JPH10200577A - パケット配信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケット配信システムで障害発生の際、パケ
ット伝送に対する信頼性の向上、パケット伝送される回
線網におけるトラヒック増加の回避、およびパケットの
優先配信を可能とするパケット配信システムを提供する
ことである。 【解決手段】 配信サーバ１では、パケット配信部１１
が配信パケットを同報通信により配信回線２１を介して
接続される全ての受信端末３へ配信し、再送要求受信部
が同一配信パケットに対する再送要求を複数の受信端末
３から受けた際にも一つの配信パケットにより全ての受
信端末３へパケット配信部１１により配信し、一方受信
端末３では、配信回線２１上の配信パケットをパケット
受信部３１が選択して取り込み、パケット不良検出部３
２が受けた配信パケットの誤りまたは欠落をパケット不
良検出部３２が検出した際のみ、再送要求送信部３３が
検出した状況を所定の再送要求により配信サーバ１へ通
知している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データファイルを
分割して形成したパケットを少なくとも一つの受信端末
へ配信サーバから配信するパケット配信システムに関
し、特に、パケット配信システムで障害を発生した際、
パケット伝送に対する信頼性の向上、パケット伝送され
る回線網におけるトラヒック増加の回避、およびパケッ
トの優先配信を可能とするパケット配信システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のパケット配信システムにおいて
配信されるパケットは、図３に示されるようにデータフ
ァイルを分割して生成されるペイロードにパケットヘッ
ダを加えて形成される。パケットヘッダにはデータファ
イルをファイル分割した際の分割ファイルに付与された
順序がシーケンス番号として挿入されている。

【０００３】受信端末は、受けた各パケットの誤りをチ
ェックするだけでなく、パケットに含まれるシーケンス
番号をチェックしてパケットの欠落を判定し、配信デー
タの正常な到着を確認している。

【０００４】従来、この種のパケット配信システムで
は、パケットを受ける各受信端末が同報通信により配信
されるパケットの到着を到着確認メッセージの返送によ
り配信サーバへ通知することによって同報配信の信頼性
の向上を図っている。この技術が、例えば、特開平４−
１７９３３１号公報に記載されている。

【０００５】この方式では、伝送路に接続された全ての
ステーションに同報メッセージを送出し、この同報メッ
セージを受けた各ステーションは自己のステーション番
号を含む場合、同報メッセージを送出したステーション
へ確認応答メッセージを返送し、一方、同報メッセージ
を送出したステーションは、同報メッセージを送出した
時刻から許容時間内に確認応答メッセージを受けなかっ
た場合に対象の同報メッセージを全てのステーションへ
再送している。

【０００６】一方、伝送効率を落とさずに、同報データ
伝送の信頼性を向上させ、同報データ通信システムの性
能を向上させることを目的とする、パケット到達の確認
についての技術が、例えば、特開平６−５３９７３号公
報に記載されている。このシステムでは、受信端末であ
るスレーブ装置が受けた同報データの送達確認結果を順
次記憶し、次いで配信サーバであるマスタ装置がスレー
ブ装置を指定してスレーブ装置で記憶した同報データの
送達確認結果の返送を受けることによって、パケットの
到着確認をしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のパケッ
ト配信システムのうち、前者の公開公報では、通信回線
の障害により配信サーバにおいて再送の繰返しが発生す
るという問題点、またこの再送の繰返しを停止するため
の手段を配信サーバに必要とするという問題点がある。

【０００８】その理由は、同報メッセージを送出するス
テーションの配信サーバが受信端末から到達確認のため
の確認応答メッセージの返送を受けているため、受信端
末から配信サーバへの上り回線に何等かの障害が発生し
て通信不能になった場合、同報パケットを配信した配信
サーバでは、パケット到達の確認不能によりパケット誤
りと判断して再送の繰返しが発生するうえ、この再送の
繰返しを停止するための障害検出手段が必要となるから
である。

【０００９】また、後者の公開公報に記載されたシステ
ムではトラヒックの無用な増大を招くという問題点があ
る。

【００１０】その理由は、パケットの送達確認のため
に、全ての受信端末へ問い合わせすると共に、この問い
合わせに対する返答が必要であり、受信端末の数が増加
するにしたがって問い合わせのトラヒックが確実に増加
するからである。

【００１１】本発明の課題は、システムで障害を発生し
た際には障害の発生が通知されることによりパケット伝
送に対する信頼性が向上できる一方で、無用な問い合わ
せまたは通知を排除してパケット伝送される回線網にお
けるトラヒックの増加を回避でき、更に、配信に障害が
ない場合にはパケットの優先配信を可能とするパケット
配信システムを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によるパケット配
信システムは、データファイルを分割して形成したパケ
ットを少なくとも一つの受信端末へ配信サーバから配信
パケットとして配信するパケット配信システムにおい
て、前記受信端末は、配信回線上の配信パケットを選択
して取り込むと共に、この取り込んだ配信パケットの誤
りおよび欠落の少なくとも一方を検出した際のみ検出し
た状況を所定の再送要求により前記配信サーバへ通知す
る一方、前記配信サーバは、前記配信パケットを同報通
信により配信回線を介して接続される全ての前記受信端
末へ配信し、この同一配信パケットに対する前記再送要
求を複数の受信端末から受けた場合には再送する配信パ
ケットを一つの配信パケットにより複数の受信端末へ配
信している。

【００１３】この構成手段により、障害の発生が把握で
きると共に無用な問い合わせおよび通知を排除すること
ができ、更に、配信サーバで無用な機能の排除ができ
る。また、再送するパケットも、複数の受信端末から要
求された同一のパケットは一つの送出で済ますことがで
きるので、再送要求のあった受信端末の数より少ない回
数の配信で済ますことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１５】図１は本発明の実施の一形態を示す機能ブ
ロック図である。図１に示されたパケット配信システム
では、配信サーバ１が配信データを回線網２を介して複
数の受信端末３へ配信している。

【００１６】配信サーバ１はパケット配信部１１および
再送要求受信部１２を備えているものとする。回線網２
は、パケット用の回線網であり、配信サーバ１から受信
端末３へ配信データを伝送する下り伝送路を形成する配
信回線２１と受信端末３から配信サーバ１へ再送要求を
伝送する上り伝送路を形成する通信回線２２とを有して
いるものとする。また受信端末３は、パケット受信部３
１、パケット不良検出部３２、および再送要求送信部３
３を備えるものとする。

【００１７】図１が従来と相違する点は、配信サーバ１
が複数の受信端末３に対して一連の同一配信パケットそ
れぞれを同報通信処理により配信回線を介して送出し、
受信端末３では受けた配信パケットの誤りまたはシーケ
ンス番号の欠落をパケット不良として検出した際に、こ
の不良状況を再送要求パケットにより配信サーバ１へ通
信回線２２を介して逐次送出し、配信サーバ１は受信端
末３から受けた再送要求パケットの情報に基づいて形成
した配信パケットのみを再送していることである。配信
サーバ１は、再送の場合、複数の同一配信パケットに対
する再送要求に対して一つの配信パケットのみを同報配
信している。

【００１８】次に、図１に図３を併せ参照して各構成要
素について説明する。

【００１９】パケット配信部１１は、受信端末３へ配信
する配信データを格納し、図３に示されるように一つの
データファイルを複数の配信データに分割し、分割によ
るシーケンス番号をヘッダに挿入した一連の配信パケッ
トを、配信回線２１を介して送出するものとする。ま
た、パケット配信部１１は、再送要求受信部１２から配
信パケットの指定を受け、受けた指定に基づいて同報配
信により再送を行なうものとする。

【００２０】再送要求受信部１２は、パケット不良を検
出した受信端末３から通信回線２２を介して再送要求パ
ケットを随時受け、再送要求パケットを受けた際には、
再送要求パケットに含まれるシーケンス番号から配信パ
ケットを特定し、受けた再送要求に応じたパケット情報
をパケット配信部１１へ送るものとする。

【００２１】また、再送要求受信部１２は、所定時間内
に同一シーケンス番号の配信パケットに対する複数の再
送要求パケットを受け、この内、同一配信パケットに対
して複数の配信先受信端末から再送要求があった場合で
も一回の同報配信により再送を行なうように処理するも
のとする。

【００２２】配信回線２１は同報配信が可能なパケット
回線であればどのような種類の伝送路でもよい。通信回
線２２も、伝送路の種別を問わない。

【００２３】パケット受信部３１は、配信回線２１で伝
送される配信パケットを取り込み、パケット不良検出部
３２の指示を受けた配信パケットを廃棄する。

【００２４】パケット不良検出部３２は、パケット受信
部３１で取り込んだ配信パケットをチェックして、符号
誤りの検出、および一連のシーケンス番号での欠落の検
出、それぞれの少なくとも一方が発生した場合にはパケ
ット不良として不良状況および対象の配信パケットのシ
ーケンス番号を含む情報を記録格納して再送要求送信部
３３へ送る一方、パケット受信部３１へ受けた配信パケ
ットの廃棄を指示するものとする。

【００２５】また、パケット不良検出部３２は、取り込
んだ配信パケットをチェックして正常な場合にはこの配
信パケットのシーケンス番号を記録し、この後に受けた
配信パケットのヘッダに、ぺイロードを既に正常に受け
ているシーケンス番号を有する場合にもパケット受信部
３１へ受けた配信パケットの廃棄を指示するものとす
る。

【００２６】再送要求送信部３３は、パケット不良検出
部３２から受けた配信パケットのシーケンス番号および
不良状況を所定の位置に挿入し、配信サーバ１を宛先に
した再送要求パケットを作成して通信回線２２へ送出す
るものとする。

【００２７】次に、図１を参照して本発明によるパケッ
ト配信システムの機能動作について手順を追って説明す
る。

【００２８】配信サーバ１では、パケット配信部１１が
格納した配信データをパケットに分割し配信回線２１へ
同報配信により送出する。受信端末３では、パケット受
信部３１が配信回線２１上の配信パケットを取り込む。

【００２９】この取り込まれた配信パケットはパケット
不良検出部３２により監視される。パケット不良検出部
３２は、配信パケットの符号誤りまたはシーケンス番号
の欠落をパケット不良として検出し、このパケット不良
を再送要求送信部３３へ通知する。

【００３０】パケット不良検出部３２が検出したパケッ
ト不良には、不良状況として不良の種別と共に対象配信
パケットのシーケンス番号が含まれている。

【００３１】再送要求送信部３３は、受けた対象配信パ
ケットのシーケンス番号を含む所定の再送要求パケット
を作成し通信回線２２を介して対象配信パケットの送信
元である配信サーバ１へ送出する。

【００３２】配信サーバ１では、再送要求受信部１２が
再送要求パケットを受け、受けた再送要求パケットに含
まれるシーケンス番号に対応する配信パケット情報をパ
ケット配信部１１へ送り配信を依頼する。

【００３３】パケット配信部１１は、発信依頼により配
信パケットを形成して配信回線２１へ再送出する。以後
の動作は上記手順と同様である。

【００３４】上記説明では、配信回線に衛星回線を想定
した放送形式のブロードキャスト方式により、配信回線
上の全ての配信パケットを配信回線に接続される全ての
受信端末が受け、受信端末が必要な配信パケットのみを
取り込んで不要な配信パケットを廃棄する構成について
説明したが、他の構成、例えば１対ｎのマルチキャスト
方式による同報通信において、配信パケットはヘッダに
配信先の受信端末の宛先アドレスとして受信端末識別子
を挿入し、配信先受信端末が複数の場合には複数の全て
の配信先受信端末に対する受信端末識別子が挿入され、
受ける受信端末では配信回線上に伝送される配信パケッ
トからパケットヘッダの宛先領域に自己の受信端末識別
子を含む配信パケットを選択して取り込み、再送要求に
は自己の受信端末識別子を加えて所定の位置に挿入し、
配信サーバを宛先にした再送要求パケットを作成して送
出し、配信サーバでは再送する配信パケットの宛先を再
送要求パケットの発信元に限定する構成でもよい。

【００３５】上記説明では、機能ブロックを図示して説
明したが、機能の分離併合によるブロックへの分配は、
上記機能を満たす限り自由であり、上記説明は本発明を
限定するものではない。

【００３６】

【実施例】次に、図２を参照して、ブロードキャスト方
式によるファイル配信システムの実施例について具体的
に説明する。

【００３７】図２では、一つの配信サーバ１０が衛星回
線２１０および地上回線２２１〜２２３それぞれにより
接続される複数の受信端末３-1〜３-3それぞれに対して
ファイルを配信している。

【００３８】図２における衛星回線２１０は上記図１に
おける配信回線２１であり配信パケットを伝送するため
に用いられ、また複数の地上回線２２１〜２２３は上記
図１における通信回線２２であり再送要求の際に再送要
求パケットを伝送する。

【００３９】配信サーバ１０は、ファイル名「ｅｘａ
ｍ．ｄａｔ」、ファイル長「９０，０００バイト」のフ
ァイルを格納し、これを衛星回線２１０を介して受信端
末３-1〜３-3へブロードキャスト方式により同報配信す
るものとする。

【００４０】ファイル「ｅｘａｍ．ｄａｔ」は１，００
０個のパケットに分割配信されるものとし、分割された
パケットには最初の番号Ｐ０００から順次、番号Ｐ９９
９までシーケンス番号が付与される。各配信パケットは
９０バイトのペイロードと、１０バイトのパケットヘッ
ダとにより構成されているものとする。

【００４１】まず、受信端末３-1の地域だけに降雨があ
り、この地域で受けたシーケンス番号Ｐ１００の配信パ
ケットにデータ誤りが発生し、他の受信端末３-2，３-3
では全ての配信パケットを正常に受けた場合について説
明する。

【００４２】受信端末３-1は、受けたシーケンス番号Ｐ
１００の配信パケットでデータ誤りを検出した際、この
シーケンス番号Ｐ１００の配信パケットの再送出を、地
上回線２２１を介して配信サーバ１０へ要求する。

【００４３】配信サーバ１０は、シーケンス番号Ｐ１０
０の配信パケットの再送出要求を受けた際、所定の時間
の経過後、シーケンス番号Ｐ１００の配信パケットのみ
を再度配信する。

【００４４】受信端末３-1はシーケンス番号Ｐ１００の
配信パケットを正常に受けた場合に受信ファイルを復元
する。また、他の受信端末３-2，３-3は既にこのシーケ
ンス番号Ｐ１００の配信パケットを正常に受けているの
で、再送されたこの配信パケットは取り込まない。

【００４５】次に、受信端末３-1，３-2の地域に降雨が
あり、受信端末３-1ではシーケンス番号Ｐ１００、また
受信端末３-2ではシーケンス番号Ｐ１００，Ｐ１０１、
それぞれの受信を失敗し、受信端末３-3では全ての配信
パケットを正常に受信した場合について説明する。

【００４６】上述したように、受信端末３-1はシーケン
ス番号Ｐ１００の再送要求、また受信端末３-2はシーケ
ンス番号Ｐ１００，Ｐ１０１の再送要求、それぞれを配
信サーバ１０へ送り、この結果、配信サーバ１０はシー
ケンス番号Ｐ１００，Ｐ１０１それぞれを一回ずつ再送
する。

【００４７】次に、配信サーバ１０の地域に降雨があり
全ての受信端末３-1〜３-3でシーケンス番号Ｐ１００，
Ｐ１０１が欠落したものとする。この場合、全ての受信
端末３-1〜３-3から再送要求が発行されるが、配信サー
バ１０はシーケンス番号Ｐ１００，Ｐ１０１それぞれを
一回ずつ再度送出する。

【００４８】上記構成は配信パケットの再送を衛星回線
による配信出行なうため、再送に必要とするトラフィッ
ク量を小さく抑えることができる。

【００４９】次に、衛星回線の中で配信パケットの再送
に割り当てられる帯域の割合、受信端末の数、および配
信パケットの欠落確率それぞれの限界値について定量的
に考察する。

【００５０】ここで、衛星回線のスループットＭ（パケ
ット／秒）、衛星回線の中で配信パケットの再送に割り
当てられる帯域の割合Ｑ、受信端末の数Ｎ、および配信
パケットの欠落確率Ｐにおける衛星回線の通常配信のた
めのスループットＭ１は下記数式１で与えられる。

【００５１】 Ｍ１＝ （１−Ｑ）Ｍ （１） また、一つの受信端末で、一秒あたりの欠落パケット数
Ｍd1は下記数式２となる。

【００５２】 Ｍd1＝ Ｐ・Ｍ１＝ Ｐ（１−Ｑ）Ｍ （２） この値は再送要求の数に等しい。即ち、配信サーバへ発
行される再送要求の合計数Ｍｄは下記の数式３で与えら
れる。

【００５３】 Ｍｄ＝ Ｎ・Ｍd1＝ Ｎ・Ｐ（１−Ｑ）Ｍ （３） この再送要求の数Ｍｄは、配信パケット欠落の原因が受
信環境にある場合、それぞれの受信端末から上がってく
る再送要求パケットには相関性がないため、そのまま再
送パケット数になる。

【００５４】実際には、全ての受信端末で一様に受信環
境が悪化することは少ないので、再送パケット数は更に
小さくなる。

【００５５】一方、パケット欠落原因が送信環境にある
場合には再送対象になる配信パケットは、各受信端末間
で強い相関性を持つことになる。

【００５６】ここで、相関性の大きさを示す相関係数ｔ
を定め、“ｔ”は“０”以上、かつ“１”以下の実数
で、相関性が強いほど“１”に近いものとする。

【００５７】この条件で、システムが正常可動するため
には、配信サーバへ発行される再送要求の合計数Ｍｄが
次の数式４を満たさなければならない。

【００５８】 （１−ｔ）・Ｍｄ≦ Ｑ・Ｍ （４） 上記数式３および数式４からシステムが正常に稼働する
ためのパケット再送帯域の条件式が次の数式５に求めら
れる。

【００５９】 Ｑ≧ （１−ｔ）Ｎ・Ｐ／｛１＋（１−ｔ）Ｎ・Ｐ｝ （５） 次に、下記条件に基づく具体例について検討する。

【００６０】 ・介せんビットエラーレート： １ｅ−１０ ・パケット長： １００バイト ・受信端末数Ｎ： １，０００，０００ ・相関係数 ０．８ この条件において、パケットの欠損確率Ｐは次のように
計算される。

【００６１】 Ｐ＝ １００×８×（１ｅ−１０）＝ ８ｅ−０８ したがって、衛星回線の中で配信パケットの再送に割り
当てられる帯域の割合Ｑは次の値となる。

【００６２】Ｑ≧ ０．０１６ すなわち、衛星回線の１．６％をパケット再送用に確保
すればよいことが分かる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
の効果を得ることができる。

【００６４】第１の効果は、配信回線となる衛星回線の
高速性、高能率性を保持したまま、信頼性を確保できる
ことである。

【００６５】その理由は、受信端末が受けたパケットの
誤りおよび欠落の少なくとも一方を検出した際のみ検出
した状況を再送要求により配信サーバへ通知することに
より障害の発生が把握できると共に無用な問い合わせお
よび通知を排除することができ、更に配信サーバで無用
な機能の排除ができ、かつ同一の配信パケットは一回の
再送で済ませることができるからである。

【００６６】第２の効果は、万一、通信回線の地上回線
に障害が発生した場合でも、配信サーバが特別な動作を
することなく、パケットの配信を継続できることであ
る。

【００６７】その理由は、受信端末が受けたパケットの
誤りおよび欠落の少なくとも一方を検出した際のみ検出
した状況を再送要求により配信サーバへ通知して、配信
パケットを再送しているので正常な配信を停止すること
がないからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す機能ブロック図で
ある。

【図２】本発明の実施の一具体例を示すブロック図であ
る。

【図３】ファイルパケット化の概要の一例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１、１０ 配信サーバ ２ 回線網 ３、３-1、３-2、３-3 受信端末 １１ パケット配信部 １２ 再送要求受信部 ２１ 配信回線 ２２ 通信回線 ３１ パケット受信部 ３２ パケット不良検出部 ３３ 再送要求送信部 ２１０ 衛星回線 ２２１、２２２、２２３ 地上回線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データファイルを分割して形成したパケ
   ットを少なくとも一つの受信端末へ配信サーバから配信
   パケットとして配信するパケット配信システムにおい
   て、前記受信端末は、配信回線上の配信パケットを選択
   して取り込むと共に、この取り込んだ配信パケットの誤
   りおよび欠落の少なくとも一方を検出した際のみ検出し
   た状況を所定の再送要求により前記配信サーバへ通知す
   る一方、前記配信サーバは、前記配信パケットを同報通
   信により配信回線を介して接続される全ての前記受信端
   末へ配信し、この同一配信パケットに対する前記再送要
   求を複数の受信端末から受けた場合には再送する配信パ
   ケットを一つの配信パケットにより複数の受信端末へ配
   信することを特徴とするパケット配信システム。