JP3828069B2

JP3828069B2 - Relay device and relay method

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Publication number: JP3828069B2
Application number: JP2002334899A
Authority: JP
Inventors: 東山　　満
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2022-11-19
Also published as: JP2004172819A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信端末と受信端末との間でマルチキャストプロトコルによってマルチキャスト・パケット（データ）の送受を行うマルチキャスト伝送ルートを形成するために使用されるネットワーク中継装置に係り、特に、マルチキャスト伝送ルートにおける送信端末側、受信端末側もしくはそれらの中継位置のいずれにも使用可能であって、マルチキャスト伝送ルートをラベルで認識できるようにしてマルチキャストデータの伝送を容易にし、伝送品質を確保し、又は明示的伝送ルートを形成することができる中継装置に関する。
【０００２】
なお、マルチキャストとはＩＰ（ＩＮＴＥＲＮＥＴＰＲＯＴＯＣＯＬ）ネットワーク上で複数の受信者宛にパケット（データ）を渡す形態の１つであって、ネットワーク上の全受信者に宛てて１つのパケットだけが送出され、ネットワークの中継ポイントで必要なだけパケットを複写して転送するものである。他の、いわゆる、受信希望者にデータを複製して渡すユニキャスト、ネットワークの全体にデータを転送するブロードキャストとは区別されている。
【０００３】
【従来の技術】
一般にデータ伝送のネットワークは中継器を用いて網状に構成されており、ある中継装置から目的のある中継装置までのデータの伝送を希望するときは、目的の中継装置までに介在する各中継装置のアドレス等を確認した上で、そのための伝送ルート（以下、トラフィックを含む概念として用いる。）が形成され、伝送される。ネットワークが大きくなるほど、かつ高速性が要求されるほど、容易に伝送ルートが形成されることが望まれる。また、ユーザ（通信業者）からすると運用上どの中継装置を介して伝送されるか明示的な、かつ帯域等で表される伝送品質ＱｏS（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）を確保した伝送ルート形成が望まれるようになってきた。
【０００４】
（ＭＰＬＳの説明）
これらの期待に応えようという方式が、従来、主にユニキャストパケットを伝送する中継装置に使用される、ＭＰＬＳ（ＭｕｌｔｉＰｒｏｔｏｃｏｌＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）である。
【０００５】
この中でも、長い宛先より簡単なラベルを付したパケットの道筋ＬＳＰ（ＬａｂｅｌＳｗｉｃｈｅｄＰａｔｈ）を形成し、さらに明示的な伝送ルートを形成し、ＱｏSの確保を図るものとして、ＲＳＶＰ−ＴＥ（ＲｅｓｏｕｒｃｅＲｅｓｅｒｖａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ―ＴｒａｆｆｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）（非特許文献３，４）、それに類似した機能のＣＲ−ＬＤＰ（ＣｏｎｓｔｒａｉｎｔＲｏｕｔｅｄ―ＬａｂｅｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）がある。
【０００６】
ここで、ＲＳＶＰ−ＴＥは、ＱｏＳを確保するためにネットワークリソースを予約するプロトコルで、明示的なＬＳＰ確立にも用いられる。ＣＲ−ＬＤＰは、ラベルの配布機能（ＬＤＰ）を拡張し、ＭＰＬＳネットワークで制約ベースルーティングとＱｏＳ予約を可能にするプロトコルである。
【０００７】
これらのプロトコルと、従来から中継装置／リンクに広く利用されトポロジー情報を持っているリンクステート形ルーティングプロトコルＯＳＰＦ（ＯｐｅｎＳｈｏｒｔｅｓｔＰａｔｈＦｉｒｓｔ）を用いて、例えば、図１０に示す伝送ルートが形成されていた。
【０００８】
図１０において、中継装置ＲＴ２がトポロジー情報（例えば、あらかじめ全ネットワークを統括するポリシーサーバから指示された情報）として、中継装置ＲＴ４までの伝送ルートとして中継装置ＲＴ３，ＲＴ７、ＲＴ９、ＲＴ４の伝送ルート順を有して、かつその伝送ルートにおける帯域（ＱｏＳを保証するパラメータの１つ）を４０Ｍｂｐｓとする情報を有していて、今、受信端末１００から中継装置ＲＴ２を介して送信端末２００が接続されている中継装置ＲＴ４に対して、送信装置２００からのデータの受信を希望する意思表示としての受信要求があったとき、中継装置ＲＴ２は、自己が有するトポロジー情報にしたがって、明示的に中継装置ＲＴ３に前記伝送ルート順の情報を含むリクエストを出し４０Ｍｂｐｓのリソースを優先的に確保する。
【０００９】
同様にして、中継装置ＲＴ７、ＲＴ９、ＲＴ４へ順にリクエストがいって、４０Ｍｂｐｓのリソースが確保されると、中継装置ＲＴ４からＲＴ２へ向けラベル１００，１１０，１２０，１３０が順に付されて返されてくる。その後に中継装置ＲＴ４がラベル１００を付したパケットを予約した４０Ｍｂｐｓで中継装置ＲＴ９へ転送する。そうすると中継装置ＲＴ９はパケットのラベル１００をラベル１１０に張り替えて中継装置ＲＴ７へ転送する。このようにして、ラベル１００，１１０，１２０，１３０の順に張り替えられて、帯域を確保しながらパケットが転送される。
【００１０】
しかしながら、これらの現在運用されているＭＰＬＳは主にユニキャストパケットの中継にしか用いられていない。
【００１１】
（ＰＩＭ−ＳＭの説明）
一方、映像データ等の伝送要求が増え、マルチキャスト通信の需要が増加してきている。マルチキャスト通信にはＰＩＭ（ＰｒｏｔｏｃｏｌＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＭｕｌｔｉｃａｓｔ）プロトコル（非特許文献１及び２）がある。
【００１２】
ＰＩＭプロトコルでは、次のような条件でネットワークが形成されデータが伝送される。
【００１３】
▲１▼受信者が、受信端末から所属するネットワークの中継装置へＩＧＭＰＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔを送信する。このＩＧＭＰＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔは、いわば、マルチキャストグループへ参加する参加メッセージであって、そのマルチキャストデータの受信を希望する意志表示手段である。なお、マルチキャストグループとは、ネットワーク内でマルチキャストアドレスにより識別される特定のデータのグループである。送信端末は、マルチキャストアドレスの付されたデータ（マルチキャストアドレスは、データの識別情報でもある。）を転送し、受信端末がそのマルチキャストデータの受信を希望する場合は、そのマルチキャストグループへ参加を希望する必要がある。
【００１４】
▲２▼ＩＧＭＰＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔを受けた中継装置が、参加グループへマルチキャストデータを送信する端末を認識している場合には、送信端末へ、認識していない場合は、後記するＲＰ（ランデブーポイント或いは共有ポイント）へ向けて、途中介在の中継装置をホップバイホップで（近隣の中継装置へ参加を呼びかける。その呼びかけられた中継装置が次の近隣の中継装置へ参加を呼びかける順序。）マルチキャストグループへの参加を伝える。前記送信端末への参加を伝えるルートは、ＳｈｏｒｔｅｓｔＰａｔｈＴｒｅｅ（以下、「ＳＰＴ」という。）、又は前記ＲＰへの参加を伝えるルートは、ＲｅｎｄｅｚｖｏｕｓＰｏｉｎｔＴｒｅｅ（以下、「ＲＰＴ」という。）といわれるマルチキャスト伝送ルートが構築される。
【００１５】
▲３▼構築されたマルチキャスト伝送ルート（以下、「伝送ルート」という。）を通して、その受信端末又はＲＰへ向けて、マルチキャストデータが転送される。
【００１６】
上記▲２▼の詳細を先のＭＰＬＳの説明に使用した図１０を使用して、以下に詳述する。先ずＳＰＴについて説明する。ＳＰＴは、受信端末１００から送信端末２００までの伝送ルートを最短で形成（コストの低いルートを形成することもできる。）するもので、次のように行われる。
【００１７】
ａ．受信端末１００からＩＧＭＰＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔを受けた中継装置ＲＴ２がユニキャストルーティングテーブルをチェックし、最短の伝送ルートを形成するために必要な近隣の中継装置ＲＴ３を見つけ、伝送ルートの形成に参加するための参加メッセージであるＰＩＭＪｏｉｎメッセージを送信する。ここで中継装置ＲＴ２（一般には全ての中継装置がもっている）のユニキャストルーティングテーブルは、近隣のネットワークはもちろん、現実に連関して接続される全ネットワークを特定するためのアドレス情報、マルチキャストアドレス及びそれらのネットワークを接続する中継装置のアドレス及び入出力ポート（インターフェース）関係の情報を記憶している。
【００１８】
ＰＩＭＪｏｉｎメッセージには、ユニキャストルーティングテーブルから自己が要求する当該データを得るための当該伝送ルートを探しだすため、例えば、当該マルチキャストグループのアドレス、当該送信元（送信端末）のアドレス、そこへ向かうために次へホップすべき当該中継装置のアドレス、その中継装置のネットワークでかかるコスト等が記載されている。
【００１９】
ｂ．同様に、中継装置ＲＴ３，ＲＴ４（最短を形成するために、ＲＴ７及びＲＴ９は、この場合通過せず。）というようにホップバイホップでＰＩＭＪｏｉｎメッセージを送り、都度、各中継装置がそれぞれ保有するユニキャストルーティングテーブルをチェックしながら伝送ルートを確立していく。なお、中継装置ＲＴ４は、ユニキャストルーティングテーブルをチェックすると、受けた参加メッセージで要求されるデータを送信している送信端末２００が自己に接続されていることを知る。
【００２０】
ｃ．送信端末２００と同じネットワークに所属する中継装置ＲＴ４は、ＰＩＭＪｏｉｎメッセージを受領後に、送信端末から転送されているマルチキャストデータを確立された伝送ルート（中継装置ＲＴ４，ＲＴ３，ＲＴ２）を通して、受信端末１００に転送する。
【００２１】
次に、ＲＰＴについて説明する。ＲＰＴの場合は、予めＲＰ（ランデブーポイント或いは共有ポイント）を定める。例えば、図１０で中継装置ＲＴ８をＲＰと定めておき、これを各ネットワーク網の中継装置に伝えておく。送信端末２００からのマルチキャストデータを受け取った中継装置ＲＴ４は、データを受信する端末が分からないため、ＲＰである中継装置ＲＴ８へ向けてマルチキャストデータを中継装置ＲＴ８のユニキャストにカプセル化して転送する。その後、受信端末１００よりＩＧＭＰＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔを受けた中継装置ＲＴ２が、上記ａ及びｂの条件と同様に、中継装置ＲＴ８へ向けてＰＩＭＪｏｉｎメッセージを投げて、伝送ルート（中継装置ＲＴ２，ＲＴ３，ＲＴ７、ＲＴ８）を確立する。中継装置ＲＴ８がＰＩＭＪｏｉｎメッセージを受けると、中継装置ＲＴ４に参加メンバーがいることを伝え、中継装置ＲＴ４からＲＴ２への伝送ルートＲＰＴが構築される。中継装置ＲＴ２は、中継装置ＲＴ８（ＲＰ）経由で送信端末２００からのデータを受信した時点で、送信端末２００を認識できるので、この時点で中継装置ＲＴ８が離脱するための要求を発行し、中継装置ＲＴ４へのＳＰＴを再構築する。
【００２２】
ＰＩＭ―ＳＭによりマルチキャスト通信を行うと、最も短い伝送ルート或いは最も低いコスト（各伝送ルートに静的に設定された属性）の伝送ルートを選択して形成されるが、例えば、低いコストの伝送ルートにトラフィックが集中してしまったりする。また、ユーザからはどの伝送ルートを通っているのか感知しにくいといった問題、ユニキャストルーティングテーブルが膨大になり宛先のサーチが大変になってくる問題があった。
【００２３】
（ＭＰＬＳにおけるマルチキャストの提案）
これに対し新たにＭＰＬＳでマルチキャスト通信を実現する方式が提案されている（非特許文献５）。これはＭＰＬＳのラベル分配にＲＳＶＰを使用する方式である。
【００２４】
図１１に示すとおり、この方式では、ＲＳＶＰＰａｔｈメッセージ（参加メッセージに類似した情報）が送信ノードＳ（ノードは、中継装置に類似したもの）より、中継ノードを経由して、受信ノードＬまで伝送ルートを伝って到達する。Ｐａｔｈメッセージを受け取った受信ノードがＲｅｓｖメッセージを返送する。このＲｅｓｖメッセージが中継ノードに対してＭＰＬＳラベルを伝達しながら戻ってくることでＬＳＰができるのである。
【００２５】
しかし、この方式では全ての中継ノードがＲＳＶＰをサポートする必要があり、普及に問題が残る。
【００２６】
【非特許文献１】
ＤａｖｅＫｏｓｉｕｒ著、苅田幸雄監訳、マスタリングＴＣＰ／ＩＰＩＰマルチキャスト編、１版、株式会社オーム社、平成１１年１１月３０日、ｐ．１１９−ｐ．１２３
【非特許文献２】
Ｄ．Ｅｓｔｒｉｎ、外９名、“ＲｅｑｕｅｓｔｆｏｒＣｏｍｍｅｎｔ２３６２：ＰｒｏｔｏｃｏｌＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＭｕｌｔｉｃａｓｔ―ＳｐｅｒｓｅＭｏｄｅ（ＰＩＭ−ＳＭ）”、［ｏｎｌｉｎｅ］、Ｊｕｎｅ１９９８、インターネット技術標準化タスクフォース（インターネット標準策定に関する技術的検討機関）、［２００２年８月２９日検索］、インターネット［リンク；ｈｔｔｐ：／／ＷＷＷ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｒｆｃ／ｒｆｃ２３６２．ｔｅｘｔ］、ｐ．１−ｐ．５
【非特許文献３】
Ｒ．Ｂｒａｄｅｎ，Ｅｄ．、外４名、“ＲｅｑｕｅｓｔｆｏｒＣｏｍｍｅｎｔ２２０５：ＲｅｓｏｕｃｅＲｅＳｅｒＶａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ（ＲＳＶＰ）”、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ１９９７、インターネット技術標準化タスクフォース（インターネット標準策定に関する技術的検討機関）、［２００２年８月２９日検索］、インターネット［リンク；ｈｔｔｐ：／／ＷＷＷ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｒｆｃ／ｒｆｃ２２０５．ｔｅｘｔ］、ｐ．３−ｐ．６
【非特許文献４】
Ｄ．Ａｗｄｕｃｅ、外５名、“ＲｅｑｕｅｓｔｆｏｒＣｏｍｍｅｎｔ３２０９、ＲＳＶＰ−ＴＥ：ＥｘｔｅｎｓｉｏｎｓｔｏＲＳＶＰｆｏｒＬＳＰＴｕｎｎｅｌｓ”、Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００１、インターネット技術標準化タスクフォース（インターネット標準策定に関する技術的検討機関）、［２００２年８月２９日検索］、インターネット［リンク；ｈｔｔｐ：／／ＷＷＷ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｒｆｃ／ｒｆｃ３２０９．ｔｅｘｔ］、ｐ．３−Ｐ．８
【非特許文献５】
ＳｅｉｓｈｏＹａｓｕｋａｗａ，外３名、“ＥｘｔｅｎｄｅｄＲＳＶＰ−ＴＥｆｏｒＭｕｌｔｉｃａｓｔＬＳＰＴｕｎｎｅｌｓ”、Ｊｕｎｅ２００２、インターネット技術標準化タスクフォース（インターネット標準策定に関する技術的検討機関）、［２００２年８月２９日検索］、インターネット［ｈｔｔｐ：／／ＷＷＷ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ―ｄｒａｆｔ／ｄｒａｆｔ―ｙａｓｕｋａｗａ―ｍｐｌｓ―ｒｓｖｐ―ｍｕｌｔｉｃａｓｔ−００．ｔｅｘｔ］
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような各方式の状況がある。一方、映像伝送等が多く要求され、マルチキャストの需要が増えてきている。しかし、ユニキャストルーティングテーブルは、全体が大きなネットワークであればあるほどテーブルの情報量が多く膨大になりそのチェック時間が多くなり、さらに介在中継装置が多くなればテーブルのチェック時間に加え、参加メッセージの送信回数が多くなって時間がかかる。さらには、帯域等の品質確保も重要になってくる。
【００２８】
本発明の目的は、上記状況に鑑みて、マルチキャストプロトコルによるＬＳＰ伝送ルート形成、明示的な伝送ルート形成、さらにこれら伝送ルート形成時に帯域を確保して品質を保証することができる中継装置及び中継方法を提供することである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明の中継装置及び中継方法は、次の構成を採用した。
請求項１から７までの発明においては、マルチキャストプロトコルでルーティングしてＬＳＰを形成する構成とした。そして、請求項５、６は、さらに伝送品質を確保する構成とした。具体的には、請求項１では、送信端末又は前記送信端末からのデータを送信可能とされた上位の他の中継装置を含む送信装置と、受信端末又は前記受信端末が接続される下位の他の中継装置を含む受信装置との間でマルチキャストプロトコルによる伝送ルートを形成するために用いられる中継装置において、近隣の及び連関するネットワーク並びにそれらを接続する他の中継装置を特定するためのルーティング情報を記憶する連関ネットワーク情報記憶手段（２）と、前記受信装置又は下位の近隣の他の中継装置から、受信しようとする当該データを特定する識別情報を含む参加メッセージを受けて、前記連関ネットワーク情報記憶手段のルーティング情報を参照して上位の近隣の他の中継装置が接続されていると判断し、且つ当該中継装置を選択した場合は、その選択した近隣の中継装置へ、自己が認識できるラベルを生成してそのラベルと前記識別情報とを含む参加メッセージを生成して送信する伝送ルート形成管理手段（１）と、前記受信装置又は前記下位の近隣の他の中継装置から受けた参加メッセージにラベルがあればそれを当該データの転送先としラベルが無ければ前記受信装置を前記データの転送先として記憶するとともに、前記上位の近隣の他の中継装置へ送信した前記自己が認識できるラベルを当該データの転送元として記憶する転送情報記憶手段（４）と、前記送信装置までの当該伝送ルートが形成された後に前記上位の近隣の他の中継装置から前記自己が認識できるラベルを付した当該データを受けたときは前記転送情報記憶手段の転送元及び転送先を参照して、前記転送情報記憶手段に前記転送先のラベルが在る場合は前記自己が認識できるラベルを前記転送先のラベルに張り替えて付した当該データを転送先へ転送し、前記転送情報記憶手段に転送先のラベルがない場合は、当該データから付されていたラベルを外して前記受信装置へ転送するデータ伝送管理手段（５）、とを備えた。
【００３１】
請求項２の発明では、前記伝送ルート形成管理手段が、当該データを特定する識別情報を含み且つラベルが含まれた参加メッセージを前記受信装置又は下位の近隣の他の中継装置から受けて、前記連関ネットワーク情報記憶手段のルーティング情報を参照して前記識別情報で特定される、当該データを送信する送信装置が自己に接続されていると判断したときは、前記データ転送情報記憶手段が前記参加メッセージに含まれていたラベルを転送先とし、前記送信装置を転送元として記憶し、さらに、当該データに転送先のラベルを付して転送するデータ伝送管理手段を備えた。
【００３２】
請求項３の発明では、当該データを特定するための前記識別情報には、既に送信装置が送信している当該データの宛先であるマルチキャストグループアドレスを含み、前記連関ネットワーク情報記憶手段が記憶するルーティング情報には、前記マルチキャストグループアドレスとともに連関する他の中継装置のアドレス及び入出力のインターフェース情報を含み、さらに転送情報記憶手段は参加メッセージを送信した自己のインターフェース及び参加メッセージを受信した自己のインタフェースを特定する情報を、前記転送元及び転送先と共にテーブルとして記憶する構成とした。
【００３３】
請求項４の発明では、前記連関ネットワーク情報記憶手段と前記転送情報記憶手段が同一記憶手段で形成され、前記連関ネットワーク情報記憶手段のルーティング情報と前記転送情報記憶手段が記憶する情報とは、一体的なテーブルとして記憶される構成とした。
【００３４】
請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記中継装置は、前記受信装置の最寄りに用いられる中継装置であって、さらに、前記伝送ルートに伝送品質を確保するための少なくとも帯域を含む品質パラメータを記憶するポリシー記憶手段（３）を備え、伝送ルート形成管理手段は、前記受信装置からの参加メッセージに含まれる前記特定する識別情報が、前記ポリシー記憶手段の記憶情報に該当し、かつ当該伝送ルートを形成するにあたって前記品質パラメータで示される伝送品質が確保できる余裕があると判断した場合に、前記品質パラメータを前記選択した近隣の中継装置へ送信する参加メッセージに含ませて送信し、データ伝送管理手段（５）は、前記伝送品質が確保できる余裕があると判断された場合に予約を受け付けておき、前記自己が認識できるラベルを付した当該データを受信したときは当該データから付されていたラベルを外すとともに、他の伝送ルートからのデータに優先して前記伝送品質を確保して受信装置へ転送する構成とした。
【００３５】
請求項６の発明では、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、送信端末又は前記送信端末からのデータを送信可能とされた上位の他の中継装置を含む送信装置と、受信端末又は前記受信端末が接続される下位の他の中継装置を含む受信装置との間でマルチキャストプロトコルによる参加メッセージを送受信して伝送ルートを形成する中継装置として用いられる中継装置あって、さらに、前記伝送ルート形成管理手段は、前記下位の近隣の他の中継装置から受けた参加メッセージに含まれる品質パラメータで示される伝送品質が確保できる余裕があると判断した場合に、前記自己が認識できるラベルと前記識別情報とに加え、さらに前記品質パラメータを含む参加メッセージを前記選択した近隣の中継装置へ送信し、データ伝送管理手段（５）は、前記伝送品質が確保できる余裕があると判断された場合に予約を受け付けておき、当該データを受信したときは、前記自己が認識できるラベルを前記転送先のラベルに張り替えて当該データに付して、かつ他の伝送ルートからのデータに優先して前記伝送品質を確保して受信装置へ転送する構成とした。
【００３６】
請求項７の発明では、送信端末又は前記送信端末からのデータを送信可能とされた上位の他の中継装置を含む送信装置と、受信端末又は前記受信端末が接続される下位の他の中継装置を含む受信装置との間のｎ個の中継装置でマルチキャストプロトコルによる伝送ルートを形成する中継方法において、前記ｎ個の中継装置で、近隣の及び連関するネットワーク並びにそれらを接続する他の中継装置を特定するためのルーティング情報を連関ネットワーク情報記憶手段に記憶する準備段階と、受信装置最寄りのｎ＝１番目の中継装置が、前記送信装置からの所望の当該データを受信するための参加メッセージであって当該データを特定する識別情報を含む参加メッセージを前記受信装置から受けて、前記連関ネットワーク情報記憶手段のルーティング情報を参照して選択したｎ＝２番目の中継装置へ、１番目のラベルを生成してその１番目のラベル及び前記識別情報を含む参加メッセージを生成して送信し、さらに、前記受信装置を前記データの転送先とし、前記１番目のラベルを転送元として自己の転送情報記憶手段に記憶する段階と、ｋ（２〜ｎ−１）番目の中継装置が、ｋ−１番目の中継装置からｋ−１番目のラベル及び前記識別情報を含む参加メッセージを受けて、前記連関ネットワーク情報記憶手段が記憶するルーティング情報を参照して選択したｋ＋１番目の中継装置へ、自己が生成したｋ番目のラベル及び前記識別情報を含む参加メッセージを生成して送信し、前記ｋ−１番目の中継装置のラベルを当該データの転送先とし、前記自己のｋ番目のラベルを転送元として自己の転送情報記憶手段に記憶し、これらの動作をｋ＝２〜ｋ＝ｎ−１番目の中継装置で順次実施する段階と、ｎ番目の中継装置がｎ−１番目の中継装置からｎ−１番目のラベルが含まれた参加メッセージを受信し、前記ｎ−１番目のラベルを当該データの転送先とし前記送信装置を転送元として自己の転送情報記憶手段に記憶する段階と、前記ｎ番目から１番目の中継装置が、順に前記送信装置から中継された当該データを受けたときに自己の転送情報記憶手段の転送情報を参照して当該データを転送する段階とを備えた。
【００３８】
請求項８に記載の発明は、送信端末又は前記送信端末からのデータを送信可能とされた上位の他の中継装置を含む送信装置と、受信端末又は前記受信端末が接続される下位の他の中継装置を含む受信装置との間でマルチキャストプロトコルによる伝送ルートを形成するために用いられる中継装置であって、前記送信装置とその送信装置から当該データを希望する前記受信装置との間の当該伝送ルートを形成するにあたって、外部から特定の明示された当該伝送ルートを形成する要求或いは特定の品質パラメータの伝送品質を確保する要求があればそれらの要求を満たすための情報を記憶するためのポリシー記憶手段と、近隣の及び連関するネットワーク並びにそれらを接続する他の中継装置を特定するためのルーティング情報を記憶する連関ネットワーク情報記憶手段と、前記送信装置からの当該データを特定して受信するための識別情報を含む参加メッセージを前記受信装置又は下位の近隣の他の中継装置から受けて、前記識別情報を基に、前記ポリシー記憶手段の情報及び連関ネットワーク情報記憶手段のルーティング情報を参照し、かつ前記ポリシー記憶手段が記憶する情報を優先して上位の近隣の他の中継装置を選択した場合、前記選択した上位の近隣の他の中継装置へ、前記参照したときに前記ポリシー記憶手段に前記上位の近隣の他の中継装置より上位の他の中継装置に要求する情報が含まれている場合は、その上位の他の中継装置に要求する情報、前記識別情報及び自己を認識できるラベルを含む参加メッセージを生成して前記上位の近隣の他の中継装置へ送信する伝送ルート形成管理手段と、前記伝送ルート形成管理手段が参加メッセージに含めて前記上位の近隣の他の中継装置に送信した前記ラベルを当該データの転送元とし、前記下位の近隣の他の中継装置又は受信装置から受けた参加メッセージにラベルがあればそのラベルを当該データの転送先とし、ラベルが無ければ受信装置を転送先として記憶する転送情報記憶手段とを備えた。
【００４６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態を示す図であって、マルチキャストデータ伝送用の中継装置の機能構成を示す。この発明の実施の形態の説明で使用する符号が従来技術で説明した符号と同一の符号は、同一機能を示す。
【００４７】
（中継装置ＭＣＲＴの構成の説明）
図１を基に、本発明に係る中継装置の構成を説明する。なお、図１の各手段は、基本的に本発明に係る機能のほとんどを達成する基本構成を成すものであり、請求項の発明によっては、或いは中継装置が受信端末の最寄りに使用されるか中継装置の間に使用されるかによっては必須ではない機能部分も含まれている。ただし、製品としては通常、全手段を含むことができる。
【００４８】
伝送ルート形成管理手段１では、メッセージ受付処理部１ａが、受信端末１００（伝送ルートを説明する図３を参照）からはＩＧＭＰＭｅｍｂｅｒｓｈｉｐＲｅｐｏｒｔ（或いはＩＧＭＰＪｏｉｎ）を、近隣の中継装置からはＰＩＭＪｏｉｎメッセージという参加メッセージを受信して、この参加メッセージをルーティング処理部１ｂ、ラベル割当処理部１ｃ及び予約受付処理部１ｄに通知する。参加メッセージのフォーマットを図２に示す。このフォーマットはどの請求項に記載の発明にも当てはまるフォーマットになっている。ここでの参加メッセージに含まれる情報のうち各実施の形態で共通する情報（図２の１から４項）は従来技術で説明したものと同じである。特に、図２のラベル項、ＱｏＳ項及び明示経路項は、本発明に係る情報である。なお、メッセージ受付処理部１ａは、参加メッセージを送受信する機能を有している。以下の各部の説明において、例えば、「参加メッセージを送信する」、「参加メッセージを受信する」とした表現は、発明の説明上は実効的には何ら問題がないため、いずれもメッセージ受付処理部１ａを通して送受しているのを省略した表現を採っている。
【００４９】
ルーティングテーブル２は、一般に、ユニキャストルーティングテーブルとも呼ばれている。ルーティングテーブル２は、近隣のネットワークはもちろん、現実に中継装置ＭＣＲＴが直接及び間接を問わず網状に連関して接続される全ネットワークを特定するためのアドレス情報、マルチキャストアドレス、並びにそれらのネットワークを接続する中継装置のアドレス及びその中継装置におけるデータの入出力ポート若しくは参加メッセージの入出力ポート（インターフェース）関係の情報をテーブル状に記憶している。このルーティングテーブル２（請求項での連関ネットワーク情報記憶手段に含まれる）の情報は、例えば最短の伝送ルートＳＰＴ又はＲＰＴ（又はコストの低い伝送ルート）を形成するのに使用される。
【００５０】
ルーティング処理部１ｂは、受信装置又は下位の近隣の中継装置から受信した参加メッセージとルーティングテーブル２を参照して次の上位の近隣の中継装置のアドレスを探す（以下、これによって形成される伝送ルートを、ここではルーティング伝送ルートという。）。下位の中継装置又は受信端末からの参加メッセージを書き換えて新たな参加メッセージを生成して、探しだしたその中継装置へ参加メッセージを送る。上位の中継装置とは、送信装置から複数の中継装置を介して受信装置へ至る伝送ルート上の任意の中継装置に着目したときに、伝送ルート上においてその中継装置よりも送信装置寄りに位置する中継装置を指し、下位の中継装置とは、同様に、伝送ルート上においてその中継装置よりも受信装置寄りに位置する中継装置を指す。
【００５１】
ラベル割当処理部１ｃは、受信した参加メッセージにラベルがある場合（ＬＳＰを形成する場合）は、自己が認識できるラベルを新たに生成して、前記参加メッセージのラベルを新たに生成したラベルに付け替える。一方、ラベル割当部処理部１ｃは、転送情報記憶手段４のラベルテーブル４ａ（図４のフォーマット例を参照）の転送先ラベルに下位の中継装置から受けたラベルを、転送元ラベルに自己が生成して上位へ送信したラベルを、それぞれ参加メッセージを受信したポート及び出力したポートを示す入出力インタフェース（伝送ルートが形成された後に、実際にデータが伝送されるときの入出力ポートとなる。以下、ＩＦという。）番号を付して記憶させる。ラベルテーブル４ａは、データを転送するときの転送元の中継装置、転送先の中継装置をラベルで表したものである。なお、ここでは、ラベルとは値や符号等で表される、一種の識別情報を意味する。
【００５２】
なお、図４のラベルテーブル例は、説明上必要な部分だけ記載したが、実際には、中継装置の全てのＩＦ（ポート）分についてのラベルを持つようになる。
【００５３】
ポリシーテーブル３（ポリシー記憶手段）は、図６（ａ）に示すような情報を有し、フィルタ部分には、ＤｅｓｔＩＰが含まれている。このＤｅｓｔＩＰは、受信端末からの参加メッセージであるＩＧＭＰＪｏｉｎに含まれるマルチキャストグループアドレスに相当するものである。さらにこれに対応して要求ＱｏＳ欄には、帯域等で示される品質パラメータが示されている。
【００５４】
予約受付処理部１ｄは、受診したＩＧＭＰＪｏｉｎのマルチキャストグループアドレス（請求項における当該データを特定するための識別情報）とポリシーテーブル３のフィルタ部分のＤｅｓｔＩＰを比較参照して、参加要求のあった伝送ルート（トラフィック）は、品質保証すべき対象であるかどうか判断する。つまり、参加メッセージのマルチキャストグループアドレスが図６のポリシーテーブルに記載されたグループアドレスに該当し、かつ「要求ＱｏＳ」として必要な品質パラメータが記載されてあれば品質保証の対象であると判断し、その場合は、トラフィック管理データベース５ｃを調べ、自己が伝送する回線容量に余裕があるか、トラフィックを割り当て可能かを調べる。
【００５５】
ここで、簡単に回線容量について帯域で説明すると、各中継装置が接続されている各ネットワークは周波数帯域が有限（この場合の回線容量の最大帯域にあたる）である。その１つのネットワークへ複数の所定帯域をもったデータが伝送されると前記ネットワークの帯域を越えてしまい、データの伝送品質が悪化するおそれが出てくる。そこで伝送品質を確保するためには、要求されるデータの伝送ルート形成時に当該データを伝送するためのインターフェース（リソース）を決めて予約して、伝送ルート形成後に実際に伝送するときに、前記予約されたインターフェースを通して他のデータに優先して伝送するようにすることが必要である。
【００５６】
「ＱｏＳに係るトラフィックの割り当て手順」は、次のように判断され実行される。トラフィックの出力ポート（ＩＦ）をＰ１、Ｐ２、…、Ｐｎとすると、例えば新しく割り当てたい最大トラフィック容量（ポリシーテーブルで要求されている最大帯域）が、［ポートＰ１の回線容量（使用可能な帯域の大きさ）―既に割り当てられている最大伝送レート（最大帯域）の和］より小さい場合、そのトラフィックの帯域保証ができることになる。同様に、トラフィックを形成する全てのポートについて判断し、帯域保証できれば、トラフィック管理データベース５ｃに品質パラメータ及びＱＩＤ（ＱｕｅｕｅＩＤ：キューＩＤ或いはＱＩＤと呼ぶ。）を記録する。つまり、ＱＩＤで出力ポートに要求される品質（帯域）を予約したことになる（図７参照）。
【００５７】
なお、ポリシーテーブル３は、明示的伝送ルート形成の場合は、予めネットワーク全体を統括するポリシーサーバ（図示しない）等から明示的伝送ルートの指示を受けて記憶するのにも使用される。この場合は、上記ルーティングによる伝送ルート形成と異なり、予約受付処理部１ｄが、ポリシーテーブル３に予め明示的に指定されている次の上位の近隣中継装置のアドレス（以下、これによって形成される伝送ルートを明示的伝送ルートという。）へ前記新たな参加メッセージを送信する。その新たな参加メッセージに、明示的伝送ルートの中継装置のアドレスを書き込むことによって、各中継装置へ伝える（図２の９〜１３項に示される。）。なお、明示的な伝送ルートを指定したポリシーテーブル３の例としては、図６（ｂ）のものがある。図６（ｂ）におけるルータリストで示されるｋ＝１，２，３の各ルータのアドレスが明示的伝送ルートを構成するルータを特定している。
【００５８】
また、前記伝送ルート形成管理手段１で（つまり、上記ルーティング処理部１ｂ、前記予約受付処理部１ｄ或いはラベル割当処理部１ｃで）形成された伝送ルート情報に基づいて、転送情報記憶手段４に、例えば図５（ａ）に示す一般形のフローテーブルに、マルチキャストデータ（以下、データという。）の転送元、転送先の各識別情報（転送元、転送先は伝送ルートの上位の中継装置から下位の中継装置へのそれらの宛先を示す。アドレスで示される場合もあるし（図５（ｂ））、ラベルで示される場合もある（図４）。以下、転送元、転送先は前記の意味を有するものとする。）、さらにはデータの送信元、送信先の識別情報（以下、送信端末、受信端末のアドレスを表すものとする。）等を記憶する。
【００５９】
ラベルで転送する場合は、図４のように転送先、転送元のラベルが識別できるようなラベルテーブルが準備される。
【００６０】
なお、転送情報記憶手段４のラベルテーブル４ａ、フローテーブル４ｂ等のデータの転送に必要な情報をルーティングテーブル２と一緒にし、一体的なテーブルとしてもよい。その例を図８に示す。ルーティングテーブル２は伝送ルートを形成するときに使用し、転送情報記憶手段４の情報は、伝送ルート形成された後にデータを伝送するときに用いる情報であるから一体化が可能である。
【００６１】
図１のデータ伝送管理手段５は、伝送ルート形成管理手段１によって伝送ルートが形成された後に、送信端末２００の方の中継装置或いはネットワークから送信されてきたデータを受信し、受信端末１００の方の中継装置或いはネットワークへ転送（伝送）するものである。図１のデータ伝送管理手段５のパケット処理部５ａは、入力インタフェース（ポートも含む）を介して入力されるデータ（パケット）の分類、上記伝送ルート形成管理手段１のルーティング等で伝送ルートが形成されていくに応じて、転送情報記憶手段４のラベルテーブル４ａ、フローテーブル４ｂ等のデータの転送に必要な伝送ルート情報の書き換えを行う。さらに、パケット処理部５ａは、受信したデータを分類し、それがフローテーブル４ｂ又はラベルテーブル４ａに該当するものかどうか判断し、該当する場合は、ＱＩＤ（ＱｕｅｕｅＩＤ）を付して、トラフィックマネージャー５ｂに送る。
【００６２】
トラフィックマネージャー５ｂは、バッファ５ｄ、パケットスケジューラ５ｅ及びトラフィック管理データべース５ｃを備えている。トラフィックマネージャー５ｂは、上記予約受付処理部１ｄで、例えばＱｏＳ予約がなされている場合には、トラフィック管理データべース５ｃに予約されているトラフィックについてバッファ５ｄを確保してある。そこへパケット処理部５ａからＱＩＤを付されたデータが入力されたとき、予め、予約されたものかどうか確認して、予約されたものであれば既に確保してあるバッファ５ｄを介してそのデータが送られ、さらにパケットスケジューラ５ｅがトラフィック管理データベース５ｃに示されるポートからＱｏＳ要求される品質を保証して、フローテーブル４ｂ又はラベルテーブル４ａに示される転送先又は送信先へデータを出力する。
【００６３】
なお、図１は機能ブロックで表現されているが、具現手段としての例としてはは、ＣＰＵ及びメモリ類（ＲＯＭ及びＲＡＭ）等で構成することができる。伝送ルート形成手段１及びデータ伝送管理手段５が、ルーティングテーブル２、ポリシーテーブル３、ラベルテーブル４ａ及びフローテーブル４ｂを管理しつつ処理する機能は、予めプログラムされ記憶されていて、そのプログラムをＣＰＵにより実行されてことによって、達成されている。図１の機能達成にあたって、使用されるＣＰＵ、メモリ及びプログラムの数、組合せ等によって、構成態様が変わることがあるが、いずれも本発明の範疇に変りはない。
【００６４】
（実施の形態１）
次に図３の模式的なネットワークを例に、図９に示すフローに沿って動作を説明する。この実施の形態１では、▲１▼マルチキャストルーティングによるＬＳＰ（ＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｅｄＰａｔｈ）の形成及び▲２▼帯域等で示される伝送品質の確保の例を合わせて説明する。
【００６５】
図３のネットワークにおいて、ＴＣＰ／ＩＰ通信方式に従うマルチキャストトラフィックは、従来技術の欄でも説明したように、データの送受信の前に、受信端末１００と中継装置（中継装置の一種としてルータがあり、以下では、例としてルータとして説明するので、ルータと記述する。）との間で参加メッセージであるＩＧＭＰパケット（ＩＧＭＰＪｏｉｎを含む）を交換することで、配信の開始と停止を行う。また、複数のルータが介在するネットワークではＰＩＭ−ＳＭというルーティングプロトコルにより、伝送ルートの決定を行う。その際に、参加メッセージであるＰＩＭｊｏｉｎが送られる。
【００６６】
（実施の形態１における受信端末にルータＭＣＲＴ３の動作説明）
ルータＭＣＲＴ３のメッセージ受付処理部１ａが、受信端末１００から図２に示されるような参加メッセージ（ＩＧＭＰ）を受け付け、ルーティング処理部１ｂ、ラベル割当処理部１ｃ、予約受付処理部１ｄに通知する（ステップＳ１）。ルーティング処理部１ｂは、ルーティングテーブル２に、参加メッセージに含まれるマルチキャストグループアドレス、送信元（送信端末）、受信端末等を識別する情報があるかどうか確認し、無ければ新たに生成して追加し、あれば受信端末に接続されているルータＭＣＲＴ３のインタフェース（ポート）番号等の不足情報を追加しておく（ステップＳ２）。
【００６７】
一方、受けた参加メッセージにはメッセージのＴＹＰＥを記載する欄があり、この参加メッセージは受信端末１００からなのでＴＹＰＥが「ＩＧＭＰ」であることを確認する（ステップＳ３）。
【００６８】
予約受付処理部１ｄは、受けた参加メッセージ（ＩＧＭＰ）で、参加したいマルチキャストグループアドレス（ DｅｓｔＩＰ）を知らさせるので、ポリシーテーブル３（図６参照）のフィルタ部分の検索を行う（ステップＳ４，Ｓ５）。検索の結果、テーブルに見つからない場合は、そのトラフィックを帯域（品質）保証しないので、ベストエフォートキューにバインド（ＱＩＤ＝０とする）したフロー管理を行う（ステップＳ６）。この場合は、例えば、帯域に余裕があるときだけバッファ手段５ｄのバッファが、データ伝送のために確保され、余裕がない場合は、この限りではなくなる。その後、ラベルの割り当てを行う（ステップＳ１７）。
【００６９】
上記ポリシーテーブル３の検索の結果、参加メッセージ（ＩＧＭＰ）が要求するトラフィックがＱｏＳ動作（データを要求される帯域（品質）で伝送するに必要なリソースの確保・予約）を要求する場合は、トラフィック管理データベース５ｃ（図７を参照）を調べ、回線容量に余裕がまだあり、これ以上トラフィックを割り当て可能かどうかをチェックする。具体的には、ポリシーテーブル３から要求される品質パラメータ（最大帯域、最小帯域等）を抽出して、上記した「ＱｏＳに係るトラフィックの割り当て手順」（ステップＳ７、Ｓ８、Ｓ９）に従って判断、実施する。
【００７０】
トラフィックを形成する全ての出力ポートで帯域保証できれば、２０ビットのラベルを割り当て（ラベルの値は、他に使用していないユニークな値ならなんでもよい。）、ラベルテーブル４ａの転送元（受信）ラベルとして登録、同時に図７に示すようにトラフィック管理データベース５ｃ（ここではＱＩＤ２）に登録する（ステップＳ１０，Ｓ１１）。ここでは例えば転送元ラベルを３とする。ラベルテーブル４ａ（図４（ａ）を参照）の転送先(送信)ラベルとしては、ＯＸＦＦＦＦを書き込む。ＯＸＦＦＦＦは、自己が、受信端末１００が所属するネットワークと同じネットワークに接続されているため、形成しょうとするＬＳＰの最終ルータになることを意味し、データ伝送の最後にシムヘッダ（ラベル）を抜いてから、受信端末１００に向かって送信することをパケット処理部５ａに指示することを意味する。さらに、ラベルテーブル４aには、送信、受信のポートとなるインタフェース番号を付しておく（図４（ａ）を参照）。
【００７１】
ここまでで、ルータＭＣＲＴ３内で、帯域を確保することが予約されたことになる。なお、ステップＳ９で帯域が割り当て不可能となったときは、ステップＳ６と同様に帯域は保証されないこととなる（ステップＳ９ａ）。
【００７２】
次に、ポリシーテーブル３をサーチし、図３の中のルータＭＣＲＴ３の上位のルータが明示されているかどうかチェックする（ステップＳ１２）。明示されている場合は、ステップＳ１４に沿って明示的伝送ルートを形成していく。この明示的伝送ルートの形成については、他の発明として後記する。明示されていない場合は、ルーティング処理部１ｂがルーティングテーブル２及び図２の受信した参加メッセージのマルチキャストグループアドレス等を参照して、次に参加メッセージを出すルータのアドレスを探す。例えば、最短の伝送ルートを探すとすると、ルータＭＣＲＴ２を探す。そして新たな参加メッセージ（ＰＩＭＪｏｉｎ）を生成してルータＭＣＲＴ２へ送信する（ステップＳ１３）。このときの参加メッセージには、自己が割り当てたラベル＝３と、品質（ＱｏＳ）パラメータ（最大帯域３００ｋｂｐｓ、最小帯域２５０ｋｂｐｓ、最大遅延２０ｍｓｅｃ）を参加メッセージのフォーマット（図２の６、７、８項のＱｏＳ項参照）に書き込んでおく。
【００７３】
（実施の形態１におけるルータＭＣＲＴ２の動作説明）
次にルータＭＣＲＴ２の動作を図９のフローに基づいて説明する。説明中の構成要素の名称は、ルータＭＣＲＴ３と同じになるが、各要素は、同じく図１で示されるルータＭＣＲＴ２の要素として動作する。ルータＭＣＲＴ２は、ルータＭＣＲＴ３から参加メッセージ（ＰＩＭＪｏｉｎ）を受信する（ステップＳ１）。この参加メッセージのＴＹＰＥは、ＰＩＭＪｏｉｎなので、参加メッセージがＰＩＭの場合の処理を行う（ステップＳ３―Ｎｏ）。まず、送信端末が自己の接続しているネットワークに接続されているかどうか判断する（ステップＳ２０）。送信端末２００が自己が接続しているネットワークに接続されていない場合（ステップＳ２０―Ｎｏ）、つまり、さらに自己の上位ルータＭＣＲＴ１が存在しているので、ラベルの割り当てを行う（ステップＳ２１）。
【００７４】
次に、参加メッセージ中にＱｏＳ要求があるのを見て、要求されている品質パラメータ（帯域等）を確保できるかどうか検討する作業に入る（ステップ２２））。つまり、トラフィック管理データベース５ｃを調べ、回線容量（使用可能な帯域）に余裕がまだあり、ルータＭＣＲＴ３からの参加メッセージのＱｏＳ項で要求されている品質パラメータを確保できるトラフィックを割り当て可能かどうかをチェックする。
【００７５】
具体的には、上記「ＱｏＳに係るトラフィックの割り当て手順」（ステップＳ７、Ｓ８、Ｓ９と同じ）と同じく行う（ステップＳ２２）。
【００７６】
トラフィックを形成する全ての出力ポートで帯域保証できれば、ラベルを割り当て、割り当てたラベルをラベルテーブル４ａ（図４（ｂ）参照）の転送元（受信）ラベルとして登録、同時にトラフィック管理データベース５ｃ（ここではＱＩＤ５）に登録する（ステップＳ２３）。ここでは、例えば転送元ラベルを９とする。ラベルテーブル４ａの転送先(送信)ラベルとしては、下位のルータＭＣＲＴ３から受けた参加メッセージ中のラベル３を書き込む。なお、ステップＳ２２で割り当て不可能となったときは、帯域を保証しないでラベルテーブル４ａに登録する（ステップＳ２４）。
【００７７】
これらのことは、自己がＬＳＰ（ＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｅｄＰａｔｈ）の中間ルータなのでシムヘッダにラベル９を付したパケット（データ）を受けたときは、ラベルを３に書き換えてルータＭＣＲＴ３に向かって送信することをパケット処理部５ａに指示することを意味する。さらに、ラベルテーブル４ａには、送信、受信のポートとなるインタフェース番号を付しておく（図４（ｂ）参照）（ステップＳ２３）。ここで、ラベルテーブル４ａがルーティングテーブル２と一体的にできるが、そのルータＭＣＲＴ２で関係したところだけ抽出して、一体的にしたテーブル例を図８に示す。図８の１項目に図４（ｂ）の情報が含まれている。
【００７８】
なお、図８で１項目と２項目において、送信元アドレスが同じで、グループアドレス（マルチキャスト）が異なるのは、例えば同一送信装置からＧ１アドレスの情報とＧ２アドレスの情報の２種類が送信されているためであり、さらに、この実施の形態で形成する伝送ルートは、Ｇ１アドレスの情報の受信を希望していることを示している。
【００７９】
また、ポリシ-テーブル３には、上位ルータが明示されていないので（ステップＳ２６）、ルーティング処理部１ｂが、ルーティングテーブル２及び受信した参加メッセージを参照して次に参加メッセージを出すルータを探す。例えば、ルータＭＣＲＴ１を探しあてる。そして新たな参加メッセージ（ＰＩＭＪｏｉｎ）を生成してルータＭＣＲＴ１へ送信する（ステップＳ２７）。このときの参加メッセージには、自己が割り当てたラベル＝９と、品質（ＱｏＳ）パラメータ（最大帯域３００ｋｂｐｓ、最小帯域２００ｋｂｐｓ、最大遅延２０ｍｓｅｃ）を参加メッセージのフォーマット（図２の６、７、８項のＱｏＳ項参照）に入れておく。
【００８０】
（実施の形態１におけるルータＭＣＲＴ１の動作説明）
次にルータＭＣＲＴ１の動作を図９のフローに基づいて説明する。説明中の構成要素の名称は、ルータＭＣＲＴ２，３と同じになるが、各要素は、同じく図１で示されるルータＭＣＲＴ１の要素として動作する。ルータＭＣＲＴ１は、ルータＭＣＲＴ２から参加メッセージを受信するが、ＰＩＭＪｏｉｎなので、参加メッセージがＰＩＭの場合の処理を行う（ステップＳ３―Ｎｏ）。まず、送信端末が自己の接続しているネットワークに接続されているかどうか判断する（ステップＳ２０）。自己がもっているルーティングテーブル及び参加メッセージより、送信端末２００が自己に接続されていることを知った場合（ステップＳ２０―Ｙｅｓ）、参加メッセージ中にＱｏＳ要求があるのを見て、ＱｏＳ要求の帯域確保が可能かどうかを検討する作業に入る（ステップＳ３１）。
【００８１】
つまり、トラフィック管理データベース５ｃを調べ、回線容量（使用可能な帯域）に余裕がまだあり、これルータＭＣＲＴ２からの参加メッセージのＱｏＳ項で要求されている品質パラメータを確保できるトラフィックを割り当て可能かどうかをチェックする。
【００８２】
具体的には、上記「ＱｏＳに係るトラフィックの割り当て手順」（ステップＳ７、Ｓ８、Ｓ９と同じ）と同じく行う。
【００８３】
フローテーブル４ｂ（図５（ｂ）参照）には、ルータＭＣＲＴ２からの参加メッセージに含まれる送信先アドレス(１９２．１６８．３０．２５３)と送信元アドレス(１９２．１６８．５０．２５３)をそれぞれテーブル上の送信先アドレス、送信元アドレスに登録する。転送先（出力）ラベルには、同じくルータＭＣＲＴ２からの参加メッセージ中のラベル９を書き込む。これは自己がＬＳＰ（ＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｅｄＰａｔｈ）の最上位ルータ（送信端末２００が接続されているルータ）なので、送信元（送信端末２００）から送信先へ送信されるパケットはシムヘッダ（ラベル９）を書き加えてルータＭＣＲＴ２へ向かって送信することをパケット処理部５ａに指示することを意味する。また、出力ＩＦには出力インタフェースの番号２を書き込む（ステップＳ３２）（図５（ｂ）参照）。
【００８４】
（実施の形態１におけるデータ伝送）
上記のようにして送信端末２００から受信端末１００までのＬＳＰが確立するとともに、帯域が予約されたＬＳＰが形成されたことになる。次に、ルータＭＣＲＴ１は図５（ｂ）のフローテーブルを参照してデータにラベル９を添付して帯域予約されたインタフェース２（ポート）からルータＭＣＲＴ２へ転送する。ルータＭＣＲＴ２は、ルータＭＣＲＴ１のインタフェース２からラベル９を添付されたデータを受けて、図４（ｂ）のラベルテーブルを参照してラベル３を添付して、帯域予約されたインタフェース３（ポート）からルータＭＣＲＴ３へ転送する。同様にルータＭＣＲＴ３は図４（ａ）のラベルテーブルを参照して受信端末へラベルを抜いて転送する。
【００８５】
これらの転送は、各ルータのデータ伝送管理手段５が行う。具体的には、パケット処理部５ａがラベルテーブル４ａ又はフローテーブル４ｂを参照してＱＩＤを付してトラフィックマネージャー５ｂに送ると、トラフィックマネージャー５ｂが、予めトラフィック管理データベース５ｃに予約されていたＱＩＤにしたがって帯域保証して送信する。
【００８６】
上記のデータの転送は、データに添付するラベルを差し替えて転送することになるのが特徴である。
【００８７】
（実施の形態２）
この実施の形態２では、▲３▼マルチキャストルーティングによってアドレスで管理される伝送ルートを形成しつつ（実施の形態１のＬＳＰ伝送ルートのようにラベルで管理するのでは無い）、帯域等で示される伝送品質を確保できる中継装置の例を、図３の模式的ネットワーク上で、図９に示すフローに沿って動作するとして、上記の実施の形態１との違いを中心に説明する。
【００８８】
この例のルータＭＣＲＴでは、図１におけるラベル割当処理部１ｃ及びラベルテーブル４ａは動作しないで、フローテーブル４ｂを使用し、参加メッセージのフォーマット例を示す図２においては、ラベルを使用しない。その他の構成の動作は、実施の形態１と同じである。
【００８９】
また、図９におけるフローでは、ステップＳ１０及びステップＳ２１でのラベル割当が無い。代わりに、ステップＳ１３及びステップＳ２７において、ルーティングによって見つけられる上位の近隣のルータＭＣＲＴのアドレスを転送元アドレス、先に参加メッセージを送信してきた下位の近隣のルータＭＣＲＴのアドレスを転送先とするフローテーブル４ｂ（図５（ａ）参照）を各ルータが生成していく。結局、ルーティングにより伝送ルートが形成された後に、各ルータＭＣＲＴのデータ伝送管理手段５は、フローテーブル４ｂのアドレスを参照してデータを受信端末１００まで転送する。つまり、転送先と転送元のアドレスを入れ替えて転送する。
【００９０】
このようにマルチキャストの伝送ルートが、アドレスで管理されていても、ＱｏＳ動作による品質保証ができる。
【００９１】
（実施の形態３）
この実施の形態３では、▲４▼マルチキャストにより明示的にＬＳＰを形成するとともに、▲２▼帯域等で示される伝送品質の確保の例を合わせて説明する。この実施の形態３の説明も、図３の模式的ネットワーク上で、図９に示すフローに沿って動作するとして、上記の実施の形態１及び２との違いを中心に説明する。
【００９２】
明示的ＬＳＰの形成にあたっては、２つの方法が考えられる。１つは、受信端末１００に最寄のルータＭＣＲＴ３が自己のポリシーテーブル３に送信部２００までの全ルータの識別情報を有している場合、他の１つは、各ルータが自己のポリシーテーブル３にホップすべき上位の近隣のルータが明示されている場合であって、この２つの場合がある。いずれの場合も、ネットワークを統括するポリシーサーバ（図示せず）からの指示で各ポリシーテーブル３に記憶している。その指示は、下位の受信端末１００又はルータＭＣＲＴから参加メッセージを受けた後、ポリシーサーバに問い合わせると、それに回答する形で出される。ポリシ-サーバへは、ユーザが明示的伝送ルートでの伝送を希望するときに設定する。
【００９３】
（実施の形態３：ルータＭＣＲＴ３が明示的伝送ルートの全情報保有の場合）この場合は、ルータＭＣＲＴ３のポリシーテーブル３に、例えば、ユーザがルータＭＣＲＴ４を介してデータ伝送したいといったとき、その要求にしたがい、ポリシーテーブル３にルータリストとして上から順に、図３の伝送ルートの中のルータＭＣＲＴ４、ＭＣＲＴ２，ＭＣＲＴ１のアドレスが記憶されている。なお、ＱｏＳ動作を要求する場合も、実施の形態１と同様に品質パラメータ情報等の情報を記憶する。そのポリシーテーブル３の例を図６（ｂ）に示す。この図６（ｂ）では、図６（ａ）のポリシーテーブルの項目以外に、ルータリストが追加されている。例えば、図６（ｂ）のルータリストを図３の伝送ルートに当てはめてみるに、このルターリストは、ルータＭＣＲＴ３が保有し、これを基点とすれば、ｋ＝１，２，３の順に、ルータＭＣＲＴ４、ＭＣＲＴ２，ＭＣＲＴ１の各アドレスを示している。
【００９４】
ルータＭＣＲＴ３は、図９のフローにおいて、ステップＳ１４又はステップＳ２８の動作を行うことが、実施の形態１とは異なるところである。この例では、図９におけるステップＳ１３及びステップＳ２７におけるルーティングによる伝送ルート形成は行わない。
【００９５】
具体的には、ルータＭＣＲＴ３は、ポリシーテーブル３のルータリストをチェックし、参加メッセージを出すべき上位ルータを探す（ステップＳ１２）。探したル-タリストの最初のルータＭＣＲＴ４を参加メッセージを出す近隣のルータとして決定し、参加メッセージには、自己が付したラベルとともに、ルータリストの残りのルータのアドレス（上記例では、ルータＭＣＲＴ２，ＭＣＲＴ１のアドレス）を記載してルータＭＣＲＴ４へ送る（ステップＳ１４）。なお、ルータＭＣＲＴ３のルータリストを全部送ってもよいが、例えば、ルータＭＣＲＴ１は、参加メッセージの送り先が無いので不要になる。
【００９６】
ルータＭＣＲＴ４、ルータＭＣＲＴ２は、図９のステップＳ２６及びステップＳ２８にしたがって、自己が下位のルータから受信した参加メッセージで指定されてきた上位のルータへ、つまりこの例では、ルータＭＣＲＴ４はルータＭＣＲＴ２へルータＭＣＲＴ１のアドレスを含む参加メッセージを送り、それを受けたルータＭＣＲＴ２はルータＭＣＲＴ１へ参加メッセージを送る（ステップＳ２８）。また、各ルータが付したラベル等も参加メッセージに含めることは実施の形態１と同じである。
【００９７】
このようにして形成された、ルータＭＣＲＴ１、ＭＣＲＴ２，ＭＣＲＴ４及びＭＣＲＴ３の順にフローテーブル及びラベルテーブルを参照しながらデータが転送されることになる。
【００９８】
なお、他の動作、例えば、ラベルテーブル作成、帯域予約等の動作は、実施の形態１と同様に行う。
【００９９】
（実施の形態３：各ルータがホップすべきルータの情報を保有する場合）
この場合は、例えば、ユーザが図３の伝送ルート中にルータＭＣＲＴ４を介してデータ伝送したいと希望したとき、その要求にしたがい、図３の伝送ルート上にある各ルータのポリシーテーブル３内に、ルータリストとして、ルータＭＣＲＴ３はルータＭＣＲＴ４のアドレスを、ルータＭＣＲＴ４はルータＭＣＲＴ２のアドレスを、ルータＭＣＲＴ２はルータＭＣＲＴ１のアドレス記憶している。つまり、各ルータは、自己が次にホップすべきルータＭＣＲＴのアドレスを知っている。なお、ＱｏＳ動作を要求する場合は、この例では、実施の形態１と同様に、ルータＭＣＲＴ３のポリシーテーブル３にのみ要求帯域等の品質パラメータが記憶され、その動作も実施の形態１と同じである。
【０１００】
以下、図９のフローをもとに上記各実施の形態との違いを中心に説明する。ルータＭＣＲＴ３は、自己のポリシーテーブル３のルータリストをチェックし、参加メッセージを出すべき上位ルータを探す（ステップＳ１２）。探しだされる上位ルータはこの例ではルータＭＣＲＴ４であるから、そこへ自己が付したラベルとともに参加メッセージを送る。
【０１０１】
以下同様にして図９のステップＳ２６及びステップＳ２８にしたがって、ルータＭＣＲＴ４は自己のルータリストにあるルータＭＣＲＴ２のアドレスへ、ルータＭＣＲＴ２は自己のルータリストにあるルータＭＣＲＴ１へ参加メッセージを送る。
【０１０２】
このようにして形成された伝送ルート、つまり、ルータＭＣＲＴ１、ＭＣＲＴ２，ＭＣＲＴ４、ＭＣＲＴ３の順にフローテーブル及びラベルテーブルを参照しながらデータが転送されることになる。
【０１０３】
（実施の形態４）
この実施の形態４では、実施の形態３において、明示的なＬＳＰの形成、並びにＱｏＳ動作を行ってきたが、▲５▼明示的な伝送ルートを形成するが、アドレスで（実施の形態３のようなラベルではなく）管理する伝送ルートであって、ＱｏＳ動作もしない場合の例である。言い換えると、実施の形態４は、実施の形態２において明示的な伝送ルートを形成するようにしたものである。
【０１０４】
図９を基に実施の形態３との違いを説明する。図９において、ラベル割当て作業するステップＳ10及びＳ２１、及びＱｏＳ動作を行うステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９、Ｓ１１、Ｓ２０、Ｓ２３を実施しない。さら実施の形態３のようにポリシーテーブル３のルータリストを参照して明示的な伝送ルート形成を行うが、そのときのデータ転送に必要な転送元、転送先のアドレスはフローテーブル４ｂに登録して管理する。これは、ステップＳ１４及びステップＳ２８で参加メッセージを出すときにフローテーブル４ｂを作成しておけばよい。
【０１０５】
（実施の形態５）
実施形態の５は、請求１５，１６及び１７の発明であって、上記実施の形態における上位概念の発明である。つまり、上記各実施の形態の発明は、単独でも動作するし、それらを組み合わせた、つまり図９のように１つのフローで表される動作を行うことができる。実施の詳細は、上記に説明されているので、ここでは省略する。
【０１０６】
次に、ここまで説明してきた各実施の形態に共通することであるが、本発明の利用の形態について説明する。関連するネットワーク全体に使用される中継装置（以下、本発明に係る中継装置を主に説明するが、本発明に係る中継方法でも同じく適用される。）が、本発明に係る中継装置で構成することは当然できるが、関連ネットワーク全体の一部に利用することもできる。例えば、単純な構成で説明すると、受信端末からｋ個の中継装置までは、本発明に係る中継装置を採用し、伝送ルート上のｋ＋１番目からｎ番目までの中継装置が従来タイプの中継装置であって送信端末がそのｎ番目（ｎ＞ｋ）の従来タイプの中継装置に接続されているという利用の仕方もある。この例における「ｋ＋１番目からｎ番目までの中継装置及びそれに接続される送信端末」は、特許請求の範囲に記載の「送信端末からのマルチキャストデータを送信可能とされた上位の他の中継装置を含む送信装置」に相当する。
【０１０７】
また、上記の反対に、ｋ番目までの中継装置を従来タイプで構成し、ｋ＋１番目以降の中継装置を本発明の中継装置で構成することもできる。この場合は、「受信端末からｋ番目までの中継装置」が特許請求の範囲に記載の「受信端末が接続される下位の他の中継装置を含む受信装置」に相当する
【０１０８】
また、受信端末からｋ番目までの中継装置及びｋ＋ｍ番目（ｎ＞ｋ＋ｍ）から送信端末に接続されるｎ番目目までの中継装置が従来タイプの中継装置で構成され、ｋ＋１番目からｋ＋ｍ−１番目までの中継装置に本発明に係る中継装置を利用することもできる。これらは、単純な一筋の伝送ルートで説明したが、実際には１つの中継装置にに幾つものネットワークが接続され、さらにその中継装置及びネットワークの多くが連関して接続して利用されるので、複雑なネットワーク網になるが、その場合であっても本発明に係る中継装置及び中継方法を利用することができる。
【０１０９】
また、これまでの実施の形態では、図３のネットワークをもとにＳＰＴの伝送ルートを構成することで説明してきたが、従来技術の項で説明したＲＰ（ランデブーポイント或いは共有ポイント）を用いたＲＰＴの伝送ルートを構成する場合にも本発明を適用できる。
【０１１０】
また、マルチキャストプロトコルには、ここでの例に限ることなく、ＰＩＭプロトコル等を含む多くのものがあるが、それらは本発明に含まれることはもちろん、これらの変化したものであっても、技術思想が均等のものは含まれる。
【０１１１】
【発明の効果】
上記のように、本発明では、マルチキャストによるデータ伝送において、ＬＳＰを形成できることから容易な伝送ができること、ＱｏＳ動作を行う構成としたことから帯域を確保して品質のよい伝送ができること、明示的な伝送ルート形成を可能とする構成としたことからユーザが伝送ルートを把握できること等の効果がある。
【０１１２】
なお、これらの組み合わせでの構成及び効果も達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の中継装置（ルータ）の機能構成の例を示す図
【図２】本発明に係るマルチキャストデータ伝送の伝送ルート形成に必要な参加メッセージのフォーマット例を示す図
【図３】本発明の中継装置（ルータ）によって形成される伝送ルートを説明するための図
【図４】本発明に係るラベルフローを示す図
【図５】本発明に係るフローテーブルを示す図
【図６】本発明に係るポリシーテーブルを示す図
【図７】本発明に係るトラフィック管理データベースを示す図
【図８】本発明におけるルーティングテーブルとラベルテーブルを一緒にした例を示す図
【図９】本発明における中継装置（ルータ）動作フローを示す図
【図１０】従来技術を説明するための図
【図１１】従来技術を説明するための図
【符号の説明】
１：伝送ルート形成管理手段、１ａ：メッセージ受付処理部、１ｂ：ルーティング処理部、１ｃ：ラベル割当処理部、１ｄ：予約受付処理部、２：ルーティングテーブル（連関ネットワーク情報記憶手段）、３：ポリシーテーブル（ポリシー記憶手段）、４：転送情報記憶手段、４ａ：ラベルテーブル、４ｂ：フローテーブル、５：データ伝送管理手段、５ａ：パケット処理部、５ｂ：トラフィックマネージャー、５ｃ：トラフィック管理データベース、５ｄ：バッファ手段、５ｅ：パケットスケジューラ、１００：受信端末、２００：送信端末、ＭＣＲＴ１〜ＭＣＲＴ５：中継装置（ルータ）、ＲＴ１〜ＲＴ９：中継装置、Ｎ：中継ノード、Ｓ：送信ノード、Ｌ：受信ノード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a network relay device used for forming a multicast transmission route for transmitting and receiving multicast packets (data) between a transmission terminal and a reception terminal by a multicast protocol, and in particular, transmission in a multicast transmission route. It can be used on the terminal side, the receiving terminal side or any of those relay positions, and can facilitate multicast data transmission by ensuring that multicast transmission routes can be recognized by labels, ensuring transmission quality, or explicit transmission The present invention relates to a relay device capable of forming a route.
[0002]
Multicast is a form of passing packets (data) to a plurality of recipients on an IP (INTERNET PROTOCOL) network, and only one packet is sent to all recipients on the network. Packets are copied and transferred as necessary at the relay point of the network. It is distinguished from other so-called unicasts that copy and pass data to the recipient, and broadcasts that transfer data throughout the network.
[0003]
[Prior art]
Generally, a data transmission network is configured in a network using repeaters, and when data transmission from a certain relay device to a target relay device is desired, each relay device intervening until the target relay device is connected. After confirming the address and the like, a transmission route (hereinafter, used as a concept including traffic) is formed and transmitted. It is desired that a transmission route be formed more easily as the network becomes larger and higher speed is required. In addition, from the user (communication service provider), it is desired to form a transmission route that ensures transmission quality QoS (Quality of Service) expressed explicitly as to which relay device is transmitted through operation and represented by a band or the like. It has become.
[0004]
(Explanation of MPLS)
Conventionally, a method for meeting these expectations is MPLS (Multi Protocol Label Switching), which is mainly used for a relay apparatus that transmits unicast packets.
[0005]
Among these, RSVP-TE (Resource Reservation Protocol) is used to form a packet route LSP (Label Switched Path) with a simpler label than a long destination, further form an explicit transmission route, and secure QoS. -Traffic Engineering (Non-patent Documents 3 and 4), and CR-LDP (Constrained Routed-Label Distribution Protocol) with similar functions.
[0006]
Here, RSVP-TE is a protocol for reserving network resources in order to secure QoS, and is also used for explicit LSP establishment. CR-LDP is a protocol that extends the label distribution function (LDP) and enables constraint-based routing and QoS reservation in an MPLS network.
[0007]
For example, a transmission route shown in FIG. 10 has been formed by using these protocols and a link state routing protocol OSPF (Open Short Path First) widely used for relay apparatuses / links and having topology information.
[0008]
In FIG. 10, the relay device RT2 uses topology information (for example, information instructed from a policy server that manages all networks in advance) as the transmission route to the relay device RT4, in the order of the transmission routes of the relay devices RT3, RT7, RT9, RT4. And the bandwidth (one of the parameters for guaranteeing QoS) in the transmission route is 40 Mbps, and the transmission terminal 200 is now connected from the reception terminal 100 via the relay device RT2. When the relay device RT4 has received a reception request as an intention to receive data from the transmission device 200, the relay device RT2 explicitly indicates the relay device RT3 according to its own topology information. A request including information on the order of the transmission routes is given to the 40 Mbps resource with priority To reserve.
[0009]
Similarly, when a request is made in order to the relay devices RT7, RT9, RT4 and a resource of 40 Mbps is secured, labels 100, 110, 120, 130 are sequentially attached and returned from the relay device RT4 to RT2. come. Thereafter, the relay device RT4 transfers the packet with the label 100 to the reserved relay device RT9 at a reserved 40 Mbps. Then, the relay device RT9 replaces the label 100 of the packet with the label 110 and transfers it to the relay device RT7. In this way, the labels 100, 110, 120, and 130 are replaced in this order, and the packet is transferred while securing the bandwidth.
[0010]
However, these currently operated MPLSs are mainly used only for relaying unicast packets.
[0011]
(Description of PIM-SM)
On the other hand, the demand for transmission of video data and the like has increased, and the demand for multicast communication has increased. Multicast communication includes a PIM (Protocol Independent Multicast) protocol (Non-patent Documents 1 and 2).
[0012]
In the PIM protocol, a network is formed and data is transmitted under the following conditions.
[0013]
(1) The receiver sends an IGMP Membership Report from the receiving terminal to the relay device of the network to which the receiver belongs. This IGMP Membership Report is, so to speak, a participation message for joining a multicast group, and is an intention display means that desires to receive the multicast data. A multicast group is a specific group of data identified by a multicast address in the network. The transmitting terminal transfers data with a multicast address (the multicast address is also data identification information), and if the receiving terminal wants to receive the multicast data, it wants to join the multicast group There is a need.
[0014]
(2) When the relay device that has received the IGMP Membership Report recognizes the terminal that transmits the multicast data to the participating group, the relay device recognizes the terminal, and if not, the RP (Rendezvous Point or Shared Point), the intermediate relay device is hop-by-hop (calling the neighboring relay device to join. The order in which the called relay device calls the next neighboring relay device to join). Tell your participation. The route that conveys participation in the transmitting terminal is called Shortest Path Tree (hereinafter referred to as “SPT”), or the route that conveys participation in the RP is referred to as Rendezvous Point Tree (hereinafter referred to as “RPT”). A transmission route is established.
[0015]
(3) Multicast data is transferred to the receiving terminal or RP through the constructed multicast transmission route (hereinafter referred to as “transmission route”).
[0016]
The details of (2) above will be described in detail below with reference to FIG. 10 used in the description of MPLS. First, SPT will be described. The SPT forms the transmission route from the receiving terminal 100 to the transmitting terminal 200 in the shortest time (it is possible to form a low-cost route), and is performed as follows.
[0017]
a. The relay device RT2 that has received the IGMP Membership Report from the receiving terminal 100 checks the unicast routing table, finds a nearby relay device RT3 necessary to form the shortest transmission route, and participates in the formation of the transmission route A PIM Join message that is a participation message is transmitted. Here, the unicast routing table of the relay device RT2 (generally all of the relay devices have) includes address information for specifying all networks connected in association with the actual network as well as neighboring networks, multicast addresses, and The address of the relay device connecting these networks and information related to the input / output port (interface) are stored.
[0018]
In the PIM Join message, in order to find the transmission route for obtaining the data requested by itself from the unicast routing table, for example, the address of the multicast group, the address of the transmission source (transmission terminal), and heading there Therefore, the address of the relay device to be next hopped, the cost of the relay device network, and the like are described.
[0019]
b. Similarly, a relay device RT3, RT4 (to form the shortest, RT7 and RT9 do not pass in this case) is sent a hop-by-hop PIM Join message, and each relay device holds each time. The transmission route is established while checking the unicast routing table. When the relay device RT4 checks the unicast routing table, the relay device RT4 knows that the transmitting terminal 200 that is transmitting data requested by the received participation message is connected to itself.
[0020]
c. After receiving the PIM Join message, the relay device RT4 belonging to the same network as the transmission terminal 200 passes the multicast data transferred from the transmission terminal to the reception terminal 100 through the established transmission route (relay devices RT4, RT3, RT2). Forward.
[0021]
Next, RPT will be described. In the case of RPT, RP (Rendezvous Point or Shared Point) is determined in advance. For example, the relay device RT8 is defined as RP in FIG. 10, and this is transmitted to the relay device of each network. The relay device RT4 that has received the multicast data from the transmitting terminal 200 does not know the terminal that receives the data, and therefore encapsulates the multicast data into the unicast of the relay device RT8 and transfers it to the relay device RT8 that is the RP. After that, the relay device RT2 receiving the IGMP Membership Report from the receiving terminal 100 throws a PIM Join message toward the relay device RT8 in the same manner as the above conditions a and b, and transmits a transmission route (relay devices RT2, RT3, RT7). , RT8). When the relay device RT8 receives the PIM Join message, the relay device RT4 is notified that there are participating members, and a transmission route RPT from the relay device RT4 to RT2 is constructed. Since the relay device RT2 can recognize the transmission terminal 200 when it receives data from the transmission terminal 200 via the relay device RT8 (RP), it issues a request for the relay device RT8 to leave at this point and relays Reconstruct the SPT to device RT4.
[0022]
When multicast communication is performed by PIM-SM, it is formed by selecting the shortest transmission route or the transmission route having the lowest cost (statically set attribute for each transmission route). Or traffic is concentrated. In addition, there is a problem that it is difficult for the user to detect which transmission route is being passed, and there are problems that the destination search becomes difficult because the unicast routing table becomes enormous.
[0023]
(Proposal of multicast in MPLS)
On the other hand, a method for newly realizing multicast communication using MPLS has been proposed (Non-Patent Document 5). This is a method of using RSVP for MPLS label distribution.
[0024]
As shown in FIG. 11, in this method, an RSVP Path message (information similar to a participation message) is transmitted from a transmission node S (a node is similar to a relay device) to a reception node L via a relay node. Reach along the route. The receiving node that has received the Path message returns a Resv message. This Resv message is returned by transmitting the MPLS label to the relay node, so that the LSP can be performed.
[0025]
However, in this method, all relay nodes need to support RSVP, and there remains a problem in the spread.
[0026]
[Non-Patent Document 1]
Dave Kosiur, translated by Yukio Hamada, Mastering TCP / IP IP Multicast Edition, 1st Edition, Ohm Co., Ltd., November 30, 1999, p. 119-p. 123
[Non-Patent Document 2]
D. Estrin, Nine others, “Request for Comment 2362: Protocol Independent Multicast-Sparse Mode (PIM-SM)”, [online], June 1998, Internet Technical Standardization Task Force (Technical Review Organization for Internet Standardization), [2002 Search on August 29, 2009], Internet [link; http: // WWW. ietf. org / rfc / rfc2362. text], p. 1-p. 5
[Non-Patent Document 3]
R. Braden, Ed. , Four others, “Request for Comment 2205: Resource Reservation Protocol (RSVP)”, September 1997, Internet Technology Standardization Task Force (Technical Review Organization for Internet Standards Development), [Search August 29, 2002], Internet [ Link; http: // WWW. ietf. org / rfc / rfc2205. text], p. 3-p. 6
[Non-Patent Document 4]
D. Outlook, 5 others, “Request for Comment 3209, RSVP-TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels”, December 2001, Internet Technical Standardization Task Force (technical review organization for Internet standard development), August 29, 2002 Search], Internet [link; http: // WWW. ietf. org / rfc / rfc3209. text], p. 3-P. 8
[Non-Patent Document 5]
Seisho Yaskawa, 3 others, “Extended RSVP-TE for Multicast LSP Tunnels”, June 2002, Internet Technology Standardization Task Force (Technical Review Organization for Internet Standards Development), [Search August 29, 2002], Internet [http // WWW. ietf. org / internet-draft / draft-yasukawa-mpls-rsvp-multicast-00. text]
[0027]
[Problems to be solved by the invention]
There are situations of each method as described above. On the other hand, video transmission and the like are often requested, and the demand for multicast is increasing. However, the larger the entire unicast routing table, the larger the amount of information in the table and the greater the check time.If there are more intermediary relay devices, the participation message is added to the table check time. The number of transmissions increases and takes time. In addition, it is important to ensure the quality of the bandwidth and the like.
[0028]
In view of the above situation, an object of the present invention is to form an LSP transmission route by a multicast protocol, an explicit transmission route, and a relay apparatus and a relay method that can guarantee a quality by securing a band when these transmission routes are formed. Is to provide.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
  Therefore, the relay apparatus and relay method of the present invention employ the following configuration.
  From claim 17In the above inventions, the LSP is formed by routing using the multicast protocol.Further, claims 5 and 6 are configured to further ensure transmission quality.Specifically, in claim 1, a transmission device including a transmission terminal or another higher-order relay device capable of transmitting data from the transmission terminal, and a lower-level other to which the reception terminal or the reception terminal is connected. Routing information for identifying neighboring and associated networks and other relay devices connecting them in a relay device used to form a transmission route by a multicast protocol with a receiving device including a relay device of An association network information storage means (2) for storing and a participation message including identification information for identifying the data to be received from the reception device or other lower neighboring relay devices, and receiving the association network information storage Determining that another relay device in the upper neighborhood is connected with reference to the routing information of the means, and the relay device If selected, a transmission route formation management means (1) for generating a self-recognizable label and generating and transmitting a participation message including the label and the identification information to the selected neighboring relay device; If there is a label in the participation message received from the receiving device or other lower neighboring relay device, it is used as the data transfer destination, and if there is no label, the receiving device is stored as the data transfer destination. A transfer information storage means (4) for storing the self-recognizable label transmitted to another relay device in the upper neighborhood as a transfer source of the data;When the data with the label that can be recognized by the self is recognized from another relay device in the higher rank after the transmission route to the transmission device is formed, the transfer source and the transfer destination of the transfer information storage means When the transfer information storage means has the transfer destination label, the transfer information is transferred to the transfer destination by replacing the self-recognizable label with the transfer destination label. When there is no transfer destination label in the storage means, a data transmission management means (5) for removing the label attached from the data and transferring it to the receiving device;And with.
[0031]
  Claim2In the present invention, the transmission route formation management means receives a participation message including identification information for specifying the data and including a label from the receiving device or another lower neighboring relay device, and When it is determined that the transmitting device for transmitting the data specified by the identification information with reference to the routing information of the storage means is connected to itself, the data transfer information storage means is included in the participation message. Data transfer management means for storing the transferred label as a transfer destination, storing the transmission device as a transfer source, and transferring the data with the transfer destination label added thereto is provided.
[0032]
  Claim3In the invention, the identification information for specifying the data includes a multicast group address that is a destination of the data that has already been transmitted by the transmitting device, and the routing information stored in the associated network information storage means includes , Including the address of the other relay apparatus associated with the multicast group address and input / output interface information, and the forwarding information storage means specifies the own interface that has transmitted the participation message and the own interface that has received the participation message. Is stored as a table together with the transfer source and the transfer destination.
[0033]
  Claim4In the invention, the association network information storage means and the transfer information storage means are formed by the same storage means, and the routing information of the association network information storage means and the information stored in the transfer information storage means are an integrated table. It was set as the structure memorize | stored as.
[0034]
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the relay device is a relay device that is used closest to the receiving device, and further includes a transmission quality in the transmission route. Policy storage means (3) for storing a quality parameter including at least a band for securing the transmission route, and the transmission route formation management means includes the policy storage storing the specified identification information included in the participation message from the receiving device. If it is determined that the transmission information corresponding to the storage information and the transmission quality indicated by the quality parameter can be secured in forming the transmission route, the quality parameter is transmitted to the selected neighboring relay device. When the data transmission management means (5) determines that there is room to ensure the transmission quality. When receiving the data with a label that can be recognized by the self, the label attached to the data is removed, and the transmission quality is given priority over data from other transmission routes. Secure and transfer to receiverThe configuration.
[0035]
In the invention of claim 6, in the invention according to any one of claims 1 to 4, a transmitting apparatus including a transmitting terminal or another higher rank relay apparatus capable of transmitting data from the transmitting terminal; There is a relay device used as a relay device that forms a transmission route by transmitting / receiving a participation message by a multicast protocol to / from a receiving device including a receiving terminal or another lower-level relay device to which the receiving terminal is connected, When the transmission route formation management means determines that there is room for ensuring the transmission quality indicated by the quality parameter included in the participation message received from another relay device in the lower neighborhood, the label that the self can recognize And a transmission message including the quality parameter in addition to the identification information to the selected neighboring relay device, The means (5) accepts a reservation when it is determined that the transmission quality can be secured, and when the data is received, replaces the self-recognizable label with the transfer destination label. Attached to the data and prioritizing data from other transmission routes, the transmission quality is secured and transferred to the receiving apparatus.The configuration.
[0036]
  Claim7In the invention ofBetween a transmitting apparatus including a transmitting terminal or another upper relay apparatus capable of transmitting data from the transmitting terminal and a receiving apparatus including a receiving terminal or another lower relay apparatus to which the receiving terminal is connected In the relay method of forming a transmission route by a multicast protocol with n relay devices, routing information for specifying neighboring and associated networks and other relay devices connecting them with the n relay devices is provided. Identification stage for storing the associated network information storage means, and the n = 1st relay device nearest to the receiving device is a participation message for receiving the desired data from the transmitting device and identifies the data Receiving a participation message including information from the receiving device, referring to the routing information in the associated network information storage means The first label is generated and a participation message including the first label and the identification information is generated and transmitted to the selected n = 2nd relay device, and the receiving device is further transferred to the data transfer destination. And storing the first label as a transfer source in its own transfer information storage means, and the k (2-n-1) th relay device is connected to the k-1th relay device from the k-1th relay device. In response to the participation message including the label and the identification information, the k + 1th relay device selected by referring to the routing information stored in the association network information storage means is supplied with the kth label and the identification information generated by itself. Including and transmitting a participation message that includes the label of the k-1th relay device as a transfer destination of the data, and using the self kth label as the transfer source. And sequentially performing these operations on the k = 2 to k = n−1 relay device, and the nth relay device includes the (n−1) th label from the n−1 relay device. Receiving the received participation message, storing the n−1th label as a transfer destination of the data in the transfer information storage means using the transmission device as a transfer source, and the first to nth relay devices Comprises sequentially transferring the data with reference to the transfer information in the own transfer information storage means when receiving the data relayed from the transmitting device in order.
[0038]
  The invention according to claim 8 is a transmission device including a transmission terminal or another higher-order relay device capable of transmitting data from the transmission terminal, and another lower-level device to which the reception terminal or the reception terminal is connected. A relay device used to form a transmission route by a multicast protocol with a receiving device including a relay device, and the transmission between the transmitting device and the receiving device that desires the data from the transmitting device When forming a route, if there is a request to form a specific transmission route specified from the outside or a request to ensure transmission quality of a specific quality parameter, a policy storage for storing information for satisfying the request And an association storing routing information for identifying neighboring and associated networks and other relay devices connecting them. Network information storage means and a participation message including identification information for specifying and receiving the data from the transmission device are received from the reception device or other lower neighboring relay devices, and based on the identification information. , When referring to the information in the policy storage means and the routing information in the association network information storage means, and selecting another relay device in the upper neighborhood in preference to the information stored in the policy storage means, the selected higher order When the information is requested to another relay device higher than the other relay device in the upper neighbor when the policy storage means refers to the other relay device in the vicinity of the A participation message including information requested from another relay device, the identification information, and a label capable of recognizing the self is generated and transmitted to the other relay device in the upper neighbor Sending route formation managing means, and the transmission route forming managing means included in the participation message and transmitted to the other relay device in the upper neighbor as the data transfer source, and the other relay device in the lower neighbor Alternatively, there is provided transfer information storage means for storing the label as a transfer destination of the data if there is a label in the participation message received from the reception apparatus, and storing the reception apparatus as the transfer destination if there is no label.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and shows a functional configuration of a relay device for multicast data transmission. The same reference numerals used in the description of the embodiment of the present invention as those described in the prior art indicate the same functions.
[0047]
(Description of configuration of relay device MCRT)
The configuration of the relay device according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 basically constitutes a basic configuration that achieves most of the functions according to the present invention. Depending on the claimed invention, or whether the relay device is used closest to the receiving terminal. Functional parts that are not essential depending on whether they are used between relay devices are also included. However, the product can usually include all means.
[0048]
In the transmission route formation management means 1, the message reception processing unit 1 a participates as an IGMP Membership Report (or IGMP Join) from the receiving terminal 100 (see FIG. 3 for explaining the transmission route), and as a PIM Join message from neighboring relay devices. The message is received, and this participation message is notified to the routing processing unit 1b, the label allocation processing unit 1c, and the reservation reception processing unit 1d. The format of the participation message is shown in FIG. This format is applicable to the invention described in any claim. Of the information included in the participation message here, information common to the embodiments (1 to 4 in FIG. 2) is the same as that described in the prior art. In particular, the label term, QoS term, and explicit path term in FIG. 2 are information according to the present invention. The message reception processing unit 1a has a function of transmitting and receiving a participation message. In the description of each part below, for example, the expressions “send a participation message” and “receive a participation message” have no problem in the explanation of the invention. The expression which abbreviate | omitting sending / receiving through 1a is taken.
[0049]
The routing table 2 is generally called a unicast routing table. The routing table 2 connects not only neighboring networks but also the address information, multicast addresses, and those networks for specifying all networks to which the relay device MCRT is actually connected in a network regardless of direct or indirect. The address of the relay device and the data input / output port or the information related to the input / output port (interface) of the participation message in the relay device are stored in a table. The information in the routing table 2 (included in the associative network information storage means in the claims) is used to form, for example, the shortest transmission route SPT or RPT (or a low-cost transmission route).
[0050]
The routing processor 1b refers to the participation message received from the receiving device or the lower neighboring relay device and the routing table 2 and searches for the address of the next higher neighboring relay device (hereinafter referred to as a transmission route formed thereby). Is referred to herein as a routing transmission route.) The participation message from the subordinate relay device or the receiving terminal is rewritten to generate a new participation message, and the participation message is sent to the found relay device. A higher-order relay device is located closer to the transmission device than the relay device on the transmission route when attention is paid to any relay device on the transmission route from the transmission device to the reception device via a plurality of relay devices. Similarly, the lower relay device refers to a relay device positioned closer to the receiving device than the relay device on the transmission route.
[0051]
When the received participation message has a label (when forming an LSP), the label allocation processing unit 1c generates a new label that can be recognized by itself and replaces the label of the participation message with the newly generated label. . On the other hand, the label allocation unit processing unit 1c generates the label received from the lower relay device as the transfer destination label of the label table 4a (see the format example in FIG. 4) of the transfer information storage unit 4 as the transfer source label. Then, the label transmitted to the upper level becomes the input / output interface (the input / output port when the data is actually transmitted after the transmission route is formed. , Called IF). The label table 4a represents the transfer source relay device and the transfer destination relay device when transferring data with labels. Here, the label means a kind of identification information represented by a value, a sign, or the like.
[0052]
In the example of the label table of FIG. 4, only the portions necessary for the description are described, but actually, labels for all IF (ports) of the relay apparatus are provided.
[0053]
The policy table 3 (policy storage means) has information as shown in FIG. 6A, and the filter portion includes Dest IP. This Dest IP corresponds to a multicast group address included in IGMP Join which is a participation message from the receiving terminal. Correspondingly, a quality parameter indicated by a bandwidth or the like is shown in the required QoS column.
[0054]
The reservation reception processing unit 1d made a request for participation by comparing and referring to the multicast group address of the IGMP Join that was consulted (identification information for specifying the data in the claim) and the Dest IP of the filter part of the policy table 3 It is determined whether or not the transmission route (traffic) is a quality assurance target. In other words, if the multicast group address of the participation message corresponds to the group address described in the policy table of FIG. 6 and a necessary quality parameter is described as “request QoS”, it is determined that it is a target of quality assurance. In this case, the traffic management database 5c is checked to check whether the line capacity transmitted by itself is sufficient or whether traffic can be allocated.
[0055]
Here, the line capacity will be simply described in terms of bandwidth. Each network to which each relay device is connected has a finite frequency band (corresponding to the maximum bandwidth of the line capacity in this case). When data having a plurality of predetermined bands is transmitted to the one network, the network band may be exceeded, and the data transmission quality may deteriorate. Therefore, in order to ensure transmission quality, an interface (resource) for transmitting the data is determined and reserved when forming a transmission route of the required data, and the reservation is made when the transmission is actually performed after the transmission route is formed. It is necessary to preferentially transmit other data through the specified interface.
[0056]
The “QoS traffic allocation procedure” is determined and executed as follows. If the traffic output ports (IF) are P1, P2,..., Pn, for example, the maximum traffic capacity to be newly allocated (the maximum bandwidth requested in the policy table) is [the line capacity of the port P1 (of the usable bandwidth). Size) —the sum of the maximum transmission rates (maximum bandwidths) already allocated], the bandwidth of the traffic can be guaranteed. Similarly, all the ports forming the traffic are judged, and if the bandwidth can be guaranteed, the quality parameter and the Q ID (Queue ID: referred to as queue ID or Q ID) are recorded in the traffic management database 5c. That is, the quality (bandwidth) required for the output port is reserved with the Q ID (see FIG. 7).
[0057]
The policy table 3 is also used for receiving an instruction for an explicit transmission route from a policy server (not shown) that controls the entire network in advance when an explicit transmission route is formed. In this case, unlike the transmission route formation by the routing described above, the reservation reception processing unit 1d uses the address of the next higher-order neighboring relay device explicitly specified in advance in the policy table 3 (hereinafter referred to as transmission formed thereby). The new participation message is transmitted to a route (referred to as an explicit transmission route). By writing the address of the relay device of the explicit transmission route in the new participation message, it is transmitted to each relay device (shown in items 9 to 13 in FIG. 2). An example of the policy table 3 in which an explicit transmission route is specified is shown in FIG. 6B. The address of each router with k = 1, 2, 3 shown in the router list in FIG. 6B identifies the router that constitutes the explicit transmission route.
[0058]
Further, based on the transmission route information formed by the transmission route formation management unit 1 (that is, the routing processing unit 1b, the reservation reception processing unit 1d, or the label allocation processing unit 1c), the transfer information storage unit 4 stores For example, in the general flow table shown in FIG. 5A, the identification information of the transfer source and transfer destination of the multicast data (hereinafter referred to as data) (the transfer source and transfer destination are subordinate from the relay device at the upper level of the transmission route). The address may be indicated by an address (FIG. 5 (b)), or may be indicated by a label (FIG. 4). In addition, the data transmission source and transmission destination identification information (hereinafter, the addresses of the transmission terminal and the reception terminal) are stored.
[0059]
When transferring by label, a label table is prepared so that the transfer destination and transfer source labels can be identified as shown in FIG.
[0060]
Information necessary for data transfer such as the label table 4a and the flow table 4b of the transfer information storage means 4 may be combined with the routing table 2 to form an integrated table. An example is shown in FIG. The routing table 2 is used when a transmission route is formed, and the information in the transfer information storage unit 4 is information used when data is transmitted after the transmission route is formed, and can be integrated.
[0061]
The data transmission management means 5 in FIG. 1 receives data transmitted from the relay device or network of the transmission terminal 200 after the transmission route is formed by the transmission route formation management means 1, and It is transferred (transmitted) to the relay device or network. The packet processing unit 5a of the data transmission management means 5 in FIG. 1 forms a transmission route by classifying data (packets) input via an input interface (including ports), routing by the transmission route formation management means 1, and the like. As necessary, the transmission route information necessary for data transfer such as the label table 4a and the flow table 4b of the transfer information storage means 4 is rewritten. Further, the packet processing unit 5a classifies the received data, determines whether the data corresponds to the flow table 4b or the label table 4a, and if so, attaches a QID (Queue ID) to the traffic manager. Send to 5b.
[0062]
The traffic manager 5b includes a buffer 5d, a packet scheduler 5e, and a traffic management database 5c. The traffic manager 5b reserves a buffer 5d for traffic reserved in the traffic management database 5c when, for example, QoS reservation is made in the reservation reception processing unit 1d. When data with a Q ID is input from the packet processing unit 5a there, it is confirmed in advance whether it is reserved or not, and if it is reserved, it is sent via the buffer 5d already reserved. Data is sent, and the packet scheduler 5e guarantees the quality required for QoS from the port shown in the traffic management database 5c, and outputs the data to the transfer destination or destination shown in the flow table 4b or label table 4a.
[0063]
Although FIG. 1 is represented by functional blocks, examples of implementation means may include a CPU and memories (ROM and RAM). The functions that the transmission route forming unit 1 and the data transmission management unit 5 manage while managing the routing table 2, the policy table 3, the label table 4a, and the flow table 4b are programmed and stored in advance. It has been achieved by being executed. In achieving the functions of FIG. 1, the configuration may change depending on the number, combination, etc. of the CPU, memory and program used, but none of them is in the scope of the present invention.
[0064]
(Embodiment 1)
Next, the operation will be described along the flow shown in FIG. 9, taking the schematic network of FIG. 3 as an example. In the first embodiment, an example of (1) formation of an LSP (Label Switched Path) by multicast routing and (2) ensuring transmission quality indicated by a band will be described.
[0065]
In the network of FIG. 3, the multicast traffic according to the TCP / IP communication system has a receiving terminal 100 and a relay device (a router as a kind of relay device) before data transmission / reception as described in the section of the prior art. Then, since it is described as a router as an example, it is described as a router.) By exchanging IGMP packets (including IGMP Join) as a participation message, distribution is started and stopped. In a network in which a plurality of routers are present, a transmission route is determined by a routing protocol called PIM-SM. At that time, a PIM join which is a participation message is sent.
[0066]
(Description of operation of router MCRT3 in receiving terminal in embodiment 1)
The message reception processing unit 1a of the router MCRT3 receives a participation message (IGMP) as shown in FIG. 2 from the receiving terminal 100, and notifies the routing processing unit 1b, the label allocation processing unit 1c, and the reservation reception processing unit 1d (step). S1). The routing processing unit 1b checks whether there is information for identifying the multicast group address, the transmission source (transmission terminal), the reception terminal, etc. included in the participation message in the routing table 2, and if not, newly generates and adds it. If so, shortage information such as an interface (port) number of the router MCRT3 connected to the receiving terminal is added (step S2).
[0067]
On the other hand, the received participation message has a column for describing the TYPE of the message. Since this participation message is from the receiving terminal 100, it is confirmed that the TYPE is “IGMP” (step S3).
[0068]
The reservation reception processing unit 1d notifies the multicast group address (Dest IP) to be joined by the received participation message (IGMP), and therefore searches the filter part of the policy table 3 (see FIG. 6) (steps S4 and S5). ). If it is not found in the table as a result of the search, the bandwidth (quality) is not guaranteed for the traffic, so flow management bound to the best effort queue (Q ID = 0) is performed (step S6). In this case, for example, the buffer of the buffer means 5d is secured for data transmission only when there is a margin in the band, and this is not the case when there is no margin. Thereafter, label assignment is performed (step S17).
[0069]
If the traffic requested by the participation message (IGMP) as a result of the search of the policy table 3 requires a QoS operation (reserving / reserving resources necessary for transmitting data in the required bandwidth (quality)), the traffic The management database 5c (see FIG. 7) is examined to check whether the line capacity is still sufficient and traffic can be allocated. Specifically, quality parameters (maximum bandwidth, minimum bandwidth, etc.) required from the policy table 3 are extracted, and determined and implemented according to the above-described “QoS traffic allocation procedure” (steps S7, S8, S9). To do.
[0070]
If bandwidth can be guaranteed at all output ports forming traffic, a 20-bit label is assigned (the label value can be any unique value not used elsewhere), and the transfer source (reception) label of the label table 4a Are registered in the traffic management database 5c (here, Q ID 2) as shown in FIG. 7 (steps S10 and S11). Here, for example, the transfer source label is set to 3. OXFFFF is written as the transfer destination (transmission) label of the label table 4a (see FIG. 4A). OXFFFF means that it is connected to the same network as the network to which the receiving terminal 100 belongs, so that it becomes the last router of the LSP to be formed, and the shim header (label) is removed at the end of data transmission. Means to instruct the packet processing unit 5a to transmit to the receiving terminal 100. Further, an interface number serving as a transmission / reception port is attached to the label table 4a (see FIG. 4A).
[0071]
Up to this point, the reservation of the bandwidth has been reserved in the router MCRT3. When it becomes impossible to allocate a band in step S9, the band is not guaranteed as in step S6 (step S9a).
[0072]
Next, the policy table 3 is searched, and it is checked whether or not an upper router of the router MCRT3 in FIG. 3 is specified (step S12). If so, an explicit transmission route is formed along step S14. The formation of this explicit transmission route will be described later as another invention. If not specified, the routing processing unit 1b refers to the routing table 2 and the multicast group address of the received participation message in FIG. 2 and searches for the address of the router that will next issue the participation message. For example, when searching for the shortest transmission route, the router MCRT2 is searched. Then, a new participation message (PIM Join) is generated and transmitted to the router MCRT2 (step S13). In the participation message at this time, the self-assigned label = 3 and the quality (QoS) parameters (maximum bandwidth 300 kbps, minimum bandwidth 250 kbps, maximum delay 20 msec) include the format of the participation message (6, 7 and 8 in FIG. 2). In the QoS section).
[0073]
(Description of operation of router MCRT2 in the first embodiment)
Next, the operation of the router MCRT2 will be described based on the flow of FIG. Although the names of the constituent elements in the description are the same as those of the router MCRT3, each element operates as an element of the router MCRT2 shown in FIG. Router MCRT2 receives the participation message (PIM Join) from router MCRT3 (step S1). Since the TYPE of this participation message is PIM Join, the process when the participation message is PIM is performed (step S3-No). First, it is determined whether or not the transmitting terminal is connected to the network to which the transmitting terminal is connected (step S20). When the transmitting terminal 200 is not connected to the network to which the transmitting terminal 200 is connected (step S20—No), that is, since its own upper router MCRT1 exists, the label is assigned (step S21).
[0074]
Next, after seeing that there is a QoS request in the participation message, it is started to examine whether or not the requested quality parameters (bandwidth, etc.) can be secured (step 22)). In other words, the traffic management database 5c is examined to check whether the line capacity (available bandwidth) is still sufficient and traffic that can secure the quality parameters required in the QoS term of the participation message from the router MCRT3 can be allocated. To do.
[0075]
Specifically, it is performed in the same manner as the above “QoS traffic allocation procedure” (same as steps S7, S8, S9) (step S22).
[0076]
If bandwidth can be guaranteed at all the output ports forming the traffic, a label is allocated, and the allocated label is registered as a transfer source (reception) label of the label table 4a (see FIG. 4B), and at the same time, the traffic management database 5c (here Register to QID 5) (step S23). Here, for example, the transfer source label is 9. As the transfer destination (transmission) label of the label table 4a, the label 3 in the participation message received from the lower router MCRT3 is written. When allocation becomes impossible in step S22, the bandwidth is not guaranteed and registered in the label table 4a (step S24).
[0077]
Since these are intermediate routers of LSP (Label Switched Path), when receiving a packet (data) with a label 9 attached to the shim header, the packet is rewritten to 3 and transmitted to the router MCRT3. This means instructing the processing unit 5a. Further, an interface number to be a transmission / reception port is attached to the label table 4a (see FIG. 4B) (step S23). Here, although the label table 4a can be integrated with the routing table 2, only a portion related to the router MCRT2 is extracted and shown in FIG. One item of FIG. 8 includes the information of FIG. 4B.
[0078]
In FIG. 8, items 1 and 2 have the same source address and different group addresses (multicast) because, for example, two types of information, G1 address information and G2 address information, are transmitted from the same transmitter. In addition, the transmission route formed in this embodiment indicates that it wants to receive information on the G1 address.
[0079]
Further, since the upper router is not explicitly indicated in the policy table 3 (step S26), the routing processing unit 1b refers to the routing table 2 and the received participation message to search for a router that will next issue the participation message. For example, the router MCRT1 is searched for. Then, a new participation message (PIM Join) is generated and transmitted to the router MCRT1 (step S27). The participation message at this time includes a label = 9 assigned by itself and a quality (QoS) parameter (maximum bandwidth 300 kbps, minimum bandwidth 200 kbps, maximum delay 20 msec) in the format of the participation message (items 6, 7, and 8 in FIG. 2). In the QoS section).
[0080]
(Description of operation of router MCRT1 in Embodiment 1)
Next, the operation of the router MCRT1 will be described based on the flow of FIG. Although the names of the constituent elements in the description are the same as those of the routers MCRT2 and 3, each element operates as an element of the router MCRT1 that is also shown in FIG. The router MCRT1 receives the participation message from the router MCRT2, but since it is PIM Join, the router MCRT1 performs a process when the participation message is PIM (step S3-No). First, it is determined whether or not the transmitting terminal is connected to the network to which the transmitting terminal is connected (step S20). If it is found from the routing table and the participation message that the transmission terminal 200 is connected to itself (step S20—Yes), the QoS request bandwidth is determined by looking at the presence of the QoS request in the participation message. An operation for examining whether it is possible to secure is started (step S31).
[0081]
That is, the traffic management database 5c is examined, and it is determined whether or not it is possible to allocate traffic that can secure the quality parameter required in the QoS term of the participation message from the router MCRT2 because there is still a margin in the line capacity (available bandwidth). To check.
[0082]
Specifically, it is performed in the same manner as the “QoS traffic assignment procedure” (same as steps S7, S8, and S9).
[0083]
In the flow table 4b (see FIG. 5 (b)), the transmission destination address (192.168.30.253) and the transmission source address (192.168.50.253) included in the participation message from the router MCRT2 are respectively shown. Register the destination address and source address on the table. Similarly, label 9 in the participation message from router MCRT2 is written in the transfer destination (output) label. Since this is the LSP (Label Switched Path) top-level router (router to which the transmission terminal 200 is connected), a packet transmitted from the transmission source (transmission terminal 200) to the transmission destination writes a shim header (label 9). In addition, it means that the packet processing unit 5a is instructed to transmit toward the router MCRT2. Further, the output interface number 2 is written in the output IF (step S32) (see FIG. 5B).
[0084]
(Data transmission in the first embodiment)
As described above, the LSP from the transmission terminal 200 to the reception terminal 100 is established, and the LSP with reserved bandwidth is formed. Next, the router MCRT1 refers to the flow table of FIG. 5B, attaches the label 9 to the data, and transfers the data from the reserved bandwidth interface 2 (port) to the router MCRT2. The router MCRT2 receives the data attached with the label 9 from the interface 2 of the router MCRT1, attaches the label 3 with reference to the label table of FIG. 4B, and starts from the bandwidth reserved interface 3 (port). Transfer to router MCRT3. Similarly, the router MCRT3 refers to the label table shown in FIG. 4A and removes the label and transfers it to the receiving terminal.
[0085]
These transfers are performed by the data transmission management means 5 of each router. Specifically, when the packet processing unit 5a refers to the label table 4a or the flow table 4b and adds a Q ID and sends it to the traffic manager 5b, the traffic manager 5b is previously reserved in the traffic management database 5c. Bandwidth is guaranteed according to the ID and transmitted.
[0086]
The above-mentioned data transfer is characterized in that the label attached to the data is replaced and transferred.
[0087]
(Embodiment 2)
In the second embodiment, (3) while forming a transmission route managed by an address by multicast routing (not managed by a label like the LSP transmission route of the first embodiment), it is indicated by a band or the like. An example of a relay apparatus capable of ensuring transmission quality will be described focusing on differences from the first embodiment, assuming that the relay apparatus operates along the flow shown in FIG. 9 on the schematic network of FIG.
[0088]
In the router MCRT of this example, the label allocation processing unit 1c and the label table 4a in FIG. 1 do not operate, the flow table 4b is used, and the label is not used in FIG. The operation of the other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0089]
Moreover, in the flow in FIG. 9, there is no label allocation in step S10 and step S21. Instead, in steps S13 and S27, a flow table in which the address of the upper neighbor router MCRT found by routing is the transfer source address and the address of the lower neighbor router MCRT that has transmitted the join message first is the transfer destination. Each router generates 4b (see FIG. 5A). Eventually, after the transmission route is formed by the routing, the data transmission management means 5 of each router MCRT refers to the address of the flow table 4b and transfers the data to the receiving terminal 100. That is, the transfer destination and the transfer source address are switched and transferred.
[0090]
As described above, even if the multicast transmission route is managed by the address, the quality can be guaranteed by the QoS operation.
[0091]
(Embodiment 3)
In the third embodiment, (4) an LSP is explicitly formed by multicast, and (2) an example of securing transmission quality indicated by a band or the like is also described. In the description of the third embodiment, the difference from the first and second embodiments will be mainly described on the assumption that the operation is performed along the flow shown in FIG. 9 on the schematic network of FIG.
[0092]
There are two possible methods for forming an explicit LSP. One is that when the nearest router MCRT3 to the receiving terminal 100 has identification information of all the routers up to the transmission unit 200 in its own policy table 3, the other one is that each router has its own policy table. The upper neighbor router to be hopped to 3 is specified, and there are two cases. In either case, each policy table 3 is stored in accordance with an instruction from a policy server (not shown) that controls the network. The instruction is issued in the form of answering the inquiry to the policy server after receiving the participation message from the lower receiving terminal 100 or the router MCRT. Set to the policy server when the user wishes to transmit via an explicit transmission route.
[0093]
(Embodiment 3: When router MCRT3 possesses all information of explicit transmission route) In this case, for example, when a user wants to transmit data via router MCRT4, the request is sent to policy table 3 of router MCRT3. Accordingly, the addresses of the routers MCRT4, MCRT2, and MCRT1 in the transmission route of FIG. 3 are stored in the policy table 3 in order from the top as a router list. Even when a QoS operation is requested, information such as quality parameter information is stored as in the first embodiment. An example of the policy table 3 is shown in FIG. In FIG. 6B, a router list is added in addition to the policy table items of FIG. For example, when the router list shown in FIG. 6B is applied to the transmission route shown in FIG. 3, this router list is held by the router MCRT3. Addresses of routers MCRT4, MCRT2, and MCRT1 are shown.
[0094]
The router MCRT3 is different from the first embodiment in that the operation of step S14 or step S28 is performed in the flow of FIG. In this example, transmission route formation by routing in step S13 and step S27 in FIG. 9 is not performed.
[0095]
Specifically, the router MCRT3 checks the router list in the policy table 3 and searches for an upper router to which a participation message should be issued (step S12). The first router MCRT4 of the searched router list is determined as a neighboring router that issues a join message. The join message includes the label attached by itself and the addresses of the remaining routers in the router list (in the above example, router MCRT2, MCRT1 address) is written and sent to the router MCRT4 (step S14). Note that the entire router list of the router MCRT3 may be sent, but, for example, the router MCRT1 is unnecessary because there is no destination for the participation message.
[0096]
The router MCRT4 and the router MCRT2 follow the steps S26 and S28 in FIG. 9 to the upper router designated by the participation message received from the lower router, that is, in this example, the router MCRT4 sends the router MCRT2 to the router MCRT2. The participation message including the address of MCRT1 is sent, and the router MCRT2 receiving it sends the participation message to the router MCRT1 (step S28). Also, the label attached by each router is included in the participation message as in the first embodiment.
[0097]
Data is transferred while referring to the flow table and the label table in the order of the routers MCRT1, MCRT2, MCRT4, and MCRT3 formed in this way.
[0098]
Other operations such as label table creation and bandwidth reservation are performed in the same manner as in the first embodiment.
[0099]
(Embodiment 3: When each router holds information on a router to be hopped)
In this case, for example, when the user desires to transmit data via the router MCRT4 during the transmission route of FIG. 3, according to the request, the policy table 3 of each router on the transmission route of FIG. As the router list, the router MCRT3 stores the address of the router MCRT4, the router MCRT4 stores the address of the router MCRT2, and the router MCRT2 stores the address of the router MCRT1. That is, each router knows the address of the router MCRT that it should hop next. When a QoS operation is requested, in this example, a quality parameter such as a required bandwidth is stored only in the policy table 3 of the router MCRT 3 as in the first embodiment, and the operation is the same as in the first embodiment. is there.
[0100]
Hereinafter, based on the flow of FIG. 9, it demonstrates centering on the difference with said each embodiment. The router MCRT3 checks the router list of its own policy table 3 and searches for an upper router to which a participation message should be issued (step S12). Since the upper router to be searched for is the router MCRT4 in this example, a join message is sent together with the label attached thereto.
[0101]
Similarly, in accordance with steps S26 and S28 of FIG. 9, router MCRT4 sends an address message to router MCRT2 in its own router list, and router MCRT2 sends a join message to router MCRT1 in its own router list.
[0102]
Data is transferred while referring to the flow table and the label table in the order of the transmission routes thus formed, that is, the routers MCRT1, MCRT2, MCRT4, and MCRT3.
[0103]
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, the explicit LSP formation and the QoS operation have been performed in the third embodiment. (5) Although an explicit transmission route is formed, the address (of the third embodiment is used). This is an example of a transmission route to be managed (instead of such a label) in which no QoS operation is performed. In other words, the fourth embodiment is such that an explicit transmission route is formed in the second embodiment.
[0104]
Differences from the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 9, steps S10 and S21 for label assignment and steps S7, S8, S9, S11, S20, and S23 for performing a QoS operation are not performed. Further, an explicit transmission route is formed by referring to the router list of the policy table 3 as in the third embodiment. The transfer source and transfer destination addresses necessary for data transfer at that time are registered in the flow table 4b. Manage. This is achieved by creating the flow table 4b when issuing a participation message in step S14 and step S28.
[0105]
(Embodiment 5)
The fifth embodiment is the invention of claims 15, 16 and 17, and is a superordinate concept invention in the above embodiment. That is, the invention of each of the above embodiments can be operated alone or in combination, that is, an operation represented by one flow as shown in FIG. Details of the implementation have been described above and are omitted here.
[0106]
Next, although common to each embodiment described so far, a mode of use of the present invention will be described. A relay device used for the entire related network (hereinafter, the relay device according to the present invention will be mainly described, but the same applies to the relay method according to the present invention) is configured by the relay device according to the present invention. Of course, it can be used for a part of the whole related network. For example, in a simple configuration, the relay device according to the present invention is adopted from the receiving terminal to k relay devices, and the (k + 1) th to nth relay devices on the transmission route are conventional type relay devices. There is also a method of use in which the transmitting terminal is connected to the nth (n> k) conventional type relay device. In this example, “k + 1 to n-th relay devices and transmission terminals connected thereto” are described in “Claim other relay devices capable of transmitting multicast data from the transmission terminal” This corresponds to a “transmitting device including”.
[0107]
On the other hand, up to the kth relay device can be configured as a conventional type, and the (k + 1) th and subsequent relay devices can be configured as the relay device of the present invention. In this case, “the relay device from the receiving terminal to the kth relay device” corresponds to “a receiving device including other lower relay devices to which the receiving terminal is connected” described in the claims.
[0108]
In addition, the relay device from the receiving terminal to the kth and the relay device from the k + mth (n> k + m) to the nth relay connected to the transmission terminal are configured by conventional type relay devices, and from k + 1 to k + m−1. The relay device according to the present invention can be used for the relay device up to. These have been described with a simple transmission route, but in reality, a number of networks are connected to one relay device, and many of the relay devices and networks are connected and used. Even in such a case, the relay device and the relay method according to the present invention can be used.
[0109]
In the embodiments described so far, the SPT transmission route has been configured based on the network shown in FIG. 3, but the RP (Rendezvous Point or Shared Point) described in the section of the prior art is used. The present invention can also be applied when configuring an RPT transmission route.
[0110]
In addition, the multicast protocol is not limited to the example here, and there are many that include the PIM protocol and the like. Of course, these are included in the present invention. Those with equal thoughts are included.
[0111]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, in multicast data transmission, LSP can be formed, so that easy transmission can be performed, and because the configuration is such that QoS operation is performed, it is possible to secure bandwidth and perform high-quality transmission. Since the transmission route can be formed, the user can grasp the transmission route.
[0112]
In addition, the structure and effect in these combinations can also be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a relay device (router) according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a format example of a participation message necessary for forming a transmission route for multicast data transmission according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a transmission route formed by the relay device (router) of the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing a label flow according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a flow table according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a policy table according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a traffic management database according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example in which a routing table and a label table are combined in the present invention;
FIG. 9 is a diagram showing an operation flow of the relay device (router) in the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining the prior art.
FIG. 11 is a diagram for explaining the prior art
[Explanation of symbols]
1: transmission route formation management means, 1a: message reception processing section, 1b: routing processing section, 1c: label allocation processing section, 1d: reservation reception processing section, 2: routing table (association network information storage means), 3: policy Table (policy storage unit), 4: Transfer information storage unit, 4a: Label table, 4b: Flow table, 5: Data transmission management unit, 5a: Packet processing unit, 5b: Traffic manager, 5c: Traffic management database, 5d: Buffer means, 5e: packet scheduler, 100: receiving terminal, 200: transmitting terminal, MCRT1 to MCRT5: relay device (router), RT1 to RT9: relay device, N: relay node, S: transmitting node, L: receiving node

Claims

Between a transmitting apparatus including a transmitting terminal or another upper relay apparatus capable of transmitting data from the transmitting terminal and a receiving apparatus including a receiving terminal or another lower relay apparatus to which the receiving terminal is connected In the relay device used to form a transmission route by multicast protocol in
Associated network information storage means (2) for storing routing information for specifying neighboring and associated networks and other relay apparatuses connecting them;
A participation message including identification information for identifying the data to be received is received from the receiving device or another lower-layer neighboring relay device, and the routing information in the associated network information storage means is referred to for the upper neighboring When it is determined that another relay device is connected and the relay device is selected, a label that can be recognized by itself is generated and the label and the identification information are included in the selected neighboring relay device. Transmission route formation management means (1) for generating and sending a participation message;
If there is a label in the participation message received from the receiving device or other lower neighboring relay device, it is used as the data transfer destination, and if there is no label, the receiving device is stored as the data transfer destination. Transfer information storage means (4) for storing the self-recognizable label transmitted to another relay device in the upper neighbor as the data transfer source;
When the data with the label that can be recognized by the self is recognized from another relay device in the higher rank after the transmission route to the transmission device is formed, the transfer source and the transfer destination of the transfer information storage means When the transfer information storage means has the transfer destination label, the transfer information is transferred to the transfer destination by replacing the self-recognizable label with the transfer destination label. And a data transmission management means (5) for removing the label attached from the data and transferring it to the receiving apparatus when the storage means does not have a transfer destination label.

The transmission route formation management means receives a participation message including identification information for identifying the data and including a label from the receiving apparatus or another relay apparatus in the lower vicinity, and the routing of the associated network information storage means When it is determined that the transmitting device for transmitting the data specified by the identification information with reference to the information is connected to itself, the data transfer information storage means uses the label included in the participation message. The relay apparatus according to claim 1, further comprising: a data transmission management unit that stores the transmission apparatus as a transfer destination, stores the transmission apparatus as a transfer source, and further adds a transfer destination label to the data.

The identification information for specifying the data includes a multicast group address that is the destination of the data that has already been transmitted by the transmission device, and the routing information stored in the associated network information storage means includes the multicast group In addition to the address of the other relay device associated with the address and input / output interface information, the transfer information storage means transfers the information specifying the own interface that has transmitted the participation message and the own interface that has received the participation message. The relay apparatus according to claim 1 or 2, wherein the relay apparatus is stored as a table together with the source and the transfer destination.

The association network information storage means and the transfer information storage means are formed by the same storage means, and the routing information of the association network information storage means and the information stored in the transfer information storage means are stored as an integrated table. The relay device according to claim 1, 2 or 3.

The relay device is a relay device used closest to the receiving device,
And a policy storage means (3) for storing a quality parameter including at least a bandwidth for ensuring transmission quality in the transmission route,
The transmission route formation management means includes a transmission indicated by the quality parameter when the identification information specified in the participation message from the receiving apparatus corresponds to the storage information of the policy storage means and forms the transmission route. When it is determined that there is room to ensure the quality, the quality parameter is included in the participation message to be transmitted to the selected neighboring relay device, and transmitted.
The data transmission management means accepts a reservation when it is determined that there is room to ensure the transmission quality, and is attached from the data when receiving the data with a label that the self can recognize The relay apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the relay apparatus removes the label and secures the transmission quality in preference to data from another transmission route and transfers the data to the receiving apparatus.

Between a transmitting apparatus including a transmitting terminal or another upper relay apparatus capable of transmitting data from the transmitting terminal and a receiving apparatus including a receiving terminal or another lower relay apparatus to which the receiving terminal is connected A relay device used as a relay device for transmitting and receiving a participation message by a multicast protocol to form a transmission route,
When the transmission route formation management means determines that there is room for ensuring the transmission quality indicated by the quality parameter included in the participation message received from another relay device in the lower neighborhood, the label that the self can recognize And a participation message including the quality parameter in addition to the identification information is transmitted to the selected neighboring relay device,
The data transmission management means (5) accepts a reservation when it is determined that there is room to ensure the transmission quality, and when it receives the data with a label that can be recognized by the self, The recognizable label is replaced with the transfer destination label and attached to the data, and the transmission quality is ensured and transferred to the receiving apparatus in preference to the data from another transmission route. The relay apparatus as described in any one of 1-4.

Between a transmitting apparatus including a transmitting terminal or another upper relay apparatus capable of transmitting data from the transmitting terminal and a receiving apparatus including a receiving terminal or another lower relay apparatus to which the receiving terminal is connected In a relay method for forming a transmission route by a multicast protocol with n relay devices of
In the n relay devices, a preparatory stage for storing routing information for identifying neighboring and associated networks and other relay devices connecting them in the associated network information storage means;
The n = 1st relay device closest to the receiving device receives from the receiving device a participation message for receiving the desired data from the transmitting device and including identification information for identifying the data. The first label is generated and the participation message including the first label and the identification information is generated to the n = 2nd relay device selected with reference to the routing information in the associated network information storage unit. Transmitting, further storing the receiving device as the data transfer destination and storing the first label as a transfer source in its own transfer information storage means;
The k (2-n-1) th relay device receives the participation message including the k-1th label and the identification information from the k-1th relay device, and stores the associated network information storage means. To the k + 1th relay device selected with reference to the information, a participation message including the kth label generated by itself and the identification information is generated and transmitted, and the label of the k−1th relay device is associated with the data. Storing the self k-th label as a transfer source in the self-transfer information storage means, and sequentially performing these operations in the k = 2 to k = n−1 relay device,
The nth relay apparatus receives a participation message including the (n-1) th label from the (n-1) th relay apparatus, and uses the transmission apparatus as the transfer source with the n-1th label as the transfer destination of the data. And storing it in its own transfer information storage means,
The n-th to first relay devices, when receiving the data relayed from the transmitting device in order, refer to the transfer information of its own transfer information storage means and transfer the data A relay method characterized by the above.

Between a transmitting apparatus including a transmitting terminal or another upper relay apparatus capable of transmitting data from the transmitting terminal and a receiving apparatus including a receiving terminal or another lower relay apparatus to which the receiving terminal is connected A relay device used to form a transmission route according to a multicast protocol,
When forming the transmission route between the transmitting device and the receiving device that desires the data from the transmitting device, a transmission quality of a request or a specific quality parameter for forming the transmission route specified from the outside Policy storage means (3) for storing information for satisfying the request if there is a request to secure the request,
Associated network information storage means (2) for storing routing information for specifying neighboring and associated networks and other relay apparatuses connecting them;
The participation message including the identification information for specifying and receiving the data from the transmission device is received from the reception device or other lower neighboring relay devices, and based on the identification information, the policy storage means Information and the routing information in the associated network information storage means, and when the other relay device in the upper neighbor is selected with priority given to the information stored in the policy storage means, the other relay in the selected upper neighbor If the information that is requested to another relay device higher than the other relay devices in the upper neighbor is included in the policy storage means when referred to the device, the request is requested to the other relay device in the higher order. Transmission route formation management means (1) for generating a participation message including information to be transmitted, the identification information, and a self-recognizable label, and transmitting the message to another relay device in the upper level ,
Participation received from another relay device or receiving device in the lower neighbor, with the label transmitted by the transmission route formation management means included in the participation message transmitted to the other relay device in the upper neighbor as the data transfer source A relay device comprising transfer information storage means (4) for storing the label as a transfer destination of the data if the message has a label and storing the receiver as the transfer destination if there is no label.