JPH1168741A - ストリーム配信方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実時間ストリームの転送レートが規定値より
低下すれば別経路を検索しサービス品質を改善するスト
リーム配信方法およびシステムを提供する。 【解決手段】 現経路の上位サーバからのストリームを
下位サーバ、クライアントの転送レート監視機構３０１
〜３０７で定期的又は不定期的に測定する。測定の結
果、ストリームを正しく受信できないと判明すれば、経
路情報制御機構３３１〜３３８で同一ストリームを配信
可能な上位サーバ候補のアドレスを調査する。次に上位
サーバ候補との往復時間を測定し、再経路構成機構３１
１〜３１７で、往復時間が規定値以下の上位サーバがあ
るか否かで場合分けし、連続パケット送信要求を行い、
上位サーバ候補の負荷測定用データ送信機構３２１〜３
２４で送信される連続パケットの受信結果から、正しく
ストリームが受信できる上位サーバを選択する。最後に
再経路構成機構３１１〜３１７で経路を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クライアントから
の提供要求を受信したサーバが、要求されたデータをク
ライアントに送信し、そのデータをクライアントが受信
する場合のクライアント・サーバ間のデータ伝送能力を
向上させるデータ伝送システムに関する技術分野に属す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】クライアント・サーバ型のデータ伝送シ
ステムが数多く存在しているが、その中に実時間映像通
信などの様に時間制約を受ける連続したデータであるス
トリームを扱うデータストリーム型クライアント・サー
バシステムが存在する。このストリームは時間的制約を
受けるため、あらかじめクライアント・サーバ間で決め
られた時間を超えるデータの遅延が起これば、データが
意味をなさなくなる場合がある。また、サーバからは連
続したデータを送信するので、クライアント・サーバ間
には絶えずデータが流れている。

【０００３】このようなストリームを扱うクライアント
・サーバシステムでは、サーバは映像や音声を符号化し
たストリームを発信する機能を有する。クライアント
は、サーバが提供し得るストリームを利用したい場合に
は、サーバに対して、ストリームの提供要求を行う。こ
の要求に基づき、サーバはクライアントに対してストリ
ームの送信を始める。クライアントは、そのストリーム
を受信、復号化し、適宜利用する。

【０００４】サーバとクライアントは１対１である必要
はなく、サーバが同時に複数のクライアントに対してス
トリームの提供を行ったり、クライアントが同時に複数
のサーバからストリームを提供されたりするシステムも
多数存在する。

【０００５】また、同一コンテンツを保持したサーバが
１つである必要もなく、サーバを複数個有するようなシ
ステムも存在する。サーバが提供し得るコンテンツを別
のサーバ上に複製するのがそのシステムで、どのサーバ
からストリームの提供を受けても、同一コンテンツを得
ることができる。

【０００６】また、サーバとクライアントが直接接続さ
れているのではなく、いくつかの中継サーバがクライア
ント・サーバ間に含まれている様なシステムも存在す
る。その一例を図７に示す。

【０００７】この従来例は、クライアントからのデータ
の提供要求を受信し、要求されたストリームを他のサー
バに依存することなく送信できるサーバを発信サーバ１
０１として、クライアント１１１とともに中継サーバ２
０１，２０２を発信サーバ１０１に接続し、クライアン
ト１１２とともに中継サーバ２０３を中継サーバ２０２
に接続し、クライアント１１３を中継サーバ２０３に、
クライアント１１４を中継サーバ２０１に接続した、ク
ライアント・サーバ型データ伝送システムの例である。

【０００８】発信サーバ１０１は、送信機構１２１を用
いて、符号化されたデータを中継サーバ２０１，２０
２、クライアント１１１に送る。

【０００９】中継サーバ２０１，２０２は、発信サーバ
１０１より送信されたデータを、それぞれの備える受信
機構２２１，２２２で受信する。そして、受信したデー
タを、送信機構２１１，２１２を用いてクライアント１
１４と中継サーバ２０３、クライアント１１２にそれぞ
れ送信する。すなわち、中継サーバは伝送されるストリ
ームを中継する機能を果たす。ここで、中継サーバ２０
２と中継サーバ２０３のように、中継サーバを多段に接
続することもある。

【００１０】また、このシステムに加えて発信サーバや
各中継サーバの負荷を定期的、もしくは不定期的に測定
し、収集されたサーバの負荷を基にサーバ間やサーバと
クライアント間の経路を再構成するようなシステムも存
在する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のクライア
ント・サーバ型データ伝送システムを用いて安定した実
時間ストリームを配信するためには、 ・複数のクライアントからの要求に対し安定した情報提
供が可能な発信サーバ、 ・他のデータに影響を及ぼされることやデータが欠落す
ることがなく、常に必要な伝送帯域を提供できるネット
ワーク、 ・提供されたデータを欠落することなく受信し、復号化
できるクライアント、により構成されるシステムが必要
である。

【００１２】また、クライアントの数が非常に多い場合
には、発信サーバの負荷と発信サーバ付近のネットワー
クトラフィックを軽減するために、 ・発信サーバから提供されたデータを欠落することなく
受信し、複数のクライアントに安定した情報提供が可能
な中継サーバ、が必要である。

【００１３】データストリーム型のクライアント・サー
バシステムは既存の環境での使用が望まれているが、既
存の環境においては、様々な外因のために安定したホス
トやネットワークを用いてサービスを提供することは難
しい。

【００１４】既存の環境としては、 ・システムが単独で用いられることはなく、システム以
外の用途にネットワークが利用される。

【００１５】・サーバからクライアントまでの経路は様
々な未知のネットワークを経由する場合がある。

【００１６】・各サーバ間およびクライアント・サーバ
間の経路は長時間にわたり分断されることはない。

【００１７】・発信サーバ、中継サーバおよびクライア
ントが稼働するノードはストリームの送受信以外の用途
でも使わる。

【００１８】ような状況を想定する。

【００１９】共有型ネットワークでは、サーバから送信
可能な単位時間当たりのデータ転送量（以下転送レー
ト）が維持できない状況が起こり得るが、そのような場
合には、ストリームは時間的制約を受けているので単位
時間当たりのデータ量を減らすことによって実時間性を
保つ必要がある。そのため、クライアントで再生される
映像や音声等の情報は均質ではなくなり、サービス品質
の低下につながる場合がある。この転送レートの低下に
伴うサービス品質の低下は、システムで利用されるサー
ビスの種類によって許容範囲が異なるが、転送レートが
低下し続ければどのようなサービスでもいずれ、サービ
スとしての意味が著しく失われる状況が起こり得る。

【００２０】本発明は、この様に、転送レートが低下し
サービスとしての意味が失われないように、サービス毎
に決められた規定値よりも転送レートが低下すれば、転
送レートが高くなる別の経路を検索し、サービス品質を
改善するデータストリーム型クライアント・サーバシス
テムを実現するストリーム配信方法およびシステムを提
供することを課題とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明による方法は、発信サーバが有する、符号化
され時間的制約を持つ連続したデータであるストリーム
を、ネットワークを介し１または複数の中継サーバを通
してクライアントに実時間で配信するストリーム配信方
法であって、１つの経路を利用してストリームを配信す
る側の上位サーバから受信する側の下位サーバもしくは
クライアントへと伝送されたストリームの転送レート
を、該下位サーバもしくはクライアントで定期的もしく
は不定期的に測定し、前記転送レートの測定の結果によ
り、ストリームが正しく受信されないことが判明した場
合、同一コンテンツのストリームを配信可能な候補とな
る上位サーバのアドレスを調査し、前記調査で得られ
た、候補となる上位サーバとのネットワーク状況を測定
し、該測定したネットワーク状況を判断して、正しくス
トリームが受信されると期待される上位サーバを選択
し、実際に経路の変更を行い、ストリームの送信元を前
記選択された上位サーバに変更することを特徴とする。

【００２２】また、前記同一コンテンツのストリームを
配信可能な候補となる上位サーバのアドレスを調査する
過程では、前記転送レートの測定の結果により、ストリ
ームが正しく受信されないことが判明した場合、前記下
位サーバもしくはクライアントから上位サーバもしくは
別の中継サーバもしくは発信サーバに配信先アドレス要
求を行い、該要求に従って送信される配信先アドレス情
報を受信して、同一コンテンツのストリームを配信可能
な候補となる上位サーバのアドレスを調査することを特
徴とする。

【００２３】さらに、前記上位サーバを選択する過程で
は、ストリーム送信元とは別の１つもしくは複数の中継
サーバもしくは発信サーバであり候補となる上位サーバ
である被測定サーバとの往復時間を測定し、１以上の前
記被測定サーバとの往復時間の測定値が規定値よりも小
さい場合には、ネットワークの状況を測定するために送
信間隔、送信パケットの大きさ、送信パケット数を記録
した連続パケット送信要求を行い、該連続パケット送信
要求の値に従って該被測定サーバから返信される連続し
たパケットを受信し、その到達に掛かった時間を測定・
記録し、該測定・記録された時間の分散を計算・記録
し、該分散の小さい方の経路を利用する発信サーバもし
くは中継サーバを選択し、全ての前記被測定サーバとの
往復時間の測定値が規定値よりも大きい場合には、ネッ
トワークの状況を測定するために送信間隔、送信パケッ
トの大きさ、送信パケット数を記録した連続パケット送
信要求を行い、該連続パケット送信要求の値に従って該
被測定サーバから返信される連続したパケットを受信す
る際に、未到着のパケット数を測定・記録し、該未到達
パケット数の少ない方の経路を利用する発信サーバもし
くは中継サーバを選択することを特徴とする。

【００２４】一方、上記の課題を解決するため、本発明
のシステムは、発信サーバが有する、符号化され時間的
制約を持った連続したデータであるストリームを、ネッ
トワークを介し１または複数の中継サーバを通してクラ
イアントに実時間で配信するストリーム配信システムで
あって、発信サーバには、ストリームを送信するストリ
ーム送信手段と、ネットワークの状況を測定するため
に、負荷測定用データ送信要求を受信すれば、負荷測定
用データを送信する負荷測定用データ送信手段と、を有
し、中継サーバには、上位サーバである発信サーバもし
くは中継サーバからのストリームを受信し、中継サーバ
もしくはクライアントに送信するストリーム送信手段
と、定期的もしくは不定期的に単位時間当たりに受信す
るストリームの大きさを測定しストリームの転送レート
を算出・記録する転送レート測定手段と、ネットワーク
の状況を測定するために、負荷測定用データ送信要求を
受信すれば、負荷測定用データを送信する負荷測定用デ
ータ送信手段と、ネットワークの状況を測定するため
に、負荷測定用データ送信要求をストリーム送信元とは
別の１つもしくは複数の中継サーバもしくは発信サーバ
であり候補となる上位サーバである被測定サーバに送信
する負荷測定用データ送信要求手段と、前記負荷測定用
データ送信要求に従って前記被測定サーバから返信され
る負荷測定用データを受信して、ネットワーク状況を測
定し、該測定結果に基づいて、正しくストリームが受信
されると期待される上位サーバである発信サーバもしく
は中継サーバを選択する上位サーバ選択手段と、前記上
位サーバ選択手段によって選択された中継サーバもしく
は発信サーバに、ストリームの送信元を変更する上位サ
ーバ変更手段と、を有し、クライアントには、前記発信
サーバもしくは中継サーバからのストリームを受信し、
復号化するストリーム受信手段を有することを特徴とす
る。

【００２５】また、前記候補となる上位サーバを知るた
めに、前記中継サーバには前記に加えて、自分の発信し
ているアドレスをコンテンツ毎に上位サーバに送信する
配信先アドレス配信手段と、中継サーバのアドレスが記
載されたデータを受信すれば、それらのアドレスを記録
するとともに、自分の発信しているアドレスをコンテン
ツ毎に追加し上位サーバに送信する配信先アドレス中継
手段と、上位サーバもしくは別の中継サーバもしくは発
信サーバに、配信先アドレスを要求する第１の配信先ア
ドレス要求手段と、前記配信先アドレス中継手段により
知り得たアドレスが要求されると、その要求に従って配
信先アドレスと上位サーバのアドレスを返送する配信先
アドレス返信手段と、前記第１の配信先アドレス要求手
段の要求に従って送信された配信先アドレス情報を受信
することによって得られた中継サーバの数が規定値に達
するか判断し、達していない場合には前記受信した情報
に基づき、さらに上位の中継サーバもしくは発信サーバ
に配信先アドレスを要求する第２の配信先アドレス要求
手段と、を有し、前記発信サーバには前記に加えて、中
継サーバのアドレスが記載されたデータを受信すれば、
それらのアドレスを記録する配信先アドレス収集手段
と、前記配信先アドレス収集手段により知り得たアドレ
スが要求されると、その要求に従って該アドレスを返送
する配信先アドレス返信手段と、を有することを特徴と
する。

【００２６】また、前記クライアントには前記に加え
て、定期的もしくは不定期的に単位時間当たりに受信す
るストリームの大きさを測定しストリームの転送レート
を算出・記録する転送レート測定手段と、上位サーバも
しくは別の中継サーバもしくは発信サーバに配信先アド
レスを要求する第１の配信先アドレス要求手段と、前記
配信先アドレス要求手段の要求に従って送信された配信
先アドレス情報を受信することによって得られた中継サ
ーバの数が規定値に達するか判断し、達していない場合
には前記受信した情報に基づき、さらに上位の中継サー
バもしくは発信サーバに配信先アドレスを要求する第２
の配信先アドレス要求手段と、ネットワークの状況を測
定するために、負荷測定用データ送信要求をストリーム
送信元とは別の１つもしくは複数の中継サーバもしくは
発信サーバであり候補となる上位サーバである被測定サ
ーバに送信する負荷測定用データ送信要求手段と、前記
負荷測定用データ送信要求に従って前記被測定サーバか
ら返信される負荷測定用データを受信して、ネットワー
ク状況を測定し、該測定結果に基づいて、正しくストリ
ームが受信されると期待される上位サーバである発信サ
ーバもしくは中継サーバを選択する上位サーバ選択手段
と、前記上位サーバ選択手段によって選択された中継サ
ーバもしくは発信サーバに、ストリームの送信元を変更
する上位サーバ変更手段と、を有することを特徴とす
る。

【００２７】また、前記負荷測定用データ送信要求手段
は、ネットワークの状況を測定するために、送信間隔、
送信パケットの大きさ、送信パケット数を記録した連続
パケット送信要求を前記被測定サーバに送信する連続パ
ケット送信要求手段であり、前記負荷測定用データ送信
手段は、連続パケット送信要求を受信すれば、連続パケ
ットを送信する連続パケット送信手段であり、前記上位
サーバ選択手段は、前記被測定サーバとの往復時間を測
定する手段と、１以上の前記被測定サーバとの前記往復
時間の測定値が規定値よりも小さい場合には、前記連続
パケット送信要求送信手段により連続パケット送信要求
を行い、該連続パケット送信要求の値に従って該被測定
サーバから返信される連続したパケットを受信し、その
到達に掛かった時間を測定・記録し、該測定・記録され
た時間の分散を計算・記録し、該分散の小さい方の経路
を利用する発信サーバもしくは中継サーバを選択する手
段と、全ての前記被測定サーバとの往復時間の測定値が
規定値よりも大きい場合には、前記連続パケット送信要
求送信手段により連続パケット送信要求を行い、該連続
パケット送信要求の値に従って該被測定サーバから返信
される連続したパケットを受信し、その際の未到着のパ
ケット数を測定・記録し、該未到達のパケット数の少な
い方の経路を利用する発信サーバもしくは中継サーバを
選択する手段と、を有することを特徴とする。

【００２８】さらに、前記発信サーバのストリーム送信
手段は、ストリームを送信する際に、定期的に時間イン
デックスを付加するものであり、前記上位サーバ変更手
段は、前記上位サーバ選択手段によって選択された中継
サーバもしくは発信サーバからもストリームを受信し、
前記ストリーム中の時間インデックスを用いて同期を合
わせてから送信元を変更するものであることを特徴とす
る。

【００２９】本発明では、まず、１つの経路を利用して
ストリームを配信する側の上位サーバから受信する側の
下位サーバへと伝送されたストリームを、下位サーバの
転送レート測定手段により定期的もしくは不定期的に測
定する。転送レート測定手段によりストリームが正しく
受信されないことが判明すれば、配信先アドレス要求手
段により同一コンテンツのストリームを配信可能な次の
候補となる上位サーバのアドレスを調査する。次に、候
補となる上位サーバとの往復時間を測定し、上位サーバ
選択手段によって、候補となる上位サーバとの往復時間
が規定値以下であるような上位サーバがあれば、連続パ
ケット等の負荷測定用データの送信要求を行い、その候
補となる上位サーバの連続パケット等の負荷測定用デー
タ送信手段により送信される連続したパケット等の負荷
測定用データを受信することによって測定された結果か
ら、正しくストリームが受信されると期待される上位サ
ーバを決定する。最後に、上位サーバ変更手段により、
上記で決定された上位サーバが新たな送信元になるよう
に、実際に経路の変更を行う。このようにすれば、正し
くストリームが受信されない状態を回復することができ
るようになる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて詳細に説明する。

【００３１】図１は、本発明のストリーム配信システム
の一実施形態例を示す構成図であって、図７での構成図
に加えていくつかの機構を具備した実施形態例を示す構
成図である。中継サーバ２０１〜２０３およびクライア
ント１１１〜１１４上に転送レート監視機構３０１〜３
０７と再経路構成機構３１１〜３１７を具備し、発信サ
ーバ１０１および中継サーバ２０１〜２０３上に負荷測
定用データ送信機構３２１〜３２４と経路情報制御機構
３３１〜３３８を具備している。

【００３２】詳しくは、本実施形態例によるシステム
は、以下の特徴を持つ。

【００３３】システムは、 ・発信サーバ１０１と複数の中継サーバ２０１〜２０３
と複数のクライアント１１１〜１１４から構成される。

【００３４】・発信サーバ１０１とクライアント１１１
〜１１４の間には中継サーバ２０１〜２０３が一段また
は多段に接続される。

【００３５】ことを特徴とする。

【００３６】発信サーバ１０１は、 ・時間インデックスを付加したストリームを送信するた
めのストリーム送信機構１２１、 ・連続パケット送信手段を有する負荷測定用データ送信
機構３２１、 ・配信先アドレス収集手段と配信先アドレス返信手段を
有する経路情報制御機構３３１、を持つ。

【００３７】中継サーバ２０１〜２０３は、 ・ストリームを受信するストリーム受信機構２２１〜２
２３、 ・受信したストリームを送信するストリーム送信機構２
１１〜２１３、 ・転送レート測定手段を有する転送レート監視機構３０
１〜３０３、 ・上位サーバ選択手段と上位サーバ変更手段を有する再
経路構成機構３１１〜３１３、 ・発信サーバ１０１と同様の負荷測定用データ送信機構
３２２〜３２４、 ・配信先アドレス配信手段、配信先アドレス中継手段、
第１の配信先アドレス要求手段、配信先アドレス返信手
段、および第２の配信先アドレス要求手段を有する経路
情報制御機構３３２〜３３４、を持つ。

【００３８】クライアント１１１〜１１４は、 ・中継サーバ２０１〜２０３もしくは発信サーバ１０１
からストリームを受信するストリーム受信機構１３１〜
１３４、 ・中継サーバ２０１〜２０３と同様の転送レート監視機
構３０４〜３０７および再経路構成機構３１４〜３１
７、 ・第１の配信先アドレス要求手段および第２の配信先ア
ドレス要求手段を有する経路情報制御機構３３５〜３３
８、を持つ。

【００３９】図２は、このシステムを用いて本発明の課
題を解決するための本発明の方法での手順の実施形態例
を示したフローチャートである。図２では、中継サーバ
２０３を下位サーバとして述べる。

【００４０】まず、下位サーバ２０３の転送レート監視
機構３０３が、定期的もしくは不定期的に中継サーバ２
０２から受信しているストリームの転送レートを測定、
記録する。転送レートが単位時間に規定転送レート以下
になれば、あらかじめ持っている中継サーバのアドレス
の中から候補となる上位サーバのアドレスとして、同一
コンテンツのストリームを配信可能な中継サーバと発信
サーバのアドレスを探し出す。

【００４１】これに対しては、クライアントにのみ配信
している最も下位の中継サーバが、その経路情報制御機
構の配信先アドレス配信手段により、上位サーバの経路
情報制御機構の配信先アドレス中継手段に対して、定期
的もしくは不定期的に自らが配信している中継サーバの
アドレスをコンテンツ毎に送信し、そのアドレステーブ
ルを受け取った上位サーバの経路情報制御機構の配信先
アドレス中継手段が、さらにその上位サーバに、自分の
アドレステーブルを付加して送信する。これを、発信サ
ーバ１０１に至るまで繰り返す。このようにして、発信
サーバ及び中継サーバは定期的もしくは不定期的に、自
分よりも下位にある全中継サーバのアドレスをコンテン
ツ毎に調査することができ、あらかじめアドレステーブ
ルを持つ必要がなくなり、アドレステーブルが動的に変
化しても柔軟に対応することもできる。

【００４２】この場合、下位サーバ２０３の転送レート
監視機構３０３により転送レートが単位時間に規定転送
レート以下になったことがわかれば、経路情報制御機構
３３４が、第１の配信先アドレス要求手段により上位サ
ーバ２０２の経路情報制御機構３３３に候補となる上位
サーバのアドレスを要求する。候補となる上位サーバの
アドレスを要求された上位サーバ２０２の経路情報制御
機構３３３は、配信先アドレス返信手段により、配信先
アドレス中継手段で知り得た自分が配信している中継サ
ーバのアドレス、すなわち中継サーバ２０３のアドレス
とさらに上位サーバ１０１のアドレスとを、下位サーバ
２０３の経路情報制御機構３３４に知らせる。経路情報
制御機構３３４に送信されたこれらのアドレスは、候補
となる上位サーバの数が規定値未満であるので、第２の
配信先アドレス要求手段により上位サーバ１０１のアド
レスをもとに、上位サーバ１０１の経路情報制御機構３
３１に候補となる上位サーバのアドレスを要求する。経
路情報制御機構３３１は、配信先アドレス収集手段によ
り知り得た自分が配信している中継サーバのアドレスす
なわち中継サーバ２０１〜２０３のアドレスを、配信先
アドレス返信手段により中継サーバ２０３の経路情報制
御機構３３４に知らせる。これらは、経路情報制御機構
３３４に送信されたこれらのアドレスが、候補となる上
位サーバの数が規定値以上か、もしくは上位サーバが発
信サーバであるまで繰り返される。こうして中継サーバ
２０３は、候補となる上位サーバのアドレスを知る。

【００４３】次に、候補となる上位サーバと下位サーバ
２０３との往復時間（ＲＴＴ，Ｒｏｕｎｄ−Ｔｒｉｐ
Ｔｉｍｅ）を次のようにして測定し、候補となる上位サ
ーバを、ＲＴＴにより分類して、正しくストリームが受
信されると期待される上位サーバを選択する。

【００４４】ＲＴＴの測定手法の例として、下位サーバ
２０３の再経路構成機構３１３は、候補となる上位サー
バの負荷測定用データ送信機構に対して連続パケット送
信要求を出すと同時に送信時刻を測定し記録する。この
時のパラメータはいずれの値も最小値を用いる。連続パ
ケット送信要求を受信した候補となる上位サーバの負荷
測定用データ送信機構は、受信した要求パケットに記述
されたパラメータを用いて下位サーバ２０３にパケット
を返信する。下位サーバ２０３の再経路構成機構３１３
によりパケットが受信されると、その時刻を測定し、送
信時間と到着時間との差（ＲＴＴ）を記録する。

【００４５】あるいは、エコー要求を受信するとエコー
を返信する既存の機構を利用して、下位サーバ２０３か
ら候補となる上位サーバにエコー要求を送信し、当該上
位サーバから返信されるエコーを受信して送信時間と到
着時間との差（ＲＴＴ）を記録してもよい。

【００４６】このように測定されたＲＴＴにより、候補
となる上位サーバの中から１つの上位サーバを選択する
ための方式が、２つに分類される。ＲＴＴが一定値（Ｘ
ｍｓ）よりも小さなサーバが１つ以上あれば方式１．の
パケット分散測定法を利用する。候補となるすべての上
位サーバがＸｍｓよりも大きい場合には、方式２．のパ
ケットロス測定法を利用する。

【００４７】方式１．パケット分散測定法 転送レートが低下する場合には、下位サーバ２０３の再
経路構成機構３１３は、候補となる上位サーバ１０１，
２０１，２０２に対して送信間隔、送信データ長、送信
回数などを記録した連続パケット送信要求を出す。上位
サーバ１０１，２０１，２０２の負荷測定用データ送信
機構３２１〜３２３により連続パケット送信要求が受信
されると、負荷測定用データ送信機構３２１〜３２３
が、連続パケット送信要求に基づいて下位サーバ２０３
に対して複数の連続したパケットを送信する。その一連
のパケットを下位サーバ２０３の再経路構成機構３１３
により受信し、あらかじめ上位サーバ１０１，２０１，
２０２に送信した送信間隔から各パケットが伝送される
のにかかった時間を算出する。この時、各パケットの伝
送時間を正確に知る必要はなく、各パケットの相対時間
がわかればよい。このパケットの伝送時間をもとに分散
を算出し記録する。その分散が最も低い経路を利用する
上位サーバを選択する。

【００４８】方式２．パケットロス測定法 転送レートが低下する場合には、下位サーバ２０３の再
経路構成機構３１３は、上位サーバ１０１，２０１，２
０２に対して送信間隔、送信データ長、送信回数などを
記録した連続パケット送信要求を出す。上位サーバ１０
１，２０１，２０２の負荷測定用データ送信機構３２１
〜３２３により連続パケット送信要求が受信されると、
負荷測定用データ送信機構３２１〜３２３が、連続パケ
ット送信要求に基づいて下位サーバ２０３に対して複数
のパケットを送信する。その一連のパケットを下位サー
バ２０３の再経路構成機構３１３で受信し、到達しなか
ったパケットとあらかじめ送った送信回数からパケット
ロスの割合を算出し記録する。そのパケットロスの割合
が最も低い経路を利用する上位サーバを選択する。

【００４９】次に、上記のネットワーク負荷測定手段を
含む上位サーバ選択手段により上位サーバが選択・決定
されると、再経路構成機構３１３が変更前の上位サーバ
２０２からのストリームと上位サーバ選択手段により選
択・決定された上位サーバからのストリームとの同期を
とりながら実際に接続経路を変更する。図３に、中継サ
ーバ２０３において、上位サーバＡから上位サーバＢへ
と経路を変更する場合の概念を示す。

【００５０】中継サーバ２０３以外に同一コンテンツを
配信可能な上位サーバは、発信サーバ１０１および中継
サーバ２０１，２０２であり、下位サーバ２０３の再経
路構成機構３１３の上位サーバ選択手段により中継サー
バ２０２が最も正しく受信できると判断された場合に
は、下位サーバ２０３の再経路構成機構３１３は何もせ
ず、中継サーバ２０２から引き続きストリームを受信す
る（図３のＣａｓｅ１）。中継サーバ２０１の方が正し
く受信できると判断された場合には、再経路構成機構３
１３は中継サーバ２０１からのストリームと中継サーバ
２０２からのストリームを同時に受信し、再経路構成機
構３１３が持つバッファの中で２つのストリームの同期
を合わせる。この同期合わせについては、図４により後
記する。同期が合えば中継サーバ２０２からのストリー
ムの受信を取りやめ、中継サーバ２０１からのストリー
ムを受信し続け、復号化し、利用者に提供する（図３の
Ｃａｓｅ２）。

【００５１】図４は、中継サーバ２０２を上位サーバ
Ａ、上記ネットワーク負荷測定手段により決定された上
位サーバを上位サーバＢとして、ストリームの受信先上
位サーバをＡからＢへと変更する場合の経路変更の手順
を示した概念図である。

【００５２】まず、下位サーバ２０３に入力される前の
ストリームを再経路構成機構３１３内のバッファ（以下
Ａフレームバッファ）に取り込み、その出力をこれまで
の入力に取り込む。同時に、上位サーバＢのストリーム
を受信し再経路構成機構３１３内のバッファ（以下Ｂフ
レームバッファ）に取り込む（図４（ｂ））。両バッフ
ァ内で同期を合わせるためのキーとなるフレームをもと
に、マージするのに必要なフレームを摘出する。以下に
述べる方法により摘出が終われば、それらのフレームを
マージするために用意したバッファ（以下マージバッフ
ァ）にコピーし、マージバッファからの出力に切り替え
る（図４（ｃ））。この時、上位サーバＡとの接続を切
り、上位サーバＢからの入力はマージバッファに入力す
る。マージバッファの中のデータを利用し終われば、マ
ージバッファを取り除き直結する（図４（ｄ））。

【００５３】図５、図６に、本実施形態例におけるマー
ジするのに必要なフレームの摘出方法の概念図を示す。
その摘出方法は、次の通りである。

【００５４】・両フレームバッファ内に２つのストリー
ムのキーフレームが存在するとき Ａフレームバッファからはキーとなるフレーム１００１
までをマージバッファにコピーし、Ｂフレームバッファ
からはキーとなるフレーム１００２の次のフレームから
マージバッファにコピーする（図５（ａ），（ｂ））。

【００５５】・上位サーバＢのキーフレームがＢフレー
ムバッファから無くなってから、Ａのキーフレームが受
信されたとき Ａフレームバッファ、Ｂフレームバッファを順にマージ
バッファにコピーする（図６（ａ））。

【００５６】・上位サーバＡのキーフレームがＡフレー
ムバッファから無くなってから、Ｂのキーフレームが受
信されたとき Ｂフレームバッファのキーフレームをマージバッファに
コピーする（図６（ｂ））。

【００５７】なお、上記の実施形態例では、中継サーバ
で経路の変更を行う例を説明したが、図１で示したよう
に、クライアント１１１〜１１４に、中継サーバ２０１
〜２０３と同様の転送レート監視機構３０４〜３０７お
よび再経路構成機構３１４〜３１７、並びに経路情報制
御機構３３５〜３３８を備えることにより、同様にクラ
イアント１１１〜１１４で経路の変更を行うことができ
る。

【００５８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ネ
ットワークを介して実時間ストリームを配信する際に、
転送レートを監視することによりストリームが伝送され
る経路の転送レートを明らかにし、経路を再構成するこ
とにより中継サーバを変更するようにしたので、ストリ
ームが流れる経路を変更する場合には、サービスとして
の意味が失われる程度にまで転送レートが低下する経路
を回避する事ができる。また、その結果、クライアント
に配信されるサービスの品質を維持することができる。

【００５９】また、経路情報を定期的、もしくは不定期
的に送受信するようにした場合には、ネットワーク上に
分散配置された発信サーバ、中継サーバ、およびクライ
アントが、あらかじめ他のホストアドレスを知っておく
必要はなく、サービス提供中にも中継網を自由に変更す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のストリーム配信システムの一実施形態
例を示す構成図である。

【図２】本発明のストリーム配信方法の手順の一実施形
態例を示すフローチャートである。

【図３】上記実施形態例でのネットワーク負荷によりＣ
ａｓｅ１もしくはＣａｓｅ２に遷移する経路変更の様子
を示す概念図である。

【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、上記実施
形態例での上位サーバＡから上位サーバＢへと変更する
場合の概念図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は、図５においてフレームバッ
ファ内に２つのストリームのキーフレームが同時に存在
する場合のフレームバッファ内の様子を示す概念図であ
る。

【図６】（ａ），（ｂ）は、図５においてフレームバッ
ファ内に２つのストリームのキーフレームが同時に存在
しない場合のフレームバッファ内の様子を示す概念図で
ある。

【図７】データ伝送クライアント・サーバシステムの従
来例を示す構成図である。

【符号の説明】

１０１…発信サーバ １１１〜１１４…クライアント １２１，２１１〜２１３…ストリーム送信機構 １３１〜１３４，２２１〜２２３…ストリーム受信機構 ２０１〜２０３…中継サーバ ３０１〜３０７…転送レート監視機構 ３１１〜３１７…再経路構成機構 ３２１〜３２４…負荷測定用データ送信機構 ３３１〜３３８…経路情報制御機構 １００１，１００２…時間インデックスが挿入されたキ
ーフレーム

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発信サーバが有する、符号化され時間的
   制約を持つ連続したデータであるストリームを、ネット
   ワークを介し１または複数の中継サーバを通してクライ
   アントに実時間で配信するストリーム配信方法であっ
   て、 １つの経路を利用してストリームを配信する側の上位サ
   ーバから受信する側の下位サーバもしくはクライアント
   へと伝送されたストリームの転送レートを、該下位サー
   バもしくはクライアントで定期的もしくは不定期的に測
   定し、 前記転送レートの測定の結果により、ストリームが正し
   く受信されないことが判明した場合、同一コンテンツの
   ストリームを配信可能な候補となる上位サーバのアドレ
   スを調査し、 前記調査で得られた、候補となる上位サーバとのネット
   ワーク状況を測定し、該測定したネットワーク状況を判
   断して、正しくストリームが受信されると期待される上
   位サーバを選択し、 実際に経路の変更を行い、ストリームの送信元を前記選
   択された上位サーバに変更する、 ことを特徴とするストリーム配信方法。
2. 【請求項２】 前記同一コンテンツのストリームを配信
   可能な候補となる上位サーバのアドレスを調査する過程
   では、 前記転送レートの測定の結果により、ストリームが正し
   く受信されないことが判明した場合、前記下位サーバも
   しくはクライアントから上位サーバもしくは別の中継サ
   ーバもしくは発信サーバに配信先アドレス要求を行い、
   該要求に従って送信される配信先アドレス情報を受信し
   て、同一コンテンツのストリームを配信可能な候補とな
   る上位サーバのアドレスを調査する、 ことを特徴とする請求項１に記載のストリーム配信方
   法。
3. 【請求項３】 前記上位サーバを選択する過程では、 ストリーム送信元とは別の１つもしくは複数の中継サー
   バもしくは発信サーバであり候補となる上位サーバであ
   る被測定サーバとの往復時間を測定し、 １以上の前記被測定サーバとの往復時間の測定値が規定
   値よりも小さい場合には、ネットワークの状況を測定す
   るために送信間隔、送信パケットの大きさ、送信パケッ
   ト数を記録した連続パケット送信要求を行い、該連続パ
   ケット送信要求の値に従って該被測定サーバから返信さ
   れる連続したパケットを受信し、その到達に掛かった時
   間を測定・記録し、該測定・記録された時間の分散を計
   算・記録し、該分散の小さい方の経路を利用する発信サ
   ーバもしくは中継サーバを選択し、 全ての前記被測定サーバとの往復時間の測定値が規定値
   よりも大きい場合には、ネットワークの状況を測定する
   ために送信間隔、送信パケットの大きさ、送信パケット
   数を記録した連続パケット送信要求を行い、該連続パケ
   ット送信要求の値に従って該被測定サーバから返信され
   る連続したパケットを受信する際に、未到着のパケット
   数を測定・記録し、該未到達パケット数の少ない方の経
   路を利用する発信サーバもしくは中継サーバを選択す
   る、 ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスト
   リーム配信方法。
4. 【請求項４】 発信サーバが有する、符号化され時間的
   制約を持った連続したデータであるストリームを、ネッ
   トワークを介し１または複数の中継サーバを通してクラ
   イアントに実時間で配信するストリーム配信システムで
   あって、 発信サーバには、 ストリームを送信するストリーム送信手段と、 ネットワークの状況を測定するために、負荷測定用デー
   タ送信要求を受信すれば、負荷測定用データを送信する
   負荷測定用データ送信手段と、を有し、 中継サーバには、 上位サーバである発信サーバもしくは中継サーバからの
   ストリームを受信し、中継サーバもしくはクライアント
   に送信するストリーム送信手段と、 定期的もしくは不定期的に単位時間当たりに受信するス
   トリームの大きさを測定しストリームの転送レートを算
   出・記録する転送レート測定手段と、 ネットワークの状況を測定するために、負荷測定用デー
   タ送信要求を受信すれば、負荷測定用データを送信する
   負荷測定用データ送信手段と、 ネットワークの状況を測定するために、負荷測定用デー
   タ送信要求をストリーム送信元とは別の１つもしくは複
   数の中継サーバもしくは発信サーバであり候補となる上
   位サーバである被測定サーバに送信する負荷測定用デー
   タ送信要求手段と、 前記負荷測定用データ送信要求に従って前記被測定サー
   バから返信される負荷測定用データを受信して、ネット
   ワーク状況を測定し、該測定結果に基づいて、正しくス
   トリームが受信されると期待される上位サーバである発
   信サーバもしくは中継サーバを選択する上位サーバ選択
   手段と、 前記上位サーバ選択手段によって選択された中継サーバ
   もしくは発信サーバに、ストリームの送信元を変更する
   上位サーバ変更手段と、を有し、 クライアントには、 前記発信サーバもしくは中継サーバからのストリームを
   受信し、復号化するストリーム受信手段を有する、 ことを特徴とするストリーム配信システム。
5. 【請求項５】 前記候補となる上位サーバを知るため
   に、前記中継サーバには前記に加えて、 自分の発信しているアドレスをコンテンツ毎に上位サー
   バに送信する配信先アドレス配信手段と、 中継サーバのアドレスが記載されたデータを受信すれ
   ば、それらのアドレスを記録するとともに、自分の発信
   しているアドレスをコンテンツ毎に追加し上位サーバに
   送信する配信先アドレス中継手段と、 上位サーバもしくは別の中継サーバもしくは発信サーバ
   に、配信先アドレスを要求する第１の配信先アドレス要
   求手段と、 前記配信先アドレス中継手段により知り得たアドレスが
   要求されると、その要求に従って配信先アドレスと上位
   サーバのアドレスを返送する配信先アドレス返信手段
   と、 前記第１の配信先アドレス要求手段の要求に従って送信
   された配信先アドレス情報を受信することによって得ら
   れた中継サーバの数が規定値に達するか判断し、達して
   いない場合には前記受信した情報に基づき、さらに上位
   の中継サーバもしくは発信サーバに配信先アドレスを要
   求する第２の配信先アドレス要求手段と、を有し、 前記発信サーバには前記に加えて、 中継サーバのアドレスが記載されたデータを受信すれ
   ば、それらのアドレスを記録する配信先アドレス収集手
   段と、 前記配信先アドレス収集手段により知り得たアドレスが
   要求されると、その要求に従って該アドレスを返送する
   配信先アドレス返信手段と、を有する、 ことを特徴とする請求項４に記載のストリーム配信シス
   テム。
6. 【請求項６】 前記クライアントには前記に加えて、 定期的もしくは不定期的に単位時間当たりに受信するス
   トリームの大きさを測定しストリームの転送レートを算
   出・記録する転送レート測定手段と、 上位サーバもしくは別の中継サーバもしくは発信サーバ
   に配信先アドレスを要求する第１の配信先アドレス要求
   手段と、 前記配信先アドレス要求手段の要求に従って送信された
   配信先アドレス情報を受信することによって得られた中
   継サーバの数が規定値に達するか判断し、達していない
   場合には前記受信した情報に基づき、さらに上位の中継
   サーバもしくは発信サーバに配信先アドレスを要求する
   第２の配信先アドレス要求手段と、 ネットワークの状況を測定するために、負荷測定用デー
   タ送信要求をストリーム送信元とは別の１つもしくは複
   数の中継サーバもしくは発信サーバであり候補となる上
   位サーバである被測定サーバに送信する負荷測定用デー
   タ送信要求手段と、 前記負荷測定用データ送信要求に従って前記被測定サー
   バから返信される負荷測定用データを受信して、ネット
   ワーク状況を測定し、該測定結果に基づいて、正しくス
   トリームが受信されると期待される上位サーバである発
   信サーバもしくは中継サーバを選択する上位サーバ選択
   手段と、 前記上位サーバ選択手段によって選択された中継サーバ
   もしくは発信サーバに、ストリームの送信元を変更する
   上位サーバ変更手段と、 を有することを特徴とする請求項４または請求項５に記
   載のストリーム配信システム。
7. 【請求項７】 前記負荷測定用データ送信要求手段は、
   ネットワークの状況を測定するために、送信間隔、送信
   パケットの大きさ、送信パケット数を記録した連続パケ
   ット送信要求を前記被測定サーバに送信する連続パケッ
   ト送信要求手段であり、 前記負荷測定用データ送信手段は、連続パケット送信要
   求を受信すれば、連続パケットを送信する連続パケット
   送信手段であり、 前記上位サーバ選択手段は、 前記被測定サーバとの往復時間を測定する手段と、 １以上の前記被測定サーバとの前記往復時間の測定値が
   規定値よりも小さい場合には、前記連続パケット送信要
   求送信手段により連続パケット送信要求を行い、該連続
   パケット送信要求の値に従って該被測定サーバから返信
   される連続したパケットを受信し、その到達に掛かった
   時間を測定・記録し、該測定・記録された時間の分散を
   計算・記録し、該分散の小さい方の経路を利用する発信
   サーバもしくは中継サーバを選択する手段と、 全ての前記被測定サーバとの往復時間の測定値が規定値
   よりも大きい場合には、前記連続パケット送信要求送信
   手段により連続パケット送信要求を行い、該連続パケッ
   ト送信要求の値に従って該被測定サーバから返信される
   連続したパケットを受信し、その際の未到着のパケット
   数を測定・記録し、該未到達のパケット数の少ない方の
   経路を利用する発信サーバもしくは中継サーバを選択す
   る手段と、を有する、 ことを特徴とする請求項４、請求項５、請求項６のいず
   れか１項に記載のストリーム配信システム。
8. 【請求項８】 前記発信サーバのストリーム送信手段
   は、ストリームを送信する際に、定期的に時間インデッ
   クスを付加するものであり、 前記上位サーバ変更手段は、前記上位サーバ選択手段に
   よって選択された中継サーバもしくは発信サーバからも
   ストリームを受信し、前記ストリーム中の時間インデッ
   クスを用いて同期を合わせてから送信元を変更するもの
   である、 ことを特徴とする請求項４、請求項５、請求項６、請求
   項７のいずれか１項に記載のストリーム配信システム。