
介して多数のデータを並列に読み出して送出するので、
大容量の映像データを多数同時に、高速度で送出するこ
とができる。
【0011】図11は、第3の従来例を示したものであ
って、専用機をベースにしたものを示している。図中に
おいて、121は複数のハードディスクを有するディス
ク・アレイ、122は処理装置であって、高速バス12
3,データの変換,配分の処理を行なうストリーム・コ
ンディショナ124,ストリーム・コンディショナ12
4の行なう処理を制御するストリーム・コントローラ1
25を有している。また、126はATM多重装置、1
27は多重装置/交換機、128はネットワーク側から
の配信要求の処理を行なう制御システムである。
【0012】この従来例においては、処理装置122に
おいてストリーム・コントローラ125の制御のもと
に、ディスク・アレイ121から多数のビデオデータ
を、高速バス123に並列に読み出し、ストリーム・コ
ンディショナ124において信号の蓄積、信号形式の変
換,分配等の処理を行なったのち、ATM多重装置12
6において多重化して、多重装置/交換機127を経て
ネットワークに送出する。一方、ネットワーク側からの
配信要求のデータは、制御システム128において受信
され、これに基づいて、ディスク・アレイ121とスト
リーム・コントローラ125が制御される。
【0013】図11に示された従来例では、高速バスを
介して多数のデータを並列に読み出して送出する処理
と、ネットワーク側からの配信要求に基づいて行なわれ
るデータ送出動作の制御とを、それぞれ専用機を用いて
行なうようにした点が、他の従来例と異なっている。
【0014】なおこれらの従来例は、文献(「日経コミ
ュニケーション」;1994.4.4;第171号)に
詳細に記載されている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】図9ないし図11に示
された従来のマルチメディアサーバにおいては、マルチ
メディアデータを蓄積している情報記録装置と、種々の
制御を行なうプロセッサとがバスを介して接続されてい
たり、または情報記録装置と伝送路インタフェースとの
間に、処理用モジュールが介在したりしていた。
【0016】このようなシステムにおいては、種々のボ
トルネックが存在するため、大容量で超高速のデータ授
受を行なうことは困難である。例えばバス上に各種の装
置が接続されている場合、本来、バス上を流れるマルチ
メディアデータは一組だけであり、かつ、それぞれの装
置を制御するための信号も、同じバス上を流れる。
【0017】この場合、装置数が増えたり、または詳細
な制御を行なうために、制御データを頻繁にやり取りし
たりすると、バス上での信号の衝突が発生する確率が高
くなり、結果として、各装置を有効に機能させて、その
性能を十分に発揮することができなくなる。
【0018】また情報記録装置と伝送路インタフェース
装置との間に、何段かの処理装置が介在する場合には、
その間で送受信される信号は、すべて処理装置を通るた
め、情報記録装置から送受信路へ出力したり、または読
み込んだりするのに、時間が掛かるという問題がある。
【0019】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、情報処理装置とネットワ
ークとの間に、バスを介したり、または複数の処理装置
を介したりする必要がなく、情報を格納している記憶装
置を備えたストリーム・コントローラから、直接、ネッ
トワーク側に対してデータを送信することができるよう
にすることによって、迅速なデータ伝送を可能にするこ
とを目的としている。
【0020】
【課題を解決するための手段】
(1) 本発明のマルチメディアサーバは、図1にその原理
的構成を示すように、CPU,メモリおよびインタフェ
ース機能を有する複数のプロセッサ部1と、各プロセッ
サ部間の通信を行なう高速通信ネットワーク2と、マル
チメディアデータを蓄積するとともにプロセッサ部の制
御に応じて通信路に対してマルチメディアデータを入出
力する入出力部3と、各プロセッサ部の処理を制御する
プロセッサ制御部4と、各入出力部に対する通信路の交
換を行なうスイッチ5とを備えて構成される。
【0021】(2) (1) の場合に、プロセッサ部とプロセ
ッサ制御部との間の通信を行なう通信路6を別に設け
る。
【0022】(3) (1) の場合に、入出力部に蓄積されて
いるマルチメディアデータを他の入出力部に移動すると
き、スイッチ5経由でデータ転送を行なうようにする。
【0023】(4) (1) の場合に、入出力部とプロセッサ
部とを組にして増設可能なように構成する。
【0024】(5) (1) の場合に、各入出力部から伝送す
るマルチメディアデータの同期合わせに必要な信号を、
高速通信ネットワーク2を介して授受するようにする。
【0025】(6) (1) の場合に、各入出力部におけるデ
ータを検索する場合に、高速通信ネットワーク2を介し
て信号の授受を行なって、対応するプロセッサ部におけ
る検索結果を、他のプロセッサ部へ伝送する。
【0026】(7) (1) の場合に、通信路に接続されてい
るユーザ内で発生したデータを、マルチメディアサーバ
に接続されている他のすべてのユーザに伝達する場合
に、高速通信ネットワーク2を用いて各プロセッサ部と
の同期用信号の授受を行なう。
【0027】
【作用】
(1) 図1にその原理的構成を示されたマルチメディアサ
ーバによれば、さまざまなマルチメディアデータの要求
に対して、効率的に対応することができるとともに、高
速,大容量のマルチメディアデータを授受することがで
きる。また、種々のマルチメディアサービスに対応する
ことが可能となる。
【0028】(2) (1) の場合に、プロセッサ部とプロセ
ッサ制御部との間の通信を行なう通信路6を別に設ける
ことによって、プロセッサ部とプロセッサ制御部との間
の通信をより効率的に行なって、マルチメディアサーバ
の性能を向上することができる。
【0029】(3) (1) の場合に、入出力部に蓄積されて
いるマルチメディアデータを他の入出力部に移動すると
き、スイッチ5経由でデータ転送を行なうようにするこ
とによって、プロセッサ部の負担を軽減して、主データ
の流れを迅速にすることができる。
【0030】(4) (1) の場合に、入出力部とプロセッサ
部とを組にして増設可能なように構成することによっ
て、スケーラブル性に富んだマルチメディアサーバを実
現することができる。
【0031】(5) (1) の場合に、各入出力部から伝送す
るマルチメディアデータの同期合わせに必要な信号を、
高速通信ネットワーク2を介して授受するようにするこ
とによって、多くの利用者に対して、例えば画面上で同
期合わせの必要なサービスを提供することができる。
【0032】(6) (1) の場合に、各入出力部におけるデ
ータを検索する場合に、高速通信ネットワーク2を介し
て信号の授受を行なって、対応するプロセッサ部におけ
る検索結果を、他のプロセッサ部へ伝送することによっ
て、利用者が増加しても、高速に検索結果を求めること
ができるようになる。
【0033】(7) (1) の場合に、通信路に接続されてい
るユーザ内で発生したデータを、マルチメディアサーバ
に接続されている他のすべてのユーザに伝達する場合
に、高速通信ネットワーク2を用いて各プロセッサ部と
の同期用信号の授受を行なうことによって、同時に接続
できる利用者数を飛躍的に増大させることができる。
【0034】
【実施例】図2は、本発明のマルチメディアサーバの一
実施例の構成を示したものであって、(a)は全体の構
成を示し、(b)はCPUセルの詳細構成、(c)はス
トリーム・コントローラの詳細構成である。図2(a)
において、111,112,…,11n はマルチメディアデ
ータの入出力の制御を行なう複数のCPUセル、12は
CPUセル間で相互に通信を行なうための高速通信ネッ
ト、131,132,…,13n は情報記録装置からマルチ
メディアデータを読み出し、またはマルチメディアデー
タを情報記憶装置に蓄積するストリーム・コントロー
ラ、14は各CPUセルに対してマルチメディアデータ
の入出力指示を与える制御サーバ、15はATM信号を
交換するATM交換機、16はATM信号を伝送するA
TMネットワーク、17は制御サーバ14のバスであ
る。
【0035】図2(a)における、CPUセル111,
2,…,11n ,高速通信ネット12,ストリーム・コ
ントローラ131,132,…,13n ,制御サーバ14,
ATM交換機15,バス17は、原理的構成を示す図1
におけるプロセッサ部1,高速通信ネットワーク2,入
出力部3,プロセッサ制御部4,スイッチ5,通信路6
にそれぞれ対応している。
【0036】図2(b)に示すCPUセルにおいて、2
1は対応するストリーム・コントローラを制御するCP
U、22はCPU21の使用するメモリ、23は高速通
信ネット12との通信を行なう通信インタフェース(I
/F)、24は制御サーバ14のバスとのインタフェー
スをとるバスインタフェース(I/F)である。
【0037】また図2(c)に示すストリーム・コント
ローラにおいて、311,, 31mはマルチメディアデ
ータを蓄積する情報記録装置を形成する複数のディスク
装置、32は各ディスク装置の動作を制御するディスク
コントローラ、33はストリーム・コントローラの入出
力とATM交換機15とのインタフェースをとるATM
インタフェース(I/F)である。
【0038】図3は、CPUセルとストリーム・コント
ローラの接続を説明するものであって、1111,11
12, , 111p, 1121,1122, , 112p, ,
q1,11q2, , 11qpはそれぞれCPUセル、13
11,1312, , 131p, 13 21,1322, , 13
2p, , 13q1,13q2, , 13qpはそれぞれのCP
Uセルに対応して設けられたストリーム・コントローラ
である。各ストリーム・コントローラは、矢印で示すよ
うに、すべて図示されないATM交換機15に接続され
ている。
【0039】制御サーバ14から、いずれかのCPUセ
ルに対してマルチメディアデータの入出力指示が与えら
れると、CPUセルは、その管理下にある、対応するス
トリーム・コントローラに対して、マルチメディアデー
タの入出力およびその有するディスク装置への読み書き
の指示を与える。
【0040】各CPUセルは、高速通信ネット12によ
って、他の各CPUセルと相互間が結合されていて、C
PUセル間での通信が必要になった場合には、高速通信
ネット12を介して、データの授受を行なうようになっ
ていて、これによって、各CPUセル間における協調動
作が可能になる。
【0041】例えば、マルチメディアサーバから伝送す
る異なるマルチメディアデータを同一画面上において表
示する場合のように、マルチメディアデータの同期合わ
せが必要な場合、同期合わせのための信号を高速通信ネ
ット12を介して授受することによって、多くの利用者
に対して、同期合わせの必要なサービスを提供すること
ができる。
【0042】各ストリーム・コントローラは、それが管
理下にあるCPUセルからの制御のもとに、ATMネッ
トワーク16へマルチメディアデータを送出したり、逆
にATMネットワーク16からマルチメディアデータを
受信したりするとともに、マルチメディアデータを複数
のディスク装置に蓄積することができる。
【0043】ATM交換機15は、外部(ATMネット
ワーク)との通信を行なう場合に、効率的に通信路を用
いるために設けられている。各ストリーム・コントロー
ラは、蓄積されているマルチメディアデータを他のスト
リーム・コントローラに移動するとき、ATM交換機1
5経由でデータ転送を行なうことができ、これによっ
て、CPUセルの負担を軽減することができるようにな
っている。
【0044】また、マルチメディアサーバにおいて、ユ
ーザからの要求に応じて、時々刻々に変化するマルチメ
ディアデータの検索を行なう場合、CPUセルの検索結
果を他のCPUセルに伝送する場合に、高速通信ネット
12を用いて信号の授受を行なうようにすることによっ
て、利用者が増加した場合でも、高速に検索結果を求め
ることができる。
【0045】さらに、マルチメディアサーバにおいて、
あるユーザ内で発生したデータを、マルチメディアサー
バに接続されている他のすべてのユーザに伝達する場合
のように、複数ユーザの同期合わせが必要な場合、高速
通信ネット12を用いて信号の授受を行なうことによっ
て、同時に接続できるユーザ数を大幅に増加させること
ができる。
【0046】図1の実施例の場合、ストリーム・コント
ローラとCPUセルとは、組として設けられていて、サ
ービス要求数に応じて、任意の組数を増設することによ
って対応することができ、スケーラブル性に富んでい
る。
【0047】以下、図2および図3に基づいて、マルチ
メディアサーバの動作を説明する。いま、ユーザから、
動画像を表示したいという要求が発生し、その要求が、
公衆網のようなATMネットワーク16を介して、マル
チメディアサーバに到着し、これによって要求元へデー
タを配信する動作を行なうものとする。
【0048】ユーザからの要求は、ATM交換機15を
介して制御サーバ14に入力される。このときの要求に
は、動画像を要求元へ伝送するために十分な情報が含ま
れている。例えば、要求元が誰であるかを示す情報や、
要求された動画像を特定するために十分な情報が与えら
れる。
【0049】制御サーバ14では、マルチメディアサー
バにおける各ストリーム・コントローラに蓄積されてい
るすべての動画像データと、そのデータがどのストリー
ム・コントローラのディスク装置に記録されているかを
予め記憶していて、個々の要求に対して、どのCPUセ
ルを動作させて要求に応えるかを判断する。そしてこの
判断をもとに、制御サーバ14は該当するCPUセルに
対して、動画像の配信指示を与える。
【0050】CPUセルから指示を受けた、対応するス
トリーム・コントローラでは、ディスクコントローラ3
2の制御のもとに、要求された動画像データをいずれか
のディスク装置から読み出して、ATMI/F33を経
てATM交換機15へ送出する。出力された動画像デー
タは、ATM交換機15を経てATMネットワーク16
へ出力される。
【0051】以上の動作例においては、動画像データの
配信について記述したが、動画像データに限らず、静止
画像,図形データ,音声データ,プログラム等でもよ
く、ディジタル化されたデータであれば適用することが
できる。また、マルチメディアデータを記憶する装置と
して、ディスク装置に限らず、テープ装置,半導体メモ
リ等でもよく、ディジタルデータを記憶するための装置
であれば適用することができる。
【0052】またユーザとの通信手段として、ATM技
術によるものを記述したが、これに限るものでなく、従
来からあるアナログ公衆網の伝送路や、LANのような
私設網でもよく、電気信号を用いる情報伝達手段であれ
ば適用できる。さらに情報の配信だけでなく、情報の受
信についても、同様な動作が行なわれるとともに、送受
信を同時に行なう場合においても、同様に動作すること
ができる。
【0053】次に、マルチメディアサービスに適合した
プロセッサ間通信手段のアーキテクチャとして、本発明
方式のように、処理を行なう複数のプロセッサが密に結
合した、密結合アーキテクチャの場合と、従来方式のよ
うに、処理を行なう複数のプロセッサが疎に結合した、
疎結合アーキテクチャの場合とについて、その処理速度
および処理能力について比較検討する。
【0054】図4は、プロセッサ間通信手段の構成を示
したものであって、(a)は密結合アーキテクチャの場
合を示し、(b)は疎結合アーキテクチャの場合を示し
ている。図中、411,412,, 41n はセル、421,
422, 42m はパソコン(PC)である。
【0055】密結合アーキテクチャの場合は、超並列プ
ロセッサベースであって、複数のプロセッサを広帯域通
信路で結合して、同時に複数のセルが1対1通信を行な
う。また疎結合アーキテクチャの場合は、パソコンベー
スであって、複数のパソコンをイーサネット等の汎用通
信路で結合して、常に2台(1組)のパソコン間通信の
みを行なう。
【0056】図5は、プロセッサ間通信手段の性能と、
そのサービスへの影響とを示したものであって、上述の
密結合アーキテクチャと疎結合アーキテクチャのそれぞ
れについて、プロセッサ間通信のレイテンシ,プロセッ
サ間通信のスループット,通信単位とについて性能の比
較を行なうとともに、分散マルチメディアデータの同期
と検索および複数ユーザへの同期サービスについての影
響を示している。
【0057】以下、第1の例としてマルチ画面を含む複
数メディアの同期を考えることとし、次のようなモデル
を設定する。
【0058】複数のビデオ動画像,音声,グラフィック
画面、テキスト等16個のメディア情報を、別々のプロ
セッサからクライアントへ送る。クライアントは、これ
らのメディア情報を、マルチウィンドウ画面に合成して
表示する。各プロセッサから送られるメディア情報は、
同期していないと、クライアント側では正しく合成する
ことができない。そこで、1台のプロセッサから残り1
5台のプロセッサに同期信号を送ることによって、16
台のプロセッサが、同期のとれたメディア情報をクライ
アントに送信する。ここで同期信号は、0.5sに1回
送出され、16バイトからなっている。
【0059】図5に示されたプロセッサ間通信の制限の
もとで、同時に何人まで情報配信のサービスを受けられ
るかを計算する。必要な情報量は、クライアント1人あ
たり、0.5sごとに15バイト×15パケットであ
る。
【0060】密結合アーキテクチャの場合は、前提とし
て、レイテンシ20μs,スループット10MB/sと
すると、 16バイト×15パケットの送信時間 …330μs
(レイテンシが91パーセントの300μs) 0.5sに送信できるパケット数 …0.5s/330
μs=1,520人分 各プロセッサが送信と同じだけ受信も行なうものとする
と、 1プロセッサあたり …1,520/2=760人 16プロセッサあたり …760×16=12,160人
【0061】疎結合アーキテクチャの場合は、前提とし
て、レイテンシ1.5ms,スループット1.25MB
/sとすると、 16バイト×15パケットの送信時間 …22.7ms
(レイテンシが99%の22.5ms) 0.5sに送信できるパケット数 …0.5s/22.
7ms=22人分 となって、密結合アーキテクチャの場合より著しく減少
する。なお、イーサネットでは、上記の通信を行なって
いる間、他の通信は一切行なうことができない。
【0062】次に、第2の例として、分散マルチメディ
アデータの検索を行なう場合を考える。一例としてデー
タベースを芋づる式に検索する処理を検討する。この場
合、内容が固定されたデータベースであれば、データベ
ース専用のプロセッサに制御を渡して、検索結果を受け
取るだけで済む。
【0063】しかしながら、例えば、映画データを流し
ながら、その中に表示される商品の注文をオンラインシ
ョッピングで受け付ける場合であって、その価格が注文
量や、他の商品の売買状況によって変動し、流通経路も
変動するというようなとき、顧客データ,商品データ,
注文データ,流通データ等は、加入者とのインタラクシ
ョンによって時々刻々に更新する必要がある。従って、
データベース機能をサーバに組み込む必要が生じる。
【0064】いま、マルチメディアサーバによって芋づ
る式検索を行なう場合として、次のようなモデルを設定
する。
【0065】図6は、分散マルチメディアデータベース
検索の通信モデルを示したものであって、611,612,
, 6114はプロセッサ、62はクライアントである。
図6に示されたように、クライアント62がプロセッサ
611 に検索の要求を出すと、プロセッサ611 はデー
タベースを持つプロセッサ612 に検索の要求を出す。
プロセッサ612 は自分のデータベースを検索した結
果、他の3つのデータベースへのポインタが得られたの
で、それぞれのデータベースを持つプロセッサ613,
4,615 に検索要求を出す。
【0066】同様に、プロセッサ613,614,615
は、それぞれ図示のように3台のプロセッサに検索要求
を出す。要求を受けたプロセッサ616 〜6114は、そ
れぞれ10件ずつの検索結果をプロセッサ611 に返送
する。これによって、プロセッサ611 はクライアント
62に、10件×9の検索結果を提示する。
【0067】ここで、プロセッサの処理時間は、プロセ
ッサ611 が0.4s、他のすべてのプロセッサが、
0.2sであり、またプロセッサ間通信は、1件の通信
データがすべて1.5KBであるものとする。
【0068】第1の例の場合と同様なプロセッサ間通信
の制限のもとで、クライアントが要求を発信してから、
検索結果が得られるまでのレスポンスタイムを計算する
と次のようになる。 通信時間が0のときのレスポンスタイム…0.4+0.
2+0.2+0.2=1.0s クライアント1人あたりの情報量:1,5KB×103
パケット
【0069】密結合アーキテクチャの場合は、前提とし
て、レイテンシ20μs,スループット10MB/sと
すると、 1.5KBパケットの送信時間…170μs(レイテン
シ20μs,転送時間150μs) 1.5KB×103パケットの送信時間…170μs×
103=18ms
【0070】従ってレスポンスタイムは、 クライアントが1人のとき…1.0s+18ms=1.
02s である。
【0071】クライアントが多い場合は、14台のプロ
セッサが互いに双方向通信を行なうことが可能であっ
て、次のようになる。 クライアントが100人のとき…1.0s+18ms×
100/7=1.26s クライアントが1000人のとき…1.0s+18ms
×1000/7=3.57s
【0072】疎結合アーキテクチャの場合は、前提とし
て、レイテンシ1.5ms,スループット1.25MB
/sとすると、 1.5KBパケットの送信時間…2.7ms(レイテン
シ1.5ms,転送時間1.2ms) 1.5KB×103パケットの送信時間…2.7ms×
103=280ms
【0073】従ってレスポンスタイムは、 クライアントが1人のとき…1.0s+280ms=
1.28s クライアントが100人のとき…1.0s+280ms
×100=29s クライアントが1000人のとき…1.0s+10ms
×1000=281s となって、密結合アーキテクチャの場合と比較して、大
幅に増加する。
【0074】さらに、第3の例として、参加型対戦ゲー
ムの場合を考える。この場合、対戦型ゲームとして、エ
アウォーリアのようなゲームを想定する。
【0075】この場合のゲームのモデルは、次のような
ものであるとする。 (1) 参加者は不特定多数である。 (2) スピードはリアルタイム(30コマ/秒)である。
【0076】(3) 描画機能として次の2つから選択可能
とする。 オブジェクトデータをセットトップ側で保存する、
シーン可変型。 山, 木, ビル, 戦闘機, ヘリコプタ, 戦車等のオブジェ
クト描画用実データは、セットトップ側で持つ。対戦場
所の地理データや地図データおよび固定オブジェクトの
位置等は、始めに一度だけサーバからセットトップヘダ
ウンロードする。移動物体(他プレーヤ等)の位置など
は、リアルタイムでサーバから送られてくる。セットト
ップでは、これらのデータを使って、コンピュータグラ
フィック(CG)のアクセラレータ等で、描画処理およ
び表示を行なう。
【0077】 描画機能をサーバに依存する、シーン
可変型。 自機の位置やレーダの有効範囲等も考慮して、CG画面
をサーバ側で画像生成して、セットトップ側に供給す
る。セットトップは、単に表示するだけとする。
【0078】とのいずれを選択するかは、セットト
ップの能力と、CPUセルの能力に依存すると思われ
る。一般的な通信ゲームは、であると思われる。この
場合、データのダウンロードを行なう前に、事前にアク
セラレータの性能等をネゴシエーションして、ダウンロ
ードする情報の質,量を定めて、初期データをダウンロ
ードする。この方式で描画するようにすれば、性能の低
いボードでも、それなりの絵が見られるし、高性能のボ
ードであれば、より綺麗な絵が見られる。 (4) 通信内容(上り回線) 発生するデータの内訳は、次のようなものである。 自機の位置データ(X,Y,Z) 〔3×32bi
t〕 自機の方位データ(θ,φ,γ) 〔3×16bi
t〕 アクションアイテム(m個) 〔m×64bi
t〕
【0079】アクションアイテムの個数m=10とする
と、全部で96+48+640=784bit(98B
yte)のデータが1/30秒ごとに発生する。以後の
計算では、100Byteとして扱う。なお、アクショ
ンアイテムとは、例えば、ミサイルの発射等の情報であ
る。
【0080】1プロセッサ(CPUセルやパソコン)に
収容されている、各プレーヤ(n人)の発生データを、
プロセッサ(CPUセルやパソコン)間で通信し合うこ
とによって、自分の画面上で発生した変動データを、他
のすべてのプレーヤに伝えるとともに、すべての他プレ
ーヤにおいて発生した変動データを受け取る。変動デー
タは、30組/秒の割合で発生する。
【0081】密結合アーキテクチャの場合、文献(「ト
ーラスネットワークにおける最適全対全通信方式」;堀
江健志,林憲一:情報処理学会論文誌;Vo.l34 No.4 ;
pp.628-637;Apr.1993 )の記載によれば、通信所要時間
として、次の計算式が示されている。 T=(P−3/4)*(11.6+m/17.1)〔u
s〕 ここで、Pはプロセッサ数の平方根、mはメッセージサ
イズ〔Byte)、Tは時間〔μs〕である。
【0082】図7は、密結合アーキテクチャにおける同
時プレイ数を示したものであって、33.3ms以内で
通信可能なメッセージサイズをまとめて示したものであ
る。
【0083】疎結合アーキテクチャの場合、n台のパソ
コン間で1組のデータの授受を行なうためには、n×
(n−1)回の通信が必要である。従ってパソコンが2
台のときは2回、3台のときは6回、4台のときは12
回、5台のときは20回の通信が発生する。
【0084】イーサネットの場合、パケットサイズが1
518Byteとなっているので、10Mbpsの転送
レートをフルに使用できると仮定すると、最大パケット
数は次のようになる。 10Mbps/1518Byte=863パケット/s
=28パケット/(1/30)s
【0085】ただしこれは、イーサネットの物理的転送
能力だけで計算したものであって、キャリアセンスの時
間,コリジョンが発生した場合の処理,ヘッダ処理,A
ck処理等が必要なので、実際には10Mbpsの転送
は不可能であるが、仮にイーサネットの最大性能を発揮
できたものとして計算したものである。
【0086】1パケット中のユーザデータサイズは最大
1460Byteであり、従って、 1460(Byte/パケット)/100(Byte/
人)=14人/パケット となる。
【0087】図8は、疎結合アーキテクチャにおける同
時プレイ数を示したものであって、上述の数値から求め
られたものである。図7に示された密結合アーキテクチ
ャの場合と比較すると、同時にプレイできる人数が、大
幅に少ないことがわかる。
【0088】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
ルチメディアデータを蓄積して、要求に応じて提供する
マルチメディアサーバにおいて、さまざまなマルチメデ
ィアデータの要求に対して、効率的に対応することがで
きるとともに、従来、困難であった、高速, 大容量のマ
ルチメディアデータの授受を行なうことが可能となる。
【0089】またマルチメディアデータの配信のみに限
らず、さまざまな形態のマルチメディアサービスに対応
して、高速, 大容量のマルチメディアデータに関するサ
ービスを実現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成を示す図である。
【図2】本発明のマルチメディアサーバの一実施例の構
成を示す図であって、(a)は全体の構成を示し、
(b)はCPUセルの詳細構成、(c)はストリーム・
コントローラの詳細構成である。
【図3】CPUセルとストリーム・コントローラの接続
を説明する図である。
【図4】プロセッサ間通信手段の構成を示す図であっ
て、(a)は密結合アーキテクチャの場合を示し、
(b)は疎結合アーキテクチャの場合を示す。
【図5】プロセッサ間通信手段の性能と、そのサービス
への影響とを示す図である。
【図6】分散マルチメディアデータベース検索の通信モ
デルを示す図である。
【図7】密結合アーキテクチャにおける同時プレイ数を
示す図である。
【図8】疎結合アーキテクチャにおける同時プレイ数を
示す図である。
【図9】第1の従来例を示す図である。
【図10】第2の従来例を示す図である。
【図11】第3の従来例を示す図である。
【符号の説明】
1 プロセッサ部 2 高速通信ネットワーク 3 入出力部 4 プロセッサ制御部 5 スイッチ 6 通信路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜野 崇 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 松尾 直司 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPU,メモリおよびインタフェース機
    能を有する複数のプロセッサ部と、 該各プロセッサ部間の通信を行なう高速通信ネットワー
    クと、 マルチメディアデータを蓄積するとともに前記プロセッ
    サ部の制御に応じて通信路に対して該マルチメディアデ
    ータを入出力する入出力部と、 前記各プロセッサ部の処理を制御するプロセッサ制御部
    と、 前記各入出力部に対する通信路の交換を行なうスイッチ
    とを備えたことを特徴とするマルチメディアサーバ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のマルチメディアサーバ
    において、前記プロセッサ部とプロセッサ制御部との間
    の通信を行なう通信路を別に設けたことを特徴とするマ
    ルチメディアサーバ。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のマルチメディアサーバ
    において、前記入出力部に蓄積されているマルチメディ
    アデータを他の入出力部に移動するとき、前記スイッチ
    経由でデータ転送を行なうようにしたことを特徴とする
    マルチメディアサーバ。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のマルチメディアサーバ
    において、前記入出力部とプロセッサ部とを組にして増
    設可能にしたことを特徴とするマルチメディアサーバ。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載のマルチメディアサーバ
    において、各入出力部から伝送するマルチメディアデー
    タの同期合わせに必要な信号を前記高速通信ネットワー
    クを介して授受することを特徴とするマルチメディアサ
    ーバ。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載のマルチメディアサーバ
    において、各入出力部におけるデータを検索する場合
    に、前記高速通信ネットワークを介して信号の授受を行
    なって、対応するプロセッサ部における検索結果を他の
    プロセッサ部へ伝送することを特徴とするマルチメディ
    アサーバ。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載のマルチメディアサーバ
    において、通信路に接続されているユーザ内で発生した
    データを、該マルチメディアサーバに接続されている他
    のすべてのユーザに伝達する場合に、前記高速通信ネッ
    トワークを用いて各プロセッサ部との同期用信号の授受
    を行なうことを特徴とするマルチメディアサーバ。
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