專利名稱：組播傳送路徑計(jì)算方法和組播傳送路徑計(jì)算裝置以及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于計(jì)算組播傳送路徑的技術(shù)，具體涉及用于計(jì)算在組播通信網(wǎng)絡(luò)中，從組播業(yè)務(wù)量的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的有效組播傳送路徑的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上向特定多個(gè)用戶分配動(dòng)畫或聲音的組播通信正引起關(guān)注。該通信方式是用于在連接路徑起點(diǎn)和所選擇的1個(gè)以上終點(diǎn)的路徑中的路徑分支部分，復(fù)制信息，并把信息分配給各終點(diǎn)的通信方式。
當(dāng)使用與起點(diǎn)一對(duì)一進(jìn)行通信的單播通信向特定多個(gè)終點(diǎn)分配信息時(shí)，起點(diǎn)有必要準(zhǔn)備數(shù)量為終點(diǎn)數(shù)的信息。因此，通過使用組播通信，可減少網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的信息量。
在組播通信中，以把特定多個(gè)終點(diǎn)稱為組播組的管理單位進(jìn)行管理，并針對(duì)組播組設(shè)定1個(gè)傳送路徑。該傳送路徑被設(shè)定成使起點(diǎn)與屬于組播組的全部終點(diǎn)連接。并且，想要取得被傳送到某個(gè)組播組的信息的用戶通過參加組播組來取得信息。因此，傳送路徑隨著用戶的參加狀況而變化。
另外，作為使用組播通信的應(yīng)用，列舉有電視會(huì)議或在線游戲，電影或電視等的動(dòng)畫分配。對(duì)于電視會(huì)議或在線游戲，多個(gè)用戶成為數(shù)據(jù)的終點(diǎn)，同時(shí)為了對(duì)收到的數(shù)據(jù)返回響應(yīng)，多個(gè)用戶也成為起點(diǎn)。在這種應(yīng)用中，一種通過使各用戶對(duì)某個(gè)用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)作出響應(yīng)的時(shí)間均等，從而使各用戶的發(fā)言機(jī)會(huì)均等的技術(shù)正引起關(guān)注。作為用于實(shí)現(xiàn)響應(yīng)時(shí)間均等的方法，設(shè)計(jì)成在從起點(diǎn)到各終點(diǎn)的信息傳送路徑中使所有終點(diǎn)發(fā)生相同延遲(設(shè)計(jì)成使從起點(diǎn)到所有終點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送時(shí)間相等)。
此處，把在信息到達(dá)各終點(diǎn)時(shí)在傳送路徑上發(fā)生的信息傳送延遲差異稱為用戶間延遲分散。其中，在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，使用計(jì)算延遲最小路徑的算法來計(jì)算路徑的方式成為主流，但不存在采用計(jì)算用戶間延遲分散的算法的通信方式。另外，作為與實(shí)現(xiàn)削減用戶間延遲分散的算法有關(guān)的常規(guī)技術(shù)，例如有文獻(xiàn)1「G，Rouskas，等，‘Multicast RoutingWith End-to-End Delay and Delay Variation Constraints’，IEEEJournal on Selected Areas in Communication，Vol 15，No.3，Apr 1997.」，和文獻(xiàn)2「Pi-Rong Sheu，等，‘A Fast and Efficient Heuristic Algorithmfor the Delay and Delay Variation Bound Multicast Tree Problem’，IEEEICC，2001.」。
文獻(xiàn)1是以選擇傳送路徑的觀點(diǎn)來解決該問題的首篇論文。首先，上述文獻(xiàn)1的路徑計(jì)算方法如下所述。
計(jì)算從數(shù)據(jù)傳送起點(diǎn)到各終點(diǎn)的延遲為最小的延遲最小路徑，調(diào)查截止到發(fā)生最大延遲的終點(diǎn)的延遲w。然后，假定應(yīng)用容許的用戶間延遲分散值為Δ，則把截止到來自起點(diǎn)的延遲di滿足di≤w-Δ條件的終點(diǎn)i的路徑用作傳送路徑。對(duì)于未采用的路徑，使用搜索第k短路徑的算法來搜索滿足條件的路徑，并采用該路徑作為傳送路徑。假定終點(diǎn)數(shù)為m，并且網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)為n，則該方式的計(jì)算量為0(kmn3)。
在文獻(xiàn)2的論文中，提出了計(jì)算量比在文獻(xiàn)1中提出的方式少的方式，并縮短了路徑計(jì)算時(shí)間。計(jì)算方法如下所示。在該方式中，傳送路徑由連接路徑起點(diǎn)與被稱為會(huì)合點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)的1對(duì)1單播路徑和連接會(huì)合點(diǎn)與路徑終點(diǎn)的1對(duì)多組播路徑構(gòu)成。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各節(jié)點(diǎn)中，把各節(jié)點(diǎn)作為根，計(jì)算連接到除自身以外的其他網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑。
計(jì)算從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在的任意節(jié)點(diǎn)i到所有終點(diǎn)的延遲，假定該最大值和最小值之差為Di，則把Di為最小的節(jié)點(diǎn)選擇作為數(shù)據(jù)會(huì)合點(diǎn)。當(dāng)把來自起點(diǎn)的數(shù)據(jù)與節(jié)點(diǎn)i會(huì)合之后，計(jì)算要分配給各終點(diǎn)的路徑。該方式的計(jì)算量為0(n3)，與文獻(xiàn)1的方式相比，可實(shí)現(xiàn)更快計(jì)算。
此處，在上述常規(guī)技術(shù)中，具有以下問題。
上述2種路徑計(jì)算方法具有必要計(jì)算量大的特征。并且，由于要求削減用戶間延遲分散的應(yīng)用大都需要實(shí)時(shí)性，因而為了實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用，有必要實(shí)現(xiàn)某種程度的延遲削減。如以削減計(jì)算量為目的的文獻(xiàn)2的方式那樣設(shè)置數(shù)據(jù)會(huì)合點(diǎn)的方式，被指出一般難以實(shí)現(xiàn)延遲最小路徑。因此，產(chǎn)生了截止到各終點(diǎn)的傳送延遲通常較大的問題。
然后，當(dāng)構(gòu)建組播通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，從在組播業(yè)務(wù)量發(fā)送節(jié)點(diǎn)(起點(diǎn)節(jié)點(diǎn))和組播業(yè)務(wù)量接收節(jié)點(diǎn)(終點(diǎn)節(jié)點(diǎn))之間如何有效設(shè)定組播通信路徑的觀點(diǎn)來看，公知存在使組播通信路徑整體的傳送成本最小的最小樹問題。該問題被稱為Steiner樹問題，并公知為是NP問題，即如果網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大，則不能使用有限的計(jì)算時(shí)間來計(jì)算用于在起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)和終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成理想最小樹的組播通信路徑。
這樣，求出Steiner問題的理想答案存在NP困難，但依然提出了用于探索性導(dǎo)出近似于理想答案的近似答案的計(jì)算方式。有一種用于可探索性導(dǎo)出最小樹的近似答案的KMB通信方式(例如，文獻(xiàn)3「L.Kou，G.Markowsky，and L.Berman，“A Fast Algorithm for Steiner Tree，”Acta Informatica 15，1981，pp.141-145.」)。在該方式中，首先，開始抽出起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)和終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組，并構(gòu)建由抽出節(jié)點(diǎn)間的最短距離構(gòu)成的新邊形成的子圖。根據(jù)該構(gòu)建的子圖，構(gòu)成最小生成樹，并用先前導(dǎo)出的構(gòu)成最小生成樹的邊的集合替換構(gòu)成最小生成樹的邊來構(gòu)建子圖。這樣，使用所構(gòu)成的子圖再重新構(gòu)成最小生成樹，并通過根據(jù)所完成的生成樹來消除不必要的分支路徑，構(gòu)成組播通信路徑。
然而，上述文獻(xiàn)3記載的常規(guī)組播通信路徑計(jì)算方式雖然可使組播通信路徑整體的傳送成本最小，然而在計(jì)算過程中，未對(duì)從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的分配成本分散加以考慮。因此，當(dāng)對(duì)從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各組播接收節(jié)點(diǎn)的傳送成本分別加以考慮時(shí)，截止到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的傳送成本發(fā)生較大偏差。因此，當(dāng)把這種組播通信路徑計(jì)算方式用于不容許接收者間的傳送延遲偏差的實(shí)時(shí)系統(tǒng)的多媒體應(yīng)用時(shí)，對(duì)于各組播接收者來說，業(yè)務(wù)量接收發(fā)生較大偏差，并產(chǎn)生較大問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，本發(fā)明的目的是提供一種可實(shí)現(xiàn)組播傳送路徑計(jì)算速度的提高、并可削減用戶間延遲分散的技術(shù)。并且，本發(fā)明的目的是提供一種在對(duì)組播通信路徑整體的傳送成本進(jìn)行抑制的同時(shí)，可削減用戶間延遲分散的技術(shù)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的組播傳送路徑計(jì)算方法，用于求出在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑，在該組播傳送路徑計(jì)算方法中，使用上述網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒑脱舆t信息，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)求出從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑；把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中的一個(gè)延遲最小路徑上的節(jié)點(diǎn)選擇作為組播傳送中的會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)；針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)算出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑，并求出各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑的延遲中的最大值和最小值之差；把上述差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)；把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑和從會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的各延遲最小路徑作為組播傳送路徑進(jìn)行輸出。
根據(jù)本發(fā)明，可使用比常規(guī)方式更快的計(jì)算時(shí)間來削減用戶間延遲分散。
并且，上述候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)存在的延遲最小路徑可以是從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中具有最大延遲的延遲最小路徑。
并且，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的組播傳送路徑計(jì)算方法，用于求出在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑，其特征在于，在該組播傳送路徑計(jì)算方法中，輸入網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)傳送成本；使用所輸入的信息來構(gòu)建除了起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)以外的第1距離子圖；從所構(gòu)建的第1距離子圖選擇終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，求出把終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)間的最短路徑作為邊的第2距離子圖，并構(gòu)建該第2距離子圖的最小生成樹；求出包含該最小生成樹的各邊的中間節(jié)點(diǎn)的子圖，并構(gòu)建該子圖的最小生成樹；根據(jù)該子圖的最小生成樹來刪除不需要的邊，并構(gòu)建包含有全部終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的樹；把構(gòu)成所構(gòu)建的上述樹的節(jié)點(diǎn)作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，求出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的傳送距離中的最大距離和最小距離之差，并把該差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)；通過經(jīng)由會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)把上述樹和起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)連接，求出組播傳送路徑并將其輸出。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)實(shí)施組播傳送路徑計(jì)算時(shí)，由于具有用于使傳送樹整體最小化的計(jì)算處理，以及用于為使從發(fā)送者到各組播接收者的傳送成本一致而對(duì)組播傳送樹進(jìn)行整形的處理，因而可獲得在使組播傳送路徑整體的傳送成本最小化的同時(shí)，使從組播發(fā)送節(jié)點(diǎn)到各組播接收節(jié)點(diǎn)的傳送成本均一化的組播傳送路徑。
并且，在所計(jì)算的最小樹中，可對(duì)使從發(fā)送者到接收者的傳送路徑分散最佳化的會(huì)合點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)定，這一點(diǎn)與常規(guī)技術(shù)不同。


通過參照附圖閱讀以下詳細(xì)說明，將更明白本發(fā)明的其他目的、特征、功能和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是用于對(duì)第1實(shí)施方式的概要進(jìn)行說明的圖。
圖2是示出第1實(shí)施方式中的組播傳送路徑計(jì)算裝置的構(gòu)成的圖。
圖3是示出第1實(shí)施方式中的路徑計(jì)算模塊的構(gòu)成例的圖。
圖4是示出第1實(shí)施方式中的組播傳送路徑設(shè)定裝置的構(gòu)成的圖。
圖5是示出第1實(shí)施方式中的路徑計(jì)算處理的流程圖。
圖6是示出第1實(shí)施方式中的組播網(wǎng)絡(luò)的示例圖。
圖7是示出連接數(shù)據(jù)傳送起點(diǎn)和各終點(diǎn)的路徑中的延遲最小路徑的圖。
圖8是示出連接組播傳送路徑設(shè)定裝置20和節(jié)點(diǎn)A、C、E、G、I以及終點(diǎn)3的路徑的圖。
圖9是示出連接組播傳送路徑設(shè)定裝置20和節(jié)點(diǎn)E的延遲最小路徑以及連接節(jié)點(diǎn)E和各終點(diǎn)1～5的延遲最小路徑的圖。
圖10是示出第2實(shí)施方式中的路徑計(jì)算方法的概要的圖。
圖11是第2實(shí)施方式中的組播傳送路徑計(jì)算裝置的路徑計(jì)算模塊的構(gòu)成圖。
圖12是示出第2實(shí)施方式中的組播通信路徑計(jì)算方法的流程圖。
圖13是以第2實(shí)施方式為對(duì)象的組播網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)圖示例。
圖14是將發(fā)送者除外的網(wǎng)絡(luò)圖。
圖15是目的地節(jié)點(diǎn)間的最短路徑圖。
圖16是使用了目的地節(jié)點(diǎn)間的最短路徑的最小生成樹。
圖17是考慮了中間節(jié)點(diǎn)的最小生成樹。
圖18是構(gòu)成考慮了中間節(jié)點(diǎn)的最小生成樹的子圖。
圖19是子圖的最小生成樹。
圖20是包含目的地節(jié)點(diǎn)的最小樹。
圖21是從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到設(shè)定了會(huì)合點(diǎn)的目的地節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑。
圖22是第2實(shí)施方式中的組播傳送路徑計(jì)算系統(tǒng)示例。
圖23是第2實(shí)施方式中的組播傳送路徑計(jì)算系統(tǒng)評(píng)價(jià)用網(wǎng)絡(luò)。
圖24是組播傳送路徑成本的性能評(píng)價(jià)圖。
圖25是組播傳送路徑延遲差的性能評(píng)價(jià)圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
(第1實(shí)施方式)首先，參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施方式的組播傳送路徑設(shè)定方法進(jìn)行說明。
圖1是用于對(duì)本實(shí)施方式的概要進(jìn)行說明的圖。本實(shí)施方式的組播網(wǎng)絡(luò)由包含組播傳送裝置的多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，并且在多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任何節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)有組播傳送路徑計(jì)算裝置或組播傳送路徑設(shè)定裝置。另外，組播傳送路徑計(jì)算裝置可以是與構(gòu)成組播網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)不同的裝置。并且，在1個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)可以具有組播傳送路徑計(jì)算裝置和組播傳送路徑設(shè)定裝置。
網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的組播傳送裝置(節(jié)點(diǎn))收集表示在各鏈路上發(fā)生的數(shù)據(jù)傳送延遲等的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息(1)，各組播傳送裝置把網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息通知給組播傳送路徑計(jì)算裝置或組播傳送路徑設(shè)定裝置(2)。然后，當(dāng)產(chǎn)生通過組播傳送的數(shù)據(jù)傳送路徑的設(shè)定必要性時(shí)，組播傳送路徑設(shè)定裝置和組播傳送路徑計(jì)算裝置通過下述處理來執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送路徑的設(shè)定。在本實(shí)施方式中，組播傳送裝置具有收集在節(jié)點(diǎn)間傳送的數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息的功能，組播傳送路徑計(jì)算裝置具有計(jì)算傳送路徑的功能，組播傳送路徑設(shè)定裝置具有設(shè)定傳送路徑的功能。
此處，當(dāng)組播傳送路徑設(shè)定裝置和組播傳送路徑計(jì)算裝置是不同裝置時(shí)，組播傳送路徑設(shè)定裝置請(qǐng)求組播傳送路徑計(jì)算裝置進(jìn)行傳送路徑計(jì)算(3)。并且，當(dāng)組播傳送路徑設(shè)定裝置和組播傳送路徑計(jì)算裝置是同一裝置時(shí)，組播傳送路徑設(shè)定裝置指示自己的路徑計(jì)算模塊進(jìn)行路徑計(jì)算(4)。然后，組播傳送路徑設(shè)定裝置或組播傳送路徑計(jì)算裝置的路徑計(jì)算模塊以所收集的信息為基礎(chǔ)來計(jì)算傳送路徑(5)。然后，計(jì)算結(jié)果被通知給組播傳送路徑設(shè)定裝置的路徑設(shè)定模塊(6)，收到該計(jì)算結(jié)果的組播傳送路徑設(shè)定裝置設(shè)定組播傳送路徑(7)。
另外，在用于收集上述網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息的功能方面，使用已提出的OSPF-TE(開放式最短路徑優(yōu)先-通信業(yè)務(wù)工程Open Shortest PathFirst-Traffic Engineering)或IS-IS-TE(中間系統(tǒng)-中間系統(tǒng)-通信業(yè)務(wù)工程Intermediate system-Intermediate system-Traffic Engineering)等的具有在鄰接節(jié)點(diǎn)間交換網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息的功能的協(xié)議。
并且，組播傳送路徑計(jì)算裝置由以下部分構(gòu)成，即從組播傳送裝置接收網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息的功能，發(fā)送傳送路徑計(jì)算結(jié)果的分組傳送功能，實(shí)現(xiàn)供路徑計(jì)算使用的算法的程序，保存網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息和路徑計(jì)算程序和路徑計(jì)算結(jié)果的存儲(chǔ)介質(zhì)，以及執(zhí)行路徑計(jì)算的路徑計(jì)算功能。另外，組播傳送路徑計(jì)算裝置可以從組播傳送路徑計(jì)算裝置接收網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息，以取代自己收集網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息。
在本實(shí)施方式中使用的路徑計(jì)算程序具有計(jì)算從傳送路徑起點(diǎn)到各終點(diǎn)的延遲最小路徑的功能；計(jì)算從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送延遲的功能，該候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)存在于所計(jì)算的路徑中截止到發(fā)生最大數(shù)據(jù)傳送延遲的終點(diǎn)的路徑上；以及在各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)中，求出截止到各終點(diǎn)的延遲的最小和最大之差，并把該差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)(稱為rendezvous Doint)的功能。
由于在本實(shí)施方式中使用上述功能來限定會(huì)合點(diǎn)的候補(bǔ)，因而可比文獻(xiàn)2記載的方式縮短計(jì)算時(shí)間。而且，在本實(shí)施方式中，通過按照對(duì)用戶間延遲分散削減有效的選擇基準(zhǔn)來選擇上述會(huì)合點(diǎn)，與把以往廣泛使用的起點(diǎn)和終點(diǎn)間的延遲為最小的延遲最小路徑用作傳送路徑的組播傳送路徑計(jì)算裝置相比，對(duì)用戶間延遲分散的削減是有效的。
并且在本實(shí)施方式中，由于僅利用現(xiàn)有的表示網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的業(yè)務(wù)量狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息的收集功能，因而可容易進(jìn)行傳送路徑計(jì)算。然后，具有以下優(yōu)點(diǎn)，即組播傳送路徑計(jì)算裝置容易取得網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息，沒有必要為收集傳送路徑計(jì)算所需的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息而開發(fā)新協(xié)議。
下面，對(duì)為實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式的組播傳送路徑設(shè)定方法所必要的組播傳送路徑計(jì)算裝置和組播傳送路徑設(shè)定裝置進(jìn)行說明。
圖2是示出組播傳送路徑計(jì)算裝置的構(gòu)成的圖。在該圖中，符號(hào)10表示組播傳送路徑計(jì)算裝置。然后，圖2所示的組播傳送路徑計(jì)算裝置10由以下部分構(gòu)成，即信息管理部11，管理在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)和連接各節(jié)點(diǎn)的鏈路上發(fā)生的延遲和與成本有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息；路徑計(jì)算部12，用于計(jì)算傳送路徑；以及分組處理部13，用于對(duì)要收發(fā)的分組進(jìn)行處理。組播傳送路徑計(jì)算裝置10的分組處理部13進(jìn)行對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息和路徑計(jì)算請(qǐng)求的接收，把路徑計(jì)算部12計(jì)算的傳送路徑計(jì)算結(jié)果向組播傳送路徑設(shè)定裝置進(jìn)行發(fā)送。
組播傳送路徑計(jì)算裝置10的信息管理部11具有路由選擇協(xié)議模塊111，用于對(duì)供業(yè)務(wù)量狀態(tài)的信息收集使用的OSPF或IS-IS等的路由選擇協(xié)議使用的信息交換協(xié)議進(jìn)行處理；以及計(jì)測(cè)信息存儲(chǔ)部112，用于對(duì)由該協(xié)議獲得的網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?、延遲、成本等的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息進(jìn)行管理。并且，路徑計(jì)算部12具有路徑計(jì)算模塊121，用于計(jì)算傳送路徑；以及計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)部122，用于存儲(chǔ)計(jì)算結(jié)果。
分組處理部13具有分組處理模塊131，用于對(duì)所收到的分組的種類進(jìn)行判斷，傳送該分組，或者把該分組送到信息管理部11；分組傳送表存儲(chǔ)部132，用于記錄分組的傳送目的地；以及網(wǎng)絡(luò)接口133。
圖3示出了本實(shí)施方式中的路徑計(jì)算模塊121的一個(gè)構(gòu)成示例。另外，路徑計(jì)算模塊121的各部功能是由CPU、存儲(chǔ)器等的硬件和程序來實(shí)現(xiàn)的。
如圖3所示，路徑計(jì)算模塊121具有輸入部141，用于輸入網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒑脱舆t信息；延遲最小路徑算出部142，使用網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒑脱舆t信息，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)求出從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑；候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇部143，把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中的一個(gè)延遲最小路徑上的節(jié)點(diǎn)選擇作為組播傳送中的會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)；差算出部144，針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)算出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑，并求出各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑的延遲中的最大值和最小值之差；會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)選擇部145，把上述差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)；以及輸出部146，把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑和從會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的各延遲最小路徑作為組播傳送路徑進(jìn)行輸出。
另外，組播傳送路徑計(jì)算裝置10也可使用與組播網(wǎng)絡(luò)分開配備的具有CPU、存儲(chǔ)器、硬盤等的一般計(jì)算機(jī)來構(gòu)成。在該情況下，從外部適當(dāng)提供路徑計(jì)算所必要的信息，并通過用于進(jìn)行組播傳送路徑計(jì)算的程序來進(jìn)行路徑計(jì)算。
圖4是示出組播傳送路徑設(shè)定裝置的構(gòu)成的圖。在該圖中，符號(hào)20表示組播傳送路徑設(shè)定裝置。然后，圖4所示的組播傳送路徑設(shè)定裝置20由以下部分構(gòu)成，即信息管理部21，管理在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)和在鏈路上發(fā)生的延遲和與成本有關(guān)的信息；測(cè)定部22，用于對(duì)由于自身處理發(fā)生的延遲或成本等進(jìn)行測(cè)定；路徑設(shè)定用協(xié)議處理部23，用于當(dāng)發(fā)生新的數(shù)據(jù)流時(shí)，進(jìn)行路徑設(shè)定；以及分組處理部24，用于對(duì)所收到的分組進(jìn)行處理。
然后，信息管理部21的基本構(gòu)成與組播傳送路徑計(jì)算裝置10的信息管理部11相同，并具有路由選擇協(xié)議模塊211和計(jì)測(cè)信息存儲(chǔ)部212。并且，測(cè)定部22具有測(cè)定模塊，用于對(duì)分組處理部24具有的網(wǎng)絡(luò)接口243的狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)上的各節(jié)點(diǎn)的處理延遲等的信息進(jìn)行測(cè)定。并且，分組處理部24具有分組處理模塊241，用于對(duì)所收到的分組的種類進(jìn)行判斷，進(jìn)行分組傳送，并對(duì)新路徑設(shè)定的決定進(jìn)行判斷；分組傳送表存儲(chǔ)部242，用于記錄分組傳送目的地；以及網(wǎng)絡(luò)接口243。并且，組播傳送路徑設(shè)定裝置20具有路徑計(jì)算部25，路徑計(jì)算部25具有計(jì)算處理模塊251，用于計(jì)算傳送路徑；以及計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)部252，用于存儲(chǔ)計(jì)算結(jié)果。另外，當(dāng)組播傳送路徑設(shè)定裝置20進(jìn)行傳送路徑計(jì)算時(shí)，該路徑計(jì)算部25進(jìn)行與組播傳送路徑計(jì)算裝置10相同的處理。并且，當(dāng)組播傳送路徑設(shè)定裝置20不進(jìn)行傳送路徑計(jì)算時(shí)，可以不具有路徑計(jì)算部25。
路徑設(shè)定用協(xié)議處理部23從分組處理部24接收路徑設(shè)定請(qǐng)求，并進(jìn)行把該路徑設(shè)定請(qǐng)求向組播傳送路徑計(jì)算裝置10發(fā)送的處理。路徑設(shè)定用協(xié)議處理部23具有按照從組播傳送路徑計(jì)算裝置10接收的傳送路徑計(jì)算結(jié)果來設(shè)定數(shù)據(jù)傳送用的傳送路徑的功能。
另外，當(dāng)組播傳送路徑計(jì)算裝置10和組播傳送路徑設(shè)定裝置20是同一節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)具有組播傳送路徑計(jì)算裝置10和組播傳送路徑設(shè)定裝置20的各處理部，并進(jìn)行上述各處理部的處理。
下面，對(duì)上述組播傳送路徑計(jì)算裝置10、組播傳送路徑設(shè)定裝置20以及組播傳送裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。
具有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的組播傳送裝置功能的節(jié)點(diǎn)總是在鄰接節(jié)點(diǎn)間交換表示網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?、延遲或成本的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息。然后，各節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)由該交換處理獲得的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息。
節(jié)點(diǎn)交換的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息不僅包含在自身節(jié)點(diǎn)計(jì)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息，而且包含自身節(jié)點(diǎn)保持的其他節(jié)點(diǎn)計(jì)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息。通過這些交換動(dòng)作，各節(jié)點(diǎn)保持網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)的連接信息和延遲等的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息。
然后，具有用于重新設(shè)定傳送路徑的組播傳送路徑設(shè)定裝置20的功能的節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求具有組播傳送路徑計(jì)算裝置10的功能的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路徑計(jì)算。此時(shí)，具有組播傳送路徑計(jì)算裝置10的功能的節(jié)點(diǎn)根據(jù)由信息管理部11管理的與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的拓?fù)浜脱舆t等業(yè)務(wù)量有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息、和從發(fā)出路徑計(jì)算請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)傳送的終點(diǎn)信息來計(jì)算傳送路徑。
圖5是示出組播傳送路徑計(jì)算裝置10中的路徑計(jì)算處理的流程圖。
首先，組播傳送路徑計(jì)算裝置10接收來自組播傳送路徑設(shè)定裝置20的路徑計(jì)算請(qǐng)求。此時(shí)，組播傳送路徑計(jì)算裝置10也從組播傳送路徑設(shè)定裝置20接收數(shù)據(jù)傳送起點(diǎn)、終點(diǎn)的信息。這樣，組播傳送路徑計(jì)算裝置10的路徑計(jì)算部12讀取記錄在信息管理部11的計(jì)測(cè)信息存儲(chǔ)部112內(nèi)的表示網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜蜆I(yè)務(wù)量狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息(步驟S1)。然后，路徑計(jì)算模塊121使用網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息來計(jì)算從數(shù)據(jù)傳送起點(diǎn)到終點(diǎn)的延遲為最小的延遲最小路徑(步驟S2)。此時(shí)，路徑計(jì)算模塊121把發(fā)送了路徑計(jì)算請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)作為起點(diǎn)，并計(jì)算截止到數(shù)據(jù)傳送的各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑。另外，延遲最小路徑的計(jì)算使用Dijkstra(狄杰克斯特拉)算法。這樣，算出從發(fā)出了路徑計(jì)算請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)的延遲最小路徑。
然后，組播傳送路徑計(jì)算裝置10的路徑計(jì)算模塊121選擇在步驟S2求出的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的延遲最小路徑中、數(shù)據(jù)傳送延遲為最大的延遲最小路徑(步驟S3)。然后，路徑計(jì)算模塊121算出從在步驟S3選擇的延遲最小路徑上存在的各節(jié)點(diǎn)(候補(bǔ)節(jié)點(diǎn))到各終點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送延遲(步驟S4)，按照各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)把所算出的多個(gè)延遲中的最大延遲和最小延遲之差進(jìn)行比較，并把該差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)(步驟S5)。而且，具體地說，步驟S5是按照各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)來計(jì)算與從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送有關(guān)的延遲的最大值和最小值之差δ，并把實(shí)現(xiàn)最小δ的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)作為會(huì)合點(diǎn)的處理。然后，路徑計(jì)算模塊121把表示在從起點(diǎn)選擇的會(huì)合點(diǎn)到以該會(huì)合點(diǎn)為中心的各終點(diǎn)的路徑的計(jì)算結(jié)果通過分組處理部13送回到發(fā)出了路徑計(jì)算請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)(步驟S6)。
另外，在本實(shí)施方式中，當(dāng)組播傳送裝置收集延遲等的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息時(shí)，使用OSPF-TE。OSPF-TE是把延遲等的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的業(yè)務(wù)量信息存儲(chǔ)在作為單播路由選擇協(xié)議模塊的OSPF的拓?fù)湫畔⒔粨Q信息內(nèi)的通信協(xié)議。
并且，在本實(shí)施方式中，作為用于設(shè)定數(shù)據(jù)傳送路徑的協(xié)議，使用把用于實(shí)現(xiàn)顯式路徑指定的RSVP-TE(資源保留協(xié)議-通信業(yè)務(wù)工程Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering)作了擴(kuò)展的組播MPLS(多協(xié)議標(biāo)號(hào)交換Multi Protocol Label Switching)協(xié)議。組播MPLS是一種可向由通常MPLS使用的RSVP-TE追加可在生成LSP(LabelSwitched Path)的消息中存儲(chǔ)樹拓?fù)涞男畔⒁?，并可按照該拓?fù)湫畔泶_立Point-to-Multipoint(一點(diǎn)到多點(diǎn))LSP的技術(shù)。
下面，對(duì)根據(jù)本實(shí)施方式的用于計(jì)算傳送路徑的處理例進(jìn)行說明。圖6是示出組播網(wǎng)絡(luò)的圖。在該圖中，符號(hào)1～5表示數(shù)據(jù)傳送終點(diǎn)。并且A～I(xiàn)表示起點(diǎn)和終點(diǎn)間的中間點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)，并具有組播傳送裝置的功能。另外，組播傳送路徑設(shè)定裝置20、節(jié)點(diǎn)A～I(xiàn)以及終點(diǎn)1～5的各節(jié)點(diǎn)通過通信線路連接(鏈接)并構(gòu)成組播網(wǎng)絡(luò)。然后，在各節(jié)點(diǎn)間顯示的數(shù)字表示各鏈路中的延遲。
然后，組播傳送路徑設(shè)定裝置20根據(jù)組播傳送路徑計(jì)算裝置10計(jì)算的結(jié)果，以自身為起點(diǎn)把數(shù)據(jù)傳送到終點(diǎn)1～終點(diǎn)5。另外，表示在各節(jié)點(diǎn)間的鏈路上發(fā)生的延遲的網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息由各節(jié)點(diǎn)使用上述OSPF-TE收集。然后，該網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息被預(yù)先通知給組播傳送路徑計(jì)算裝置10。
圖7是示出用于連接數(shù)據(jù)傳送起點(diǎn)和各終點(diǎn)的路徑中的延遲最小路徑的圖。
組播傳送路徑計(jì)算裝置10接收來自組播傳送路徑設(shè)定裝置20的路徑計(jì)算請(qǐng)求，首先計(jì)算從作為起點(diǎn)的組播傳送路徑設(shè)定裝置20到各終點(diǎn)1～5的延遲最小路徑。此時(shí)，組播傳送路徑計(jì)算裝置10使用Dijkstra(狄杰克斯特拉)算法作為延遲最小路徑計(jì)算算法。Dijkstra算法一般常用作延遲最小路徑計(jì)算算法。另外，組播傳送路徑計(jì)算裝置10計(jì)算的從起點(diǎn)到終點(diǎn)1、2、3、4、5的各延遲最小路徑為組播傳送路徑設(shè)定裝置20→節(jié)點(diǎn)A→節(jié)點(diǎn)C→終點(diǎn)1，組播傳送路徑設(shè)定裝置20→節(jié)點(diǎn)A→節(jié)點(diǎn)C→節(jié)點(diǎn)E→節(jié)點(diǎn)G→終點(diǎn)2，組播傳送路徑設(shè)定裝置20→節(jié)點(diǎn)A→節(jié)點(diǎn)C→節(jié)點(diǎn)E→節(jié)點(diǎn)G→節(jié)點(diǎn)I→終點(diǎn)3，組播傳送路徑設(shè)定裝置20→節(jié)點(diǎn)A→節(jié)點(diǎn)C→節(jié)點(diǎn)D→節(jié)點(diǎn)F→終點(diǎn)4，以及組播傳送路徑設(shè)定裝置20→節(jié)點(diǎn)A→節(jié)點(diǎn)C→節(jié)點(diǎn)D→終點(diǎn)5。
此處，由于起點(diǎn)→終點(diǎn)1的延遲為4，起點(diǎn)→終點(diǎn)2的延遲為7，起點(diǎn)→終點(diǎn)3的延遲為9，起點(diǎn)→終點(diǎn)4的延遲為6，以及起點(diǎn)→終點(diǎn)5的延遲為5，因而從作為起點(diǎn)的組播傳送路徑設(shè)定裝置20起延遲最大的終點(diǎn)為終點(diǎn)3。
然后，組播傳送路徑計(jì)算裝置10從連接組播傳送路徑設(shè)定裝置20與終點(diǎn)3的路徑上的節(jié)點(diǎn)A、C、E、G、I中的任何一方中選擇組播傳送路徑中的會(huì)合點(diǎn)。圖8是示出連接組播傳送路徑設(shè)定裝置20和節(jié)點(diǎn)A、C、E、G、I以及終點(diǎn)3的路徑的圖。以下，把連接組播傳送路徑設(shè)定裝置20和節(jié)點(diǎn)A、C、E、G、I以及終點(diǎn)3的路徑稱為會(huì)合點(diǎn)候補(bǔ)路徑。并且，把節(jié)點(diǎn)A、C、E、G、I稱為候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)。
然后，組播傳送路徑計(jì)算裝置10計(jì)算從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)A、C、E、G、I中的各方到終點(diǎn)1、2、3、4、5的延遲最小路徑。此處，關(guān)于各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，把截止到由延遲最小路徑連接的各終點(diǎn)的延遲中的最大延遲設(shè)為Dmax(n)、最小延遲設(shè)為Dmin(n)(n為候補(bǔ)節(jié)點(diǎn))。然后，組播傳送路徑計(jì)算裝置10計(jì)算Dmax(A)和Dmin(A)，Dmax(C)和Dmin(C)，Dmax(E)和Dmin(E)，Dmax(G)和Dmin(G)，以及Dmax(I)和Dmin(I)。
本發(fā)明以減小用戶間延遲分散為目的。因此，為使用戶間延遲分散減小，有必要使從起點(diǎn)傳送的數(shù)據(jù)到達(dá)終點(diǎn)前的延遲差減小。因此，組播傳送路徑計(jì)算裝置10把Dmax(n)和Dmin(n)之差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)。因此，組播傳送路徑計(jì)算裝置10計(jì)算Dmax(A)和Dmin(A)之差，Dmax(C)和Dmin(C)之差，Dmax(E)和Dmin(E)之差，Dmax(G)和Dmin(G)之差，以及Dmax(I)和Dmin(I)之差，并把該差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)。結(jié)果，由于最大延遲Dmax(n)和最小延遲Dmin(n)之差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)E，因而組播傳送路徑計(jì)算裝置10把節(jié)點(diǎn)E選擇作為會(huì)合點(diǎn)。另外，從節(jié)點(diǎn)E到終點(diǎn)1的延遲為3，從節(jié)點(diǎn)E到終點(diǎn)2的延遲為2，從節(jié)點(diǎn)E到終點(diǎn)3的延遲為4，從節(jié)點(diǎn)E到終點(diǎn)4的延遲為3，以及從節(jié)點(diǎn)E到終點(diǎn)5的延遲為4，從會(huì)合點(diǎn)到各終點(diǎn)的延遲被控制在2～4的范圍內(nèi)。
然后，組播傳送路徑計(jì)算裝置10算出連接組播傳送路徑設(shè)定裝置20和節(jié)點(diǎn)E的延遲最小路徑以及連接節(jié)點(diǎn)E和各終點(diǎn)1～5的延遲最小路徑，作為組播傳送路徑。然后，組播傳送路徑計(jì)算裝置10把作為計(jì)算結(jié)果的組播傳送路徑的信息發(fā)送到組播傳送路徑設(shè)定裝置20。圖9是示出連接組播傳送路徑設(shè)定裝置20和節(jié)點(diǎn)E的延遲最小路徑以及連接節(jié)點(diǎn)E和各終點(diǎn)1～5的延遲最小路徑的圖。然后，從組播傳送路徑設(shè)定裝置20傳送到各終點(diǎn)10的數(shù)據(jù)全部經(jīng)由作為會(huì)合點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)E被傳送。
然后，收到組播傳送路徑信息的組播傳送路徑設(shè)定裝置20把該組播傳送路徑信息存儲(chǔ)在傳送路徑設(shè)定用控制消息(message)內(nèi)，并使用把作為路徑設(shè)定用協(xié)議的RSVP-TE作了擴(kuò)展的組播MPLS來設(shè)定路徑。然后，組播傳送路徑設(shè)定裝置20在傳送路徑設(shè)定后，把傳送數(shù)據(jù)通過該傳送路徑進(jìn)行傳送。
以上，盡管對(duì)第1實(shí)施方式作了說明，然而Dijkstra算法中的計(jì)算量是假定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為n，則一般為計(jì)算量O＝n2。在常規(guī)技術(shù)中，由于把Dijkstra算法應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的全部節(jié)點(diǎn)(n)來設(shè)定傳送路徑，因而計(jì)算量O＝n3。然而，在本發(fā)明中，由于把Dijkstra算法應(yīng)用于連接起點(diǎn)和終點(diǎn)的延遲最小路徑的節(jié)點(diǎn)數(shù)p(其中，p＜n)，因而計(jì)算量O＝pn2。因此，與常規(guī)技術(shù)相比，可削減計(jì)算量。
并且，上述組播傳送路徑計(jì)算裝置和組播傳送路徑設(shè)定裝置的內(nèi)部具有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。上述處理過程以程序形式被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)內(nèi)，通過使計(jì)算機(jī)讀出和執(zhí)行該程序，進(jìn)行上述處理。此處，計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)是指磁盤、光磁盤、CD-ROM、DVD-ROM、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等。并且，可以把該計(jì)算機(jī)程序通過通信線路分配給計(jì)算機(jī)，收到該分配的計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行該程序。
如以上說明那樣，通過使用具有配備了對(duì)用戶間延遲分散作了考慮的路徑計(jì)算算法的路徑計(jì)算用節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)，可把發(fā)生于各用戶的延遲值控制得均等。這樣，可提供滿足與延遲有關(guān)的用戶間的公平性的服務(wù)，這對(duì)現(xiàn)有組播路徑計(jì)算用節(jié)點(diǎn)是困難的。并且，當(dāng)提供相同服務(wù)時(shí)，與利用配備有對(duì)用戶間延遲分散作了考慮的算法的常規(guī)裝置的情況相比，可實(shí)現(xiàn)較快的計(jì)算時(shí)間。這樣，可實(shí)現(xiàn)路徑設(shè)定時(shí)間的縮短。
(第2實(shí)施方式)以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。
在第2實(shí)施方式中，組播傳送路徑計(jì)算算法與第1實(shí)施方式不同。其他構(gòu)成可使用與第1實(shí)施方式相同的構(gòu)成。
圖10示出了第2實(shí)施方式中的組播通信路徑計(jì)算處理步驟的概要。
首先，把距離圖輸入到組播傳送路徑計(jì)算裝置，該距離圖使用構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)信息、使節(jié)點(diǎn)間連接的鏈路信息、以及傳送鏈路所必要的傳送成本信息來記述組播通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)傳送成本(步驟11)。另外，可以通過讀出所收集的距離圖，來取代從外部輸入。
接著，輸入起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)信息和終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組信息(步驟12)，并根據(jù)所輸入的信息來構(gòu)建將起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)除外的第1距離子圖(步驟13)。
根據(jù)所構(gòu)建的第1距離子圖來選擇終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組，并構(gòu)建把終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組間的最短路徑重新表示為邊的第2距離子圖(步驟14)，根據(jù)第2距離子圖來構(gòu)建最小生成樹，并當(dāng)多個(gè)生成樹存在時(shí)，選擇任意生成樹來構(gòu)建最小生成樹(步驟15)。
然后，通過把由所構(gòu)建的最小生成樹的最小路徑表現(xiàn)的各邊復(fù)原成由所輸入的距離圖中對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的傳送路徑來構(gòu)建子圖(步驟16)，根據(jù)所復(fù)原的子圖來再次構(gòu)建最小生成樹，并當(dāng)存在多個(gè)生成樹時(shí)，選擇任意生成樹來構(gòu)建最小生成樹(步驟17)，根據(jù)所構(gòu)建的生成樹來刪除不需要的邊以使全部目的地組節(jié)點(diǎn)成為生成樹的一部分，并構(gòu)建包含有目的地組節(jié)點(diǎn)的組播分配路徑(步驟18)。
把構(gòu)成所構(gòu)建的組播分配路徑的節(jié)點(diǎn)作為會(huì)合點(diǎn)(rendezvouspoint)的候補(bǔ)，抽出從該會(huì)合點(diǎn)到目的地組節(jié)點(diǎn)的全部傳送距離，并選擇從該會(huì)合點(diǎn)到最遠(yuǎn)離的目的地組節(jié)點(diǎn)的最大距離和到最接近的目的地組節(jié)點(diǎn)的最近距離之差為最小的會(huì)合點(diǎn)(步驟19)，在所選擇的會(huì)合點(diǎn)，使僅由終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組構(gòu)建的組播通信路徑與起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)連接，并從該起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建包含全部目的地組節(jié)點(diǎn)的組播分配路徑(步驟20)。
圖11是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式中的組播傳送路徑計(jì)算裝置的路徑計(jì)算模塊的構(gòu)成圖。另外，其他構(gòu)成與第1實(shí)施方式相同。
該圖所示的路徑計(jì)算模塊由以下部分構(gòu)成，即信息輸入部300，第1距離子圖構(gòu)建部311，第2距離子圖構(gòu)建部312，第1最小生成樹構(gòu)建部313，傳送路徑復(fù)原部314，第2最小生成樹構(gòu)建部315，第1組播分配路徑構(gòu)建部316，會(huì)合點(diǎn)選擇部317，以及第2組播分配路徑構(gòu)建部318。
信息輸入部300輸入距離圖，該距離圖使用構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)信息、使節(jié)點(diǎn)間連接的鏈路信息、以及傳送鏈路所必要的傳送成本信息來記述組播通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)傳送成本。而且，輸入起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)信息和終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組信息。另外，第2實(shí)施方式中的“網(wǎng)絡(luò)傳送成本”相當(dāng)于第1實(shí)施方式中的網(wǎng)絡(luò)延遲。
第1距離子圖構(gòu)建部311根據(jù)由信息輸入部300輸入的信息，構(gòu)建將起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)除外的第1距離子圖。
第2距離子圖構(gòu)建部312根據(jù)由第1距離子圖構(gòu)建部311構(gòu)建的第1距離子圖來選擇終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組，并構(gòu)建把終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組間的最短路徑重新表示為邊的第2距離子圖。
第1最小生成樹構(gòu)建部313根據(jù)由第2距離子圖構(gòu)建部312構(gòu)建的第2距離子圖來構(gòu)建最小生成樹，并當(dāng)存在多個(gè)生成樹時(shí)，選擇任意生成樹來構(gòu)建最小生成樹。
傳送路徑復(fù)原部314通過把由第1最小生成樹構(gòu)建部313構(gòu)建的最小生成樹的最小路徑表現(xiàn)的各邊復(fù)原成由所輸入的距離圖中對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的傳送路徑，來構(gòu)建子圖。
第2最小生成樹構(gòu)建部315根據(jù)由傳送路徑復(fù)原部314復(fù)原的子圖來再次構(gòu)建最小生成樹，并當(dāng)存在多個(gè)生成樹時(shí)，選擇任意生成樹來構(gòu)建最小生成樹。
第1組播傳送路徑構(gòu)建部316根據(jù)由第2最小生成樹構(gòu)建部315構(gòu)建的生成樹來刪除不需要的邊，以使全部目的地組節(jié)點(diǎn)成為生成樹的一部分，并構(gòu)建包含有目的地組節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑。
會(huì)合點(diǎn)選擇部317把構(gòu)成由第1組播傳送路徑構(gòu)建部316構(gòu)建的組播傳送路徑的節(jié)點(diǎn)作為會(huì)合點(diǎn)的候補(bǔ)，抽出從該會(huì)合點(diǎn)到目的地組節(jié)點(diǎn)的全部傳送距離，并選擇從該會(huì)合點(diǎn)到最遠(yuǎn)離的目的地組節(jié)點(diǎn)的最大距離和到最接近的目的地組節(jié)點(diǎn)的最近距離之差為最小的會(huì)合點(diǎn)。
第2組播傳送路徑構(gòu)建部318在由會(huì)合點(diǎn)選擇部317選擇的會(huì)合點(diǎn)，使僅由終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組構(gòu)建的組播傳送路徑與起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)連接，并從該起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建包含全部目的地組節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑。
以下詳細(xì)示出本實(shí)施方式的組播傳送路徑計(jì)算方法的步驟。
在本組播傳送路徑計(jì)算方法中，從例如計(jì)測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)部輸入下述信息。下述信息是使用在第1實(shí)施方式中說明的現(xiàn)有協(xié)議，可作為網(wǎng)絡(luò)計(jì)測(cè)信息來收集的信息。
(1)用于記述網(wǎng)絡(luò)整體的拓?fù)涞膯畏较蚓嚯x圖G＝(V，E，d)其中，V節(jié)點(diǎn)，E節(jié)點(diǎn)間的鏈路，d向鏈路賦予的成本值(相當(dāng)于第1實(shí)施方式中的“延遲”)(2)組播業(yè)務(wù)量發(fā)送節(jié)點(diǎn)(起點(diǎn)節(jié)點(diǎn))s(V)(3)組播業(yè)務(wù)量接收節(jié)點(diǎn)組(終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組，即多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn))S(V)如果輸入上述信息，則在本實(shí)施方式的組播傳送路徑計(jì)算方法中，使用下述方法進(jìn)行計(jì)算，并輸出從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)s到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組的組播通信路徑T。
以下，對(duì)組播傳送路徑計(jì)算方法的計(jì)算步驟進(jìn)行說明。
圖12是示出本實(shí)施方式中的組播傳送路徑計(jì)算方法的流程圖。
步驟101)根據(jù)所輸入的圖G＝(V，E，d)來構(gòu)建將發(fā)送節(jié)點(diǎn)除外的子圖G’＝(V-s，E-Es，d-ds)。
步驟102)根據(jù)子圖G’來選擇終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組S，并構(gòu)建由終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組S和組S間的最短路徑構(gòu)成的距離子圖G1＝(V1，E1，d1)。
步驟103)根據(jù)距離子圖G1來構(gòu)建最小生成樹T1。當(dāng)存在多個(gè)生成樹時(shí)，選擇任意生成樹。
步驟104)通過用圖G的對(duì)應(yīng)最短路徑替換生成樹T1的各邊來構(gòu)建子圖Ga。當(dāng)存在多個(gè)最短路徑時(shí)，選擇任意最短路徑。
步驟105)根據(jù)子圖Ga來構(gòu)建最小生成樹Ts。當(dāng)存在多個(gè)生成樹時(shí)，選擇任意生成樹。
步驟106)根據(jù)生成樹Ts來刪除不需要的邊以使全部目的地組節(jié)點(diǎn)S成為生成樹的一部分，并構(gòu)建包含有目的地組節(jié)點(diǎn)S的組播分配路徑。
步驟107)把構(gòu)成在步驟106構(gòu)建的組播分配路徑的節(jié)點(diǎn)作為會(huì)合點(diǎn)(rendezvous point(RP))的候補(bǔ)，對(duì)從RPx到目的地組節(jié)點(diǎn)S的全部傳送距離d(RPx，NODEy)進(jìn)行計(jì)測(cè)，并選擇滿足從RPx到最遠(yuǎn)離的目的地組節(jié)點(diǎn)的距離dmax和到最接近的目的地組節(jié)點(diǎn)的距離dmin之差為最小、即[min(dmax(RPx，NODEy)-dmin(RPx，NODEz))]的會(huì)合點(diǎn)。另外，傳送距離d例如是從RPx到某個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)(NODEy)的最短距離。
步驟108)在步驟108選擇的會(huì)合點(diǎn)，使到步驟106為止構(gòu)建的組播傳送路徑與起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)s連接，并從發(fā)送節(jié)點(diǎn)s構(gòu)建包含目的地組節(jié)點(diǎn)S的組播傳送路徑。
下面，對(duì)使用了上述計(jì)算步驟的組播傳送路徑的計(jì)算例進(jìn)行說明。
圖13示出了以本實(shí)施方式的示例為對(duì)象的組播網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)圖。
在該圖中示出了由V0～V9的10個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)例。各節(jié)點(diǎn)間用鏈路連接，計(jì)入在鏈路上的數(shù)值表示傳送該鏈路時(shí)的傳送成本。例如，由于節(jié)點(diǎn)V0和節(jié)點(diǎn)V1間的鏈路上計(jì)入有數(shù)值1，因而從節(jié)點(diǎn)V0到節(jié)點(diǎn)V1的傳送成本為1。
對(duì)在該網(wǎng)絡(luò)上從組播發(fā)送節(jié)點(diǎn)V0到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組V1、V2、V3、V4設(shè)定組播分配路徑時(shí)的根據(jù)本實(shí)施方式的計(jì)算步驟例進(jìn)行說明。
如果圖13的網(wǎng)絡(luò)圖信息和起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)信息V0以及終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組信息V1、V2、V3、V4被輸入到路徑計(jì)算模塊，則通過上述步驟101的步驟，根據(jù)所輸入的網(wǎng)絡(luò)圖，把發(fā)送節(jié)點(diǎn)V0和與V連接的鏈路VOV1、VOV9、VOV4除外。圖14示出了把發(fā)送者除外的網(wǎng)絡(luò)圖。也就是說，圖14是執(zhí)行步驟101的處理后的網(wǎng)絡(luò)圖。
而且，通過步驟102構(gòu)成由終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組間的最短路徑構(gòu)成的終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)間的最短路徑圖。圖15示出了步驟102的計(jì)算結(jié)果。
之后，通過步驟103，根據(jù)最短路徑圖，構(gòu)成把終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)間的最短路徑作為邊的最小生成樹。圖16示出了該處理結(jié)果。
之后，通過步驟104，使用所輸入的圖的路徑來復(fù)原構(gòu)成最小生成樹的邊。圖17示出了構(gòu)建對(duì)中間節(jié)點(diǎn)作了考慮的最小生成樹的該處理的中間結(jié)果。圖18示出了該結(jié)果。如該圖所示，由于節(jié)點(diǎn)V1和節(jié)點(diǎn)V4的最短路徑在原先的圖13的網(wǎng)絡(luò)圖中，由V1V9VSV4的傳送路徑構(gòu)成，因而在V1、V4間插入V9、V5。同樣，在節(jié)點(diǎn)V1、V2間、節(jié)點(diǎn)V2、V3間也用構(gòu)成最短路徑的節(jié)點(diǎn)來復(fù)原傳送路徑。在該例中，由于節(jié)點(diǎn)V9、V6、V5與各傳送路徑重疊，因而如果反映實(shí)際物理連接來對(duì)圖進(jìn)行整形，則構(gòu)成圖18所示的子圖。
之后，通過步驟105，根據(jù)圖18所示的子圖來形成最小生成樹(Ts)。該結(jié)果如圖19所示。圖19示出了子圖的最小生成樹。
而且，通過步驟106，刪除不需要的邊以使目的地組節(jié)點(diǎn)成為生成樹的一部分，并且構(gòu)建包含有目的地組節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑。該結(jié)果如圖20所示。在該狀態(tài)下，如圖20所示，構(gòu)成包含目的地節(jié)點(diǎn)V1、V2、V3、V4的最小樹V1V9V5V6AV2V3V4。
之后，通過步驟107，在該最小樹中，選擇截止到各終點(diǎn)的傳送距離分散為最小的會(huì)合點(diǎn)。當(dāng)選擇會(huì)合點(diǎn)時(shí)，把構(gòu)成最小樹的全部節(jié)點(diǎn)作為會(huì)合點(diǎn)候補(bǔ)，抽出從候補(bǔ)會(huì)合點(diǎn)到各終點(diǎn)的傳送距離，并對(duì)該最大和最小的延遲差進(jìn)行檢查。在圖20的例中，例如，當(dāng)V9作為會(huì)合點(diǎn)(RP)候補(bǔ)時(shí)，由于RP·V1＝1，RP·V2＝3，RP·V3＝3，RP·V4＝2，因而該最大(dmax)和最小(dmin)之差為2。在圖21的例中，當(dāng)把RP設(shè)定成V5時(shí)，從RP到V1、V2、V3、V4的傳送路徑全部為2。成為延遲差為0的最佳會(huì)合點(diǎn)。
而且，通過步驟108，把發(fā)送節(jié)點(diǎn)V0和會(huì)合點(diǎn)連接，并設(shè)定從V0到V1、V2、V3、V4的最佳組播傳送路徑。通過該處理，計(jì)算最佳組播傳送路徑。
圖22是示出本實(shí)施方式中的組播傳送路徑計(jì)算系統(tǒng)的一構(gòu)成例的圖。也就是說，除了圖1所示的系統(tǒng)構(gòu)成以外，還可采取圖22所示的系統(tǒng)構(gòu)成。該圖所示的系統(tǒng)執(zhí)行上述組播計(jì)算步驟。
網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量信息數(shù)據(jù)庫(kù)120使用路由選擇協(xié)議來收集網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量信息。如果把節(jié)點(diǎn)信息、終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)組信息、要求條件和制約條件輸入到組播計(jì)算引擎310作為其輸入，則組播計(jì)算引擎310使用網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量信息數(shù)據(jù)庫(kù)120，通過上述圖11所示的計(jì)算方法來計(jì)算最佳組播傳送路徑并進(jìn)行輸出。
下面，示出了本實(shí)施方式中的計(jì)算方法的性能例。
圖23示出了本實(shí)施方式中的組播傳送路徑計(jì)算系統(tǒng)評(píng)價(jià)用網(wǎng)絡(luò)。如該圖所示，設(shè)定節(jié)點(diǎn)數(shù)400的隨機(jī)圖，設(shè)定各鏈路的使用頻帶，并構(gòu)建目的地節(jié)點(diǎn)40的組播樹。圖24示出了組播傳送路徑，圖25示出了傳送延遲差的性能評(píng)價(jià)圖。從評(píng)價(jià)結(jié)果可知，與KMB通信方式相比，盡管傳送成本有若干上升，然而可對(duì)樹整體的延遲差進(jìn)行抑制。
這樣，通過使用本實(shí)施方式的計(jì)算方法，可根據(jù)各個(gè)組播業(yè)務(wù)量的QoS要求條件來設(shè)定最佳組播通信路徑，同時(shí)可設(shè)定能在網(wǎng)絡(luò)整體中有效使用頻帶的組播通信路徑，因而可構(gòu)建高性能的組播通信網(wǎng)絡(luò)。
另外，本實(shí)施方式中的處理也與第1實(shí)施方式相同，可把圖11所示的動(dòng)作構(gòu)建為程序，并可把其安裝在作為組播傳送路徑計(jì)算裝置而工作的計(jì)算機(jī)內(nèi)，或者可通過網(wǎng)絡(luò)使該程序流通。
并且，可把所構(gòu)建的程序存儲(chǔ)在與作為組播傳送路徑計(jì)算裝置而工作的計(jì)算機(jī)連接的硬盤裝置或者軟盤、CD-ROM等的可移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)，也可在實(shí)施本發(fā)明時(shí)進(jìn)行安裝。
并且，與第1實(shí)施方式相同，可把通過本實(shí)施方式中的計(jì)算方法計(jì)算的組播傳送路徑設(shè)定在網(wǎng)絡(luò)上。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的計(jì)算方法，可設(shè)定在對(duì)組播傳送路徑整體的傳送成本進(jìn)行抑制的同時(shí)，對(duì)截止到目的地接收組節(jié)點(diǎn)的傳送延遲差進(jìn)行抑制的組播傳送路徑。為此，可構(gòu)建有效的高性能組播通信網(wǎng)絡(luò)。
另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，并可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更和應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種組播傳送路徑計(jì)算方法，用于求出在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑，其特征在于，在該組播傳送路徑計(jì)算方法中，使用上述網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒑脱舆t信息，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)求出從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑；把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中的一個(gè)延遲最小路徑上的節(jié)點(diǎn)選擇作為組播傳送中的會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)；針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)算出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑，并求出各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑的延遲中的最大值和最小值之差；把上述差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)；把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑和從會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的各延遲最小路徑作為組播傳送路徑進(jìn)行輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組播傳送路徑計(jì)算方法，上述候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)存在的延遲最小路徑是從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中具有最大延遲的延遲最小路徑。
3.一種組播傳送路徑設(shè)定方法，其中，組播傳送路徑計(jì)算裝置計(jì)算在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑，并且組播傳送路徑設(shè)定裝置設(shè)定該計(jì)算的組播傳送路徑，其特征在于，在該組播傳送路徑設(shè)定方法中，上述組播傳送路徑設(shè)定裝置請(qǐng)求上述組播傳送路徑計(jì)算裝置進(jìn)行組播傳送路徑的計(jì)算；上述組播傳送路徑計(jì)算裝置根據(jù)上述計(jì)算請(qǐng)求，使用網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒑脱舆t信息，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)求出從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑；把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中的一個(gè)延遲最小路徑上的節(jié)點(diǎn)選擇作為組播傳送中的會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)；針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)算出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑，并求出各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑的延遲中的最大值和最小值之差；把上述差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)；把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑和從會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的各延遲最小路徑作為組播傳送路徑進(jìn)行輸出，并把該輸出結(jié)果通知給上述組播傳送路徑設(shè)定裝置；上述組播傳送路徑設(shè)定裝置按照收到的上述輸出結(jié)果來設(shè)定組播傳送路徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組播傳送路徑設(shè)定方法，上述網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)對(duì)上述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的業(yè)務(wù)量狀態(tài)進(jìn)行計(jì)測(cè)，并把該計(jì)測(cè)結(jié)果通知給上述組播傳送路徑計(jì)算裝置；上述組播傳送路徑計(jì)算裝置根據(jù)上述計(jì)測(cè)結(jié)果來計(jì)算組播傳送路徑。
5.一種組播傳送路徑計(jì)算裝置，用于求出在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑，其特征在于，該組播傳送路徑計(jì)算裝置具有用于使用網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒑脱舆t信息，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)求出從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑的單元；用于把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中的一個(gè)延遲最小路徑上的節(jié)點(diǎn)選擇作為組播傳送中的會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)的單元；用于針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)算出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑，并求出各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑的延遲中的最大值和最小值之差的單元；用于把上述差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的單元；以及用于把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑和從會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的各延遲最小路徑作為組播傳送路徑來輸出的單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組播傳送路徑計(jì)算裝置，上述候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)存在的延遲最小路徑是從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中具有最大延遲的延遲最小路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組播傳送路徑計(jì)算裝置，還具有用于接收上述網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒑脱舆t信息的單元；以及把上述所接收的信息記錄在記錄介質(zhì)內(nèi)的單元，從上述記錄介質(zhì)中讀取上述信息，并使用該信息進(jìn)行路徑計(jì)算。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組播傳送路徑計(jì)算裝置，還具有用于把上述傳送路徑的計(jì)算結(jié)果記載在傳送路徑設(shè)定用控制消息內(nèi)，并沿著上述計(jì)算結(jié)果表示的組播傳送路徑來發(fā)送該傳送路徑設(shè)定用控制消息的單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組播傳送路徑計(jì)算裝置，還具有用于從組播傳送路徑設(shè)定裝置接收組播傳送路徑計(jì)算請(qǐng)求的單元；以及用于把上述計(jì)算結(jié)果發(fā)送到上述組播傳送路徑設(shè)定裝置的單元。
10.一種程序，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于求出在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑的組播傳送路徑計(jì)算處理，該程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行使用上述網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒑脱舆t信息，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)求出從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑的步驟；把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中的一個(gè)延遲最小路徑上的節(jié)點(diǎn)選擇作為組播傳送中的會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)的步驟；針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)算出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑，并求出各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑的延遲中的最大值和最小值之差的步驟；把上述差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的步驟；以及把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑和從會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的各延遲最小路徑作為組播傳送路徑進(jìn)行輸出的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的程序，上述候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)存在的延遲最小路徑是從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中具有最大延遲的延遲最小路徑。
12.一種記錄有程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)，該程序用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于求出在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑的組播傳送路徑計(jì)算處理，該程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行使用上述網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒑脱舆t信息，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)求出從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑的步驟；把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中的一個(gè)延遲最小路徑上的節(jié)點(diǎn)選擇作為組播傳送中的會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)的步驟；針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)算出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑，并求出各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑的延遲中的最大值和最小值之差的步驟；把上述差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的步驟；以及把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑和從會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的各延遲最小路徑作為組播傳送路徑進(jìn)行輸出的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的記錄有程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)，上述候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)存在的延遲最小路徑是從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中具有最大延遲的延遲最小路徑。
14.一種組播傳送路徑計(jì)算方法，用于求出在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑，其特征在于，輸入網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)傳送成本；使用所輸入的信息來構(gòu)建將起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)除外的第1距離子圖；根據(jù)所構(gòu)建的第1距離子圖來選擇終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，求出把終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)間的最短路徑作為邊的第2距離子圖，并構(gòu)建該第2距離子圖的最小生成樹；求出包含該最小生成樹的各邊的中間節(jié)點(diǎn)的子圖，并構(gòu)建該子圖的最小生成樹；根據(jù)該子圖的最小生成樹來刪除不需要的邊，并構(gòu)建包含有全部終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的樹；把構(gòu)成所構(gòu)建的上述樹的節(jié)點(diǎn)作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，求出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的傳送距離中的最大距離和最小距離之差，并把該差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)；通過會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)連接上述樹和起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，從而求出組播傳送路徑并將其輸出。
15.一種組播傳送路徑設(shè)定方法，組播傳送路徑計(jì)算裝置計(jì)算在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑，組播傳送路徑設(shè)定裝置設(shè)定該計(jì)算的組播傳送路徑，其特征在于，上述組播傳送路徑設(shè)定裝置請(qǐng)求上述組播傳送路徑計(jì)算裝置進(jìn)行組播傳送路徑的計(jì)算；上述組播傳送路徑計(jì)算裝置根據(jù)上述計(jì)算請(qǐng)求，讀出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)傳送成本，并構(gòu)建將起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)除外的第1距離子圖；根據(jù)所構(gòu)建的第1距離子圖來選擇終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，求出把終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)間的最短路徑作為邊的第2距離子圖，并構(gòu)建該第2距離子圖的最小生成樹；求出包含該最小生成樹的各邊的中間節(jié)點(diǎn)的子圖，并構(gòu)建該子圖的最小生成樹；根據(jù)該子圖的最小生成樹來刪除不需要的邊，并構(gòu)建包含有全部終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的樹；把構(gòu)成所構(gòu)建的上述樹的節(jié)點(diǎn)作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，求出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的傳送距離中的最大距離和最小距離之差，并把該差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)；通過會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)連接上述樹和起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，從而求出組播傳送路徑并將其輸出，并把該輸出結(jié)果通知給上述組播傳送路徑設(shè)定裝置；上述組播傳送路徑設(shè)定裝置按照收到的上述輸出結(jié)果來設(shè)定組播傳送路徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組播傳送路徑設(shè)定方法，上述網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)對(duì)上述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的信息量狀態(tài)進(jìn)行計(jì)測(cè)，并把該計(jì)測(cè)結(jié)果通知給上述組播傳送路徑計(jì)算裝置；上述組播傳送路徑計(jì)算裝置根據(jù)上述計(jì)測(cè)結(jié)果來計(jì)算組播傳送路徑。
17.一種組播傳送路徑計(jì)算裝置，用于求出在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑，其特征在于，該組播傳送路徑計(jì)算裝置具有用于輸入網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)傳送成本的單元；用于使用所輸入的信息來構(gòu)建將起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)除外的第1距離子圖的單元；用于根據(jù)所構(gòu)建的第1距離子圖來選擇終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，求出把終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)間的最短路徑作為邊的第2距離子圖，并構(gòu)建該第2距離子圖的最小生成樹的單元；用于求出包含該最小生成樹的各邊的中間節(jié)點(diǎn)的子圖，并構(gòu)建該子圖的最小生成樹的單元；用于根據(jù)該子圖的最小生成樹來刪除不需要的邊，并構(gòu)建包含有全部終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的樹的單元；用于把構(gòu)成所構(gòu)建的上述樹的節(jié)點(diǎn)作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，求出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的傳送距離中的最大距離和最小距離之差，并把該差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的單元；以及用于通過會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)連接上述樹和起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，從而求出組播傳送路徑并將其輸出的單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的組播傳送路徑計(jì)算裝置，還具有用于接收上述網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒑蛡魉统杀拘畔⒌膯卧灰约坝糜诎焉鲜鍪盏降男畔⒂涗浽谟涗浗橘|(zhì)內(nèi)的單元；從上述記錄介質(zhì)中讀取上述信息，并使用該信息進(jìn)行路徑計(jì)算。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的組播傳送路徑計(jì)算裝置，還具有用于把上述傳送路徑的計(jì)算結(jié)果記載在傳送路徑設(shè)定用控制消息內(nèi)，并沿著上述計(jì)算結(jié)果表示的組播傳送路徑來發(fā)送該傳送路徑設(shè)定用控制消息的單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的組播傳送路徑計(jì)算裝置，還具有用于從組播傳送路徑設(shè)定裝置接收組播傳送路徑計(jì)算請(qǐng)求的單元；以及用于把上述計(jì)算結(jié)果發(fā)送到上述組播傳送路徑設(shè)定裝置的單元。
21.一種程序，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于求出在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑的組播傳送路徑計(jì)算處理，該程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行讀出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)傳送成本的步驟；構(gòu)建將起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)除外的第1距離子圖的步驟；根據(jù)所構(gòu)建的第1距離子圖來選擇終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，求出把終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)間的最短路徑作為邊的第2距離子圖，并構(gòu)建該第2距離子圖的最小生成樹的步驟；求出包含該最小生成樹的各邊的中間節(jié)點(diǎn)的子圖，并構(gòu)建該子圖的最小生成樹的步驟；根據(jù)該子圖的最小生成樹來刪除不需要的邊，并構(gòu)建包含有全部終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的樹的步驟；把構(gòu)成所構(gòu)建的上述樹的節(jié)點(diǎn)作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，求出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的傳送距離中的最大距離和最小距離之差，并把該差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的步驟；以及通過會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)連接上述樹和起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，從而求出組播傳送路徑的步驟。
22.一種記錄有程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)，該程序用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于求出在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑的組播傳送路徑計(jì)算處理，該程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行讀出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)傳送成本的步驟；構(gòu)建將起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)除外的第1距離子圖的步驟；根據(jù)所構(gòu)建的第1距離子圖來選擇終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，求出把終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)間的最短路徑作為邊的第2距離子圖，并構(gòu)建該第2距離子圖的最小生成樹的步驟；求出包含該最小生成樹的各邊的中間節(jié)點(diǎn)的子圖，并構(gòu)建該子圖的最小生成樹的步驟；根據(jù)該子圖的最小生成樹來刪除不需要的邊，并構(gòu)建包含有全部終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的樹的步驟；把構(gòu)成所構(gòu)建的上述樹的節(jié)點(diǎn)作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，求出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的傳送距離中的最大距離和最小距離之差，并把該差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的步驟；以及通過會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)連接上述樹和起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，從而求出組播傳送路徑的步驟。
全文摘要
一種組播傳送路徑計(jì)算方法，用于求出從給定的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的組播傳送路徑，在該組播傳送路徑計(jì)算方法中，使用拓?fù)湫畔⒑脱舆t信息，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)求出從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑；把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑中的一個(gè)延遲最小路徑上的節(jié)點(diǎn)選擇作為組播傳送中的會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)；針對(duì)各候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)，按各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)算出從候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑，并求出各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)延遲最小路徑的延遲中的最大值和最小值之差；把上述差為最小的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)選擇作為會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)；把從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的延遲最小路徑和從會(huì)合點(diǎn)節(jié)點(diǎn)到各終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的各延遲最小路徑作為組播傳送路徑進(jìn)行輸出。
文檔編號(hào)H04L12/24GK1514603SQ20031011851
公開日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月11日
發(fā)明者安川正祥, 杉園幸司, 宇賀雅則, 則, 司 申請(qǐng)人:日本電信電話株式會(huì)社