[发明专利]通信路径构筑装置和N-树构筑方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于分组转发的最佳路径构筑，特别涉及用于基于分组的网络上的应用层组播(ALM：application layer multicasting)的最佳路径构筑。本发明特别涉及N个特定源指向(source-specific)的路径中的、进行公平的带宽分配的通信路径构筑装置和N-树构筑方法。

背景技术

通过在会话(session)中对所有参加节点同时分发相同的内容的组播方法，多点通信特别是因特网上的多点通信被广泛地进行。由于用于能够进行IP层组播的中间节点结构、末端节点结构、以及因特网服务提供商(Internet service provider)参加必要条件的复杂性，IP(Internet Protocol：因特网协议)组播的普及受到了影响。

对此，称为应用层组播(ALM)的新机制(mechanism)已广为人知。由于现有的单播网络架构上实施应用层的简单性，ALM正在普及。ALM不需要IP层中的组播转发功能，所以能够进行参加节点间的由成员自身实施的音频视频(AV：Audio Video)分组转发。另外，ALM能够灵活地进行应用层中的AV分组转发。

ALM在特定会话中所有参加人不需要预先的环境设定而能够在所有参加者之间交换AV内容或流。因此，ALM对如在多个出席人间进行电视会议那样的、基于AV的应用极为有用(参照专利文献1、专利文献2和专利文献3)。

在ALM中，分组路由(routine)在应用层进行，所以分别需要形成用于数据分组分发的基于源的树。也就是说，ALM为了进行N对N的通信，在应用层中，在N个参加节点间，构成N个源内容的分发树。

另一方面，由于网络层路由机制是仅基于测量出的等待时间(例如，往返时间(round trip time))的选择机制，所以难以提供公平的带宽分配树解决方案。另外，网络层路由机制包含基于用于生成最短路径的Dijkstra、Bellman-Ford、Prim算法的“贪婪”概念的最小生成树(Minimum Spanning Tree)等。

另外，在非专利文献1中，公开了基于希望优先注视的影像等的用户喜好的多个流间的频带的分配方法。

因特网上的单播分组路由基于用于生成最短路径的这些算法，不反映ALM路由的必要条件。因此，这些解决方案最适合于网络层单播路由，而不是最适合于基于ALM的应用。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2005/0163224号说明书

专利文献2：美国专利申请公开第2006/0153100号说明书

专利文献3：美国专利申请公开第2007/0133413号说明书

非专利文献

非专利文献1：Puneet Mehra等“TCP用のレシ一バ一主導型带域幅共有：Receiver-driven bandwidth sharing for TCP”、Proceedings of IEEE Transactions on Multimedia，Volume 7 Issue 4，August 2005.

发明内容

发明需要解决的问题

然而，用于生成最短路径的这些算法并不考虑末端节点网络带宽和整体网络拓扑。因此，若将这些算法适用于ALM应用，则在ALM节点的共享路径中引起业务拥塞，网络等待时间变长，AV质量劣化。另外，在非专利文献1的方法中，不考虑N对N的分发树(N-树)之间的频带的争用，难以用于要构成公平的树的情况。

另外，以所有可能回归法(all possible regression)解决用于保证公平的带宽分配的N-树的问题是NP困难(NPhard)已广为人知。也就是说，不是假设节点数N而能够以N的多项式倍的时间(例如：N的三次方、N的四次方的时间)解决的问题，而是N的N次方等若N变多，则运算量爆发性地增加的问题。也就是说，存在随着节点数增加，计算N-树的时间爆发性地增加，无法以实用的时间完成N-树的计算的问题。

本发明鉴于上述各点而完成，其第一目的在于，提供在ALM中，保证公平的带宽分配，并且带来良好感觉的AV质量的通信路径构筑装置和N-树构筑方法。另外，本发明的第二目的在于，以实用的时间完成N-树的计算。

解决问题的方案