JP2004140745A

JP2004140745A - Stream relay control method, device, and program

Info

Publication number: JP2004140745A
Application number: JP2002305707A
Authority: JP
Inventors: Maki Tanigawa; 谷川　真樹; Takashi Ikeda; 池田　高志; Shinya Hanano; 花野　真也; Shigehiko Ushijima; 牛島　重彦
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-21
Also published as: JP3872410B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently realize distribution control during an upper-stream fault by monitoring an upper-stream server and lines or network states in a stream relay controller. <P>SOLUTION: The stream relay control method has the following constitution. Control connection cut information from a stream server is received at a line terminal end 202b. It is analyzed as the control connection cut information at a packet distribution part 203b. A connection management part 206 of the information is notified. The connection management part 206 judges that the upper-stream server 301 is unable to distribute contents on the basis of the information and notifies a connection switching processing part 208 to execute connection switching. The connection switching processing part 208 notifies a connection control processing part 205 to switch the upper-stream server to be connected when the contents are distributed on the basis of the information. Accordingly, the distribution control during the upper-stream fault can be efficiently realized by monitoring the upper-stream server and the lines or the network states in the stream relay controller. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大規模なストリーム配信ネットワークサービスにおいて、上流ストリームサーバ、回線、もしくはネットワークの状態を監視して、上流故障時の配信制御を効率的に実現するためのストリーム中継制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インターネット上でのストリーム配信を行う場合、一般的には、ストリームコンテンツの要求および設定を行うストリーム設定プロトコル、設定に基づいて、ストリームコンテンツを配信するストリーム配信プロトコル、および、配信中のストリームコンテンツパケットの配信状況や配信品質の通知、サーバ−クライアント間の接続性状態の通知を行うストリーム制御プロトコルが用いられる。ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔａｓｋ　Ｆｏｒｃｅ）で規定されるプロトコルとしては、ＲＴＳＰ（Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＲＦＣ２３２６）、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＲＦＣ１８８９）、および、ＲＴＣＰ（ＲＴＰ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＲＦＣ１８８９）があげられる。また、これら以外のプロトコルを用いてストリーム配信を行う際にも、上記機能を持ったプロトコルが利用されている。例として、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社のＭＭＳプロトコル、Ｒｅａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ社のＲＤＴ，ＰＮＡプロトコルなどがあげられる。
【０００３】
一般的に、インターネット上のストリーム配信は、汎用のＰＣサーバ上のサーバアプリケーションにこれらのストリームプロトコルを実装することで実現されている。そのため、長時間配信を続けた際に、サーバアプリケーションがデッドロックを起こして停止してしまったり、当該アプリケーションからのパケットの送信が不安定になってしまい、クライアントユーザでのストリーム視聴が途絶えてしまうことが多かった。また、インターネットでの配信を行うため、ネットワークやネットワーク装置が故障してしまい、上流のストリームサーバからのストリームパケットが途絶えてしまい、同様にクライアントユーザのストリーム視聴が切断されてしまうことも多かった。
【０００４】
上記の場合において、ストリーム視聴ユーザに対して、視聴不可時間をできる限り低減するために、これまでは、クラスタリング技術、あるいは、ロードバランス技術により、ストリーム配信可能なストリームサーバに接続する手法が取られていた（例えば非特許文献１参照）。図３に示した従来のストリーム中継網の構成を参照して説明する。
【０００５】
ストリーム中継網はクライアント１０１，１０２とストリーム中継制御装置２００，２０１と上流ストリームサーバ３０１，３０２と接続振り分け装置４０１，４０２から構成される。接続振り分け装置４０１，４０２は一般にはロードバランサーまたはＬ４／Ｌ７スイッチと呼ばれる。また、複数のサーバを仮想的に一つのサーバとして扱うようにするクラスタ装置も同様の機能を有している。このクラスタ装置をハードウェアでなく、ソフトウェアにて実現する手法もある。
【０００６】
通常のストリーム配信では、クライアント１０１または１０２から視聴したいコンテンツに対する視聴要求情報が送信され、その情報は接続振り分け装置４０１にて、いずれかのストリーム中継制御装置２００または２０１に転送される。当該中継制御装置は、該情報を処理し、当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバに視聴要求情報を送信する。その情報を接続振り分け装置４０２にて、いずれかの上流ストリームサーバ３０１または３０２に転送する。当該上流ストリームサーバでは、該情報を処理し、ストリーム中継制御装置２０１または２０２へストリームパケットを送信し、該ストリーム中継制御装置で、視聴要求を行ったクライアントに該ストリームパケットを送信することで、ストリーム配信が行われる。
【０００７】
ストリーム配信中に、当該コンテンツを配信中のストリームサーバアプリケーションが停止した場合、当該コンテンツの視聴が切断される。その後、クライアントから再度視聴要求が送信され、接続振り分け装置４０１、ストリーム中継制御装置２００または２０１を経由して、接続振り分け装置４０２へ該要求が到着する。接続振り分け装置４０２は、ストリームサーバアプリケーションが停止していることを検知し、停止していない上流ストリームサーバへ該要求を転送する。該要求を受信した上流ストリームサーバは、該情報を処理し、ストリームパケットを送信することで、引き続きストリーム視聴が行われる。
【０００８】
【非特許文献１】
Ｔｏｎｙ　Ｂｏｕｒｋｅ　「サーバ負荷分散技術」、オライリージャパン、２００１
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術では、接続振り分け装置にてクライアント、あるいは、ストリーム中継制御装置からの視聴要求情報を振り分ける必要があった。このような処理を行うためには装置で要求情報を解析する機能が必要であり、高価なシステムにより実現する必要があるという問題が生じていた。また、処理負荷が高く、かつ、上流ストリームサーバ等からのストリームパケットを多量に処理する必要もあるため、一つのストリームサーバからのストリーム送信可能能力が１Ｇｂｐｓ程度の大規模なものである場合には、接続振り分け装置を適用するのは非常に困難であるという問題も生じていた。
【００１０】
また、従来の技術では、接続振り分け装置もしくは振り分けソフトウェアにおいて、通信のためのＩＰアドレス、ポート番号を書き換えて、ストリーム中継制御装置あるいはストリームサーバに該要求情報を転送する必要があり、その処理負荷が大きいという問題とともに、アドレスを書き換えてしまうことによる通信の不整合が発生する可能性があるという問題も生じていた。
【００１１】
さらに、従来の技術では、ストリームサーバのサービス停止、ネットワーク切断等が起きない限り、接続振り分け装置もしくは振り分けソフトウェアでは、当該サービスの故障を検知することがでできないため、該ストリームサーバからのパケット送出間隔が、長時間配信し続けることにより変動してしまい、クライアントでの視聴品質が劣化したとしても、当該技術では対応することができず、視聴品質が劣化したサービスを続けなければならないという問題も生じていた。
【００１２】
本発明の目的は、大規模なストリーム配信ネットワークサービスにおいて、上流ストリームサーバ、回線、もしくは、ネットワークの状態を監視して、上流故障時の配信制御を効率的に実現するストリーム中継制御方法、装置、およびプログラムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のストリーム中継制御方法では、クライアントからストリームコンテンツ視聴要求情報が送出されると、当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバにコネクションを接続し、その後、上流ストリームサーバ、もしくは回線、ネットワークの故障を検知すると、当該コンテンツを視聴しているクライアントに対して当該コンテンツが視聴不可であることを通知し、再度、クライアントからコンテンツ視聴要求があった際に、故障が検知された上流ストリームサーバ以外の、当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバへコネクションを切り替えて接続することで、当該コンテンツの配信を行う。
【００１４】
したがって、ストリーム中継制御装置において、上流ストリームサーバ、回線、もしくは、ネットワークの状態を監視して、上流故障時の配信制御を効率的に実現することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は本発明の一実施形態のストリーム中継網の構成を示す図である。図１に示すように、ストリーム中継網はクライアント１０１，１０２とストリーム中継制御装置２００と上流ストリームサーバ３０１，３０２と回線２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃにより構成される。本実施形態では、ストリーム中継制御装置、上流ストリームサーバは１対しかないが、それぞれが多段に接続される場合も同様であることは言うまでもない。
【００１６】
図２はストリーム中継制御装置２００の構成例を示す図である。図２に示すように、ストリーム中継制御装置２００は回線終端部２０２ａ、２００ｂとパケット振り分け部２０３ａ、２０３ｂとリクエストパケット解析部２０４とコネクション制御処理部２０５とコネクション管理部２０６とパケット受信管理部２０７とコネクション切替処理部２０８と共通メモリ２０９から構成される。
【００１７】
回線終端部２０２ａはクライアント１０１または１０２から送信された、ストリームコンテンツの視聴要求情報を含むパケットを受信する。パケット振り分け部２０３ａは回線終端部２０２ａにて受信されたパケットを解析し、リクエストパケットの場合、視聴要求情報をリクエストパケット解析部２０４に通知する。リクエストパケット解析部２０４は視聴要求情報を解析して、視聴したいストリームコンテンツを同定し、コネクション制御処理部２０５に通知し、またコネクション切替処理部２０８から通知されたストリームサーバ情報をもとにして当該コンテンツの視聴要求を上流ストリームサーバ３０１または３０２に送信する。コネクション制御処理部２０５はリクエストパケット解析部２０４から通知されたストリームコンテンツを元に、上流ストリームサーバ３０１または３０２へコネクションを接続し、該コンテンツ視聴要求情報を送信し、その際、当該コンテンツを配信する上流ストリームサーバを同定するために、コネクション切替処理部２０８に問い合せを行う。回線終端部２０２ｂは上流ストリームサーバ３０１または３０２からパケットを受信する。パケット振分部２０３ｂは回線終端部２０２ｂで受信されたパケットを解析し、制御コネクション切断情報を含んでいた場合、その旨をコネクション管理部２０６に通知する。コネクション管理部２０６はパケット振分部２０３ｂからの通知により、コンテンツを配信していた上流ストリームサーバ３０１または３０２がコンテンツを配信することができなくなったと判断し、コネクションの切替を行う旨をコネクション切替処理部２０８に通知する。パケット受信管理部２０７は共通メモリ２０９から通知されたパケットが書きこまれた時刻を元にストリームパケットの受信間隔を算出し、該間隔をパケット不到着許容時間と比較し受信間隔の方が大きい場合、ストリーム配信故障と判断し、コネクション切替処理部２０８にその旨を通知する。コネクション切替処理部２０８はコネクション管理部２０６からの情報を元に、接続すべき上流ストリームサーバを決定し、コネクション制御処理部２０５に通知し、また、コネクション管理部２０６からの情報を元に、コンテンツを配信する際に接続する上流ストリームサーバの切替先をコネクション制御処理部２０５に通知する。共通メモリ２０９はクライアントからのパケットおよび上流ストリームサーバからのストリームパケットを格納する。
【００１８】
本実施形態の処理の流れについて以下に説明する。
【００１９】
（ストリーム配信処理）
クライアント１０１からストリームコンテンツの視聴要求情報を含むパケットがストリーム中継制御装置２００に到着し、回線終端部２０２ａで受信される。パケット振り分け部２０３ａは回線終端部２０２ａにて受信されたパケットを解析し、該パケットがリクエストパケットであると同定し、視聴要求をリクエストパケット解析部２０４に通知する。リクエストパケット解析部２０４は視聴要求情報を解析することにより、視聴したいストリームコンテンツを同定し、コネクション制御処理部２０５に当該情報を通知する。コネクション制御処理部２０５は、当該情報を元に、上流ストリームサーバへコネクションを接続し、当該コンテンツの視聴要求情報を送信する。その際、当該コンテンツを配信する上流ストリームサーバを同定するために、コネクション制御処理部２０５はコネクション切替処理部２０８に問い合わせを行う。コネクション切替処理部２０８は、当該情報を元に、接続すべき上流ストリームサーバを決定する。本実施形態では、当該コンテンツを配信する上流ストリームサーバが事前に定められているものとし、当該設定に従い、ストリームサーバ３０１が接続すべき上流ストリームサーバとして選択され、コネクション切替処理部２０８からコネクション制御処理部２０５に当該情報が通知される。コネクション制御処理部２０５は、当該サーバ情報を元にして、当該コンテンツの視聴要求を上流ストリームサーバ３０１に送信する。
【００２０】
上流ストリームサーバ３０１は、該要求情報を元に、当該コンテンツのストリーム配信処理を行い、ストリーム配信を行う。具体的には、上流ストリームサーバ３０１とストリーム中継制御装置２００との間にストリーム制御用のコネクションを接続し、その後、ストリームパケットをストリーム中継制御装置２００に送信する。ストリーム中継制御装置２００では、当該ストリームパケットを回線終端部２０２ｂで受信した後、共通メモリ２０９に格納し、回線終端部２０２ａからクライアント１０１に対して送信する。
【００２１】
（上流故障時の処理）
本説明では、上流ストリームサーバ３０１が故障したものとする。
【００２２】
上流ストリームサーバ３０１のサーバアプリケーションが何らかの原因で停止し、上流ストリームサーバ３０１からのストリームパケットの送信がなくなり、上流ストリームサーバ３０１とストリーム中継制御装置２００との制御コネクションも切断処理される。
【００２３】
ストリーム中継制御装置２００は、上流ストリームサーバ３０１からの制御コネクション切断情報を、回線２０１ｂを介して回線終端部２０２ｂにて受信し、パケット振り分け部２０３ｂにて、制御コネクションの切断情報であることが解析され、当該情報をコネクション管理部２０６に通知する。コネクション管理部２０６は、該情報を元にして、当該コンテンツを配信していた上流ストリームサーバ３０１が当該コンテンツを配信することができなくなったと判断し、コネクションの切替を行う旨をコネクション切替処理部２０８に通知する。コネクション切替処理部２０８は、当該情報を元にして、当該コンテンツを配信する際に接続する上流ストリームサーバを３０１から３０２に切り替えるようにコネクション制御処理部２０５に通知する。コネクション制御処理部２０５は、当該コンテンツを配信する上流ストリームサーバ３０１が配信できなくなった旨を当該コンテンツを視聴しているクライアント１０１に通知する。
【００２４】
（クライアントからの再視聴要求時の処理）
クライアント１０１は、当該コンテンツの再視聴を試みるために、当該コンテンツの視聴要求をストリーム中継制御装置２００に送信する。
【００２５】
ストリーム中継制御装置２００では、当該要求情報を元に、当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバに接続を試みる。その際、接続する上流ストリームサーバがストリームサーバ３０２に切り替わっているため、上流ストリームサーバ３０２に視聴要求を送信する。
【００２６】
上流ストリームサーバ３０２は、視聴要求を元にして、当該コンテンツのストリーム配信処理を行い、ストリーム配信を行う。
【００２７】
このように、本実施形態では、ストリーム中継制御装置２００にて上流ストリームサーバの状態を監視して、上流故障時に、新たな視聴要求に対して、故障サーバと異なる上流ストリームサーバに対して接続を切替、当該コンテンツの配信を行う。
【００２８】
本実施形態では、ストリームを配信している上流ストリームサーバ３０１のサービスアプリケーションが停止した場合について説明したが、上流ストリームサーバ３０１とストリーム中継制御装置２００とを接続している回線２０１ｂが切断した等の故障が起きた場合でも同様の処理の流れにて、上流ストリームサーバの切替処理を行うことができる。
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施形態と同じ処理をする部分については、説明を省略する場合がある。
【００２９】
（ストリーム配信処理）
第１の実施の形態と同様にストリーム配信処理が行われたものとする。
【００３０】
（上流からのストリームパケット間欠受信時の処理）
本実施形態では、ストリームサーバ３０１でのサービスアプリケーションの停止、ネットワーク切断等はなく、上流ストリームサーバ３０１からのストリーム配信処理が不安定になり、ストリームパケットの送信が間欠的になった場合の処理について説明する。
【００３１】
上流ストリームサーバ３０１では、長時間ストリーム配信を続けたことなどの理由により、当該ストリームの配信処理が不安定になり、ストリームパケットの送信が間欠的になる。具体的には、数秒間ストリームパケットの配信が停止し、その後、ストリームパケットを送信するという現象を繰り返す。
【００３２】
ストリーム中継制御装置２００では、間欠的になった当該ストリームパケットを回線２０１ｂを介して、回線終端部２０２ｂにて受信し、共通メモリ２０９に格納する。共通メモリ２０９では、当該パケットが書き込まれた時刻をパケット受信管理部２０７に対して通知する。
【００３３】
パケット受信管理部２０７は、該情報を元にして、上流ストリームサーバ３０１から受信した当該ストリームパケットの受信間隔を算出する。さらに、算出結果と、予め定めておいたパケット不到着許容時間とを比較し、算出結果の方が大きい場合、上流ストリームサーバ３０１からのストリームパケット送出間隔が異常になり、ストリーム配信故障と判断し、その旨をコネクション切替処理部２０８に通知する。なお、以上では、ストリームパケットの受信間隔と、パケット不到着許容時間との比較を行ったが、共通メモリ２０９からの書き込み時刻情報から、パケット不到着許容時間経っても、新たな書き込み時刻情報が共通メモリ２０９から通知されないことをもって、ストリーム配信故障と判断してもかまわない。コネクション切替処理部２０８では、パケット受信管理部２０７からのストリーム配信故障の情報を元にして、第１の実施形態と同様に、上流ストリームサーバの切替処理を行う。
【００３４】
このように、本実施形態では、ストリーム配信を行っている上流ストリームサーバのサービスが停止していない状態でも、当該上流ストリームサーバからのストリームパケットの配信が不安定になり、一定時間ストリームパケットがストリーム中継制御装置２００に到着しない場合に、ストリーム配信故障と判断し、上流ストリームサーバを切り替える。
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１、第２の実施形態と同じ処理をする部分については、説明を省略する場合がある。
【００３５】
（ストリーム配信処理）
第１、第２の実施の形態と同様にストリーム配信処理が行われたものとする。
【００３６】
（上流からのストリームパケットバースト受信時の処理）
本実施形態では、上流ストリームサーバ３０１からのストリームパケットが、長時間配信を続けたなどの理由で不安定になり、パケットの配信は続けているが、バースト的に送信をしている場合について説明する。
【００３７】
上流ストリームサーバ３０１では、当該コンテンツの長時間配信を続けたなどの理由で送信間隔が不安定になり、送出すべきストリームパケットをあるタイミングに一気に送信し、その後瞬間的にパケットの送信を停止するという現象を繰り返す場合がある。この現象は一般的にはバースト送信と呼ばれている。
【００３８】
ストリーム中継制御装置２００では、当該状態になった上流ストリームサーバ３０１からのストリームパケットを、回線２０１ｂを介して、回線終端部２０２ｂにて受信し、共通メモリ２０９に格納する。共通メモリ２０９では、当該パケットが書き込まれた時刻をパケット受信管理部２０７に通知する。パケット受信管理部２０７は、当該情報を元にして、上流ストリームサーバ３０１から受信したストリームパケットが単位当たりの時間に到着した数を算出する。算出結果と、予め定められた単位時間当たりのパケット到着許容数とを比較し、算出結果の方が大きい場合、上流ストリームサーバ３０１からのストリームパケットがバースト送信されたものと判断し、上流ストリームサーバ３０１が故障と判断したとして、その旨をコネクション切替処理部２０８に対して通知する。
【００３９】
コネクション切替処理部２０８では、第２の実施形態と同様に、当該上流ストリームサーバ３０１が故障と判断して、上流ストリームサーバの切替処理を行う。
【００４０】
このように、本実施形態では、ストリーム配信を行っている上流ストリームサーバのサービスが停止していない状態でも、当該ストリームサーバからのストリームパケットの配信が不安定になり、許容される単位時間当たりのパケット到着許容数を上回るストリームパケットがストリーム中継制御装置に到着した場合に、ストリーム配信故障と判断し、上流ストリームサーバを切り替える。
［第４の実施の形態］
本実施形態では、ストリーム中継制御装置２００のコネクション制御処理部２０５は上流ストリームサーバ３０１、３０２と事前に通信して、これら上流ストリームサーバが配信可能なコンテンツを知り、各コンテンツを配信可能な上流ストリームサーバのリストである候補サーバリストを作成しておく。
【００４１】
（ストリーム配信処理）
第１、第２の実施の形態と同様にストリーム配信処理が行なわれたものとする。このとき、候補サーバリストから当該コンテンツを配信可能な上流ストリームサーバを選択し、該上流ストリームサーバにコネクションを接続する。
【００４２】
（上流故障時の処理）
コネクションを接続した上流ストリームサーバもしくはネットワークの故障があった場合、コネクション制御処理部２０５は、該上流ストリームサーバを候補サーバリストから除外する。再度、コンテンツ視聴要求があった際には、新たな候補サーバリストから上流ストリームサーバを選択し、該上流ストリームサーバにコネクションを接続する。
【００４３】
なお、ストリーム中継制御装置２００内の処理は専用のハードウェアにより実現されるもの以外に、その機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、フロッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク装置等の記憶装置を指す。さらに、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、インターネットを介してプログラムを送信する場合のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの（伝送媒体もしくは伝送波）、その場合のサーバとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ストリーム中継制御装置において、上流ストリームサーバ、回線、もしくは、ネットワークの状態を監視して、上流故障時の配信制御を効率的に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のストリーム中継網の構成図である。
【図２】図１中のストリーム中継制御装置の構成図である。
【図３】従来のストリーム中継網の構成図である。
【符号の説明】
１０１，１０２　　クライアント
２００　　ストリーム中継制御装置
２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ　　回線
３０１，３０２　　上流ストリームサーバ
２０２ａ，２０２ｂ　　回線終端部
２０３ａ，２０３ｂ　　パケット振分部
２０４　　リクエストパケット解析部
２０５　　コネクション制御処理部
２０６　　コネクション管理部
２０７　　パケット受信管理部
２０８　　コネクション切替処理部
２０９　　共通メモリ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stream relay control method and apparatus for monitoring the state of an upstream stream server, a line, or a network in a large-scale stream distribution network service and efficiently implementing distribution control at the time of an upstream failure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when performing stream distribution on the Internet, generally, a stream setting protocol for requesting and setting stream contents, a stream distribution protocol for distributing stream contents based on the settings, and a stream content being distributed. A stream control protocol for notifying the distribution status and distribution quality of a packet and the status of connectivity between a server and a client is used. Protocols defined by the IETF (Internet Engineering Task Force) include RTSP (Real Time Streaming Protocol: RFC2326), RTP (Real-time Transport Protocol: RFC1889), and RTCP (RFC: RTCP, RTCP, and RTCP: RProto). Also, when performing stream distribution using a protocol other than these, a protocol having the above function is used. Examples include the Microsoft MMS protocol and the Real Network RDT and PNA protocols.
[0003]
Generally, stream distribution on the Internet is realized by implementing these stream protocols in a server application on a general-purpose PC server. Therefore, when the distribution is continued for a long time, the server application causes a deadlock and stops, or the packet transmission from the application becomes unstable, and the stream viewing by the client user is interrupted. There were many things. In addition, since distribution is performed on the Internet, a network or a network device breaks down, stream packets from an upstream stream server are interrupted, and the stream viewing of a client user is often disconnected.
[0004]
In the above case, in order to reduce the unviewable time to the stream viewing user as much as possible, a method of connecting to a stream server capable of delivering a stream using a clustering technology or a load balancing technology has been adopted. (For example, see Non-Patent Document 1). This will be described with reference to the configuration of the conventional stream relay network shown in FIG.
[0005]
The stream relay network includes clients 101 and 102, stream relay control devices 200 and 201, upstream stream servers 301 and 302, and connection distribution devices 401 and 402. The connection distribution devices 401 and 402 are generally called load balancers or L4 / L7 switches. Also, a cluster device that handles a plurality of servers virtually as one server has the same function. There is a method of realizing this cluster device by software instead of hardware.
[0006]
In normal stream distribution, viewing request information for a content to be viewed is transmitted from the client 101 or 102, and the information is transferred to one of the stream relay control devices 200 or 201 by the connection sorting device 401. The relay control device processes the information, and transmits the viewing request information to the upstream stream server that distributes the content. The connection distribution device 402 transfers the information to one of the upstream stream servers 301 or 302. The upstream stream server processes the information, transmits a stream packet to the stream relay control device 201 or 202, and the stream relay control device transmits the stream packet to the client that has made the viewing request. Delivery takes place.
[0007]
If the stream server application that is delivering the content stops during the stream delivery, the viewing of the content is disconnected. After that, a viewing request is transmitted again from the client, and the request arrives at the connection distribution device 402 via the connection distribution device 401 and the stream relay control device 200 or 201. The connection distribution device 402 detects that the stream server application has stopped, and transfers the request to an upstream stream server that has not stopped. The upstream stream server that has received the request processes the information and transmits the stream packet, so that the stream can be viewed continuously.
[0008]
[Non-patent document 1]
Tony Bourke "Server Load Balancing Technology", O'Reilly Japan, 2001
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described related art, it is necessary to sort the viewing request information from the client or the stream relay control device by the connection sorting device. In order to perform such processing, a function of analyzing required information in a device is required, and there has been a problem that the function needs to be realized by an expensive system. Further, since the processing load is high and it is necessary to process a large amount of stream packets from the upstream stream server or the like, if the stream transmission capability from one stream server is a large scale of about 1 Gbps, However, there is also a problem that it is very difficult to apply the connection sorting device.
[0010]
Further, in the conventional technology, it is necessary to rewrite the IP address and port number for communication in the connection distribution device or the distribution software and transfer the request information to the stream relay control device or the stream server. In addition to the problem that the address is large, a problem has arisen that communication inconsistency may occur due to rewriting of the address.
[0011]
Further, according to the conventional technology, the connection distribution device or the distribution software cannot detect the failure of the service unless the service of the stream server is stopped or the network is disconnected. However, even if the quality is fluctuated due to continuous distribution for a long time and the viewing quality at the client is deteriorated, the technology cannot cope with the problem, and there is a problem that the service with the deteriorated viewing quality must be continued. I was
[0012]
An object of the present invention is to provide a stream relay control method and apparatus for monitoring a state of an upstream stream server, a line, or a network in a large-scale stream distribution network service and efficiently implementing distribution control at the time of an upstream failure. And to provide programs.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the stream relay control method of the present invention, when stream content viewing request information is sent from a client, a connection is made to an upstream stream server that distributes the content, and then the upstream stream server Or, when a failure in the line or network is detected, the client that is viewing the content is notified that the content cannot be viewed, and the failure is detected when the client requests the content to be viewed again. The content is distributed by switching the connection to an upstream stream server that distributes the content other than the upstream stream server that has been provided.
[0014]
Therefore, in the stream relay control device, it is possible to monitor the state of the upstream stream server, the line, or the network and efficiently realize the distribution control at the time of the upstream failure.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a stream relay network according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the stream relay network includes clients 101 and 102, a stream relay control device 200, upstream stream servers 301 and 302, and lines 201a, 201b and 201c. In the present embodiment, there is only one pair of the stream relay control device and the upstream stream server, but it goes without saying that the same applies when each is connected in multiple stages.
[0016]
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the stream relay control device 200. As shown in FIG. 2, the stream relay control device 200 includes line termination units 202a and 200b, packet distribution units 203a and 203b, a request packet analysis unit 204, a connection control processing unit 205, a connection management unit 206, and a packet reception management unit 207. It comprises a connection switching processing unit 208 and a common memory 209.
[0017]
The line terminating unit 202a receives the packet including the viewing request information of the stream content transmitted from the client 101 or 102. The packet distribution unit 203a analyzes the packet received by the line termination unit 202a and, in the case of a request packet, notifies the request packet analysis unit 204 of viewing request information. The request packet analysis unit 204 analyzes the viewing request information, identifies the stream content to be viewed, notifies the connection control processing unit 205, and based on the stream server information notified from the connection switching processing unit 208, A content viewing request is transmitted to the upstream stream server 301 or 302. The connection control processing unit 205 connects a connection to the upstream stream server 301 or 302 based on the stream content notified from the request packet analysis unit 204, transmits the content viewing request information, and distributes the content at that time. In order to identify the upstream stream server, an inquiry is made to the connection switching processing unit 208. The line termination unit 202b receives a packet from the upstream stream server 301 or 302. The packet distribution unit 203b analyzes the packet received by the line termination unit 202b, and if the packet includes control connection disconnection information, notifies the connection management unit 206 of the fact. Based on the notification from the packet distribution unit 203b, the connection management unit 206 determines that the upstream stream server 301 or 302 that has been distributing the content has become unable to distribute the content, and instructs the connection switching process to switch the connection. Notify section 208. The packet reception management unit 207 calculates a stream packet reception interval based on the time at which the packet notified from the common memory 209 is written, compares the interval with the packet non-arrival time, and determines that the reception interval is larger. , And notifies the connection switching processing unit 208 of the failure. The connection switching processing unit 208 determines an upstream stream server to be connected based on the information from the connection management unit 206, notifies the connection control processing unit 205, and further, based on the information from the connection management unit 206, Is notified to the connection control processing unit 205 of the switching destination of the upstream stream server to be connected at the time of distribution. The common memory 209 stores packets from the client and stream packets from the upstream stream server.
[0018]
The processing flow of the present embodiment will be described below.
[0019]
(Stream distribution processing)
The packet including the viewing request information of the stream content arrives at the stream relay control device 200 from the client 101 and is received by the line termination unit 202a. The packet distribution unit 203a analyzes the packet received by the line termination unit 202a, identifies the packet as a request packet, and notifies the request packet analysis unit 204 of a viewing request. The request packet analysis unit 204 analyzes the viewing request information to identify the stream content to be viewed, and notifies the connection control processing unit 205 of the information. The connection control processing unit 205 connects a connection to the upstream stream server based on the information, and transmits viewing request information of the content. At this time, the connection control processing unit 205 makes an inquiry to the connection switching processing unit 208 to identify the upstream stream server that distributes the content. The connection switching processing unit 208 determines an upstream stream server to be connected based on the information. In the present embodiment, it is assumed that the upstream stream server that distributes the content is determined in advance, and the stream server 301 is selected as the upstream stream server to be connected according to the setting, and the connection switching processing unit 208 performs connection control processing. The information is notified to the unit 205. The connection control processing unit 205 transmits a viewing request for the content to the upstream stream server 301 based on the server information.
[0020]
The upstream stream server 301 performs stream distribution processing of the content based on the request information, and performs stream distribution. Specifically, a connection for stream control is connected between the upstream stream server 301 and the stream relay control device 200, and thereafter, a stream packet is transmitted to the stream relay control device 200. In the stream relay control device 200, the stream packet is received by the line termination unit 202b, stored in the common memory 209, and transmitted from the line termination unit 202a to the client 101.
[0021]
(Process at the time of upstream failure)
In this description, it is assumed that the upstream stream server 301 has failed.
[0022]
The server application of the upstream stream server 301 stops for some reason, the transmission of stream packets from the upstream stream server 301 stops, and the control connection between the upstream stream server 301 and the stream relay control device 200 is disconnected.
[0023]
The stream relay control device 200 receives the control connection disconnection information from the upstream stream server 301 at the line termination unit 202b via the line 201b, and analyzes at the packet distribution unit 203b that the information is the control connection disconnection information. Then, the information is notified to the connection management unit 206. The connection management unit 206 determines, based on the information, that the upstream stream server 301 that has delivered the content can no longer deliver the content, and instructs the connection switching processing unit 208 to switch the connection. Notify The connection switching processing unit 208 notifies the connection control processing unit 205 to switch the upstream stream server to be connected to distribute the content from 301 to 302 based on the information. The connection control processing unit 205 notifies the client 101 viewing the content that the upstream stream server 301 that distributes the content cannot distribute the content.
[0024]
(Processing when requesting re-viewing from client)
The client 101 transmits a request for viewing the content to the stream relay control device 200 in order to try re-viewing the content.
[0025]
The stream relay control device 200 attempts to connect to the upstream stream server that distributes the content based on the request information. At this time, since the connected upstream stream server has been switched to the stream server 302, a viewing request is transmitted to the upstream stream server 302.
[0026]
The upstream stream server 302 performs stream distribution processing of the content based on the viewing request, and performs stream distribution.
[0027]
As described above, in the present embodiment, the state of the upstream stream server is monitored by the stream relay control device 200, and when an upstream failure occurs, a connection to an upstream stream server different from the failed server is made in response to a new viewing request. Switching and distribution of the content are performed.
[0028]
In the present embodiment, a case has been described in which the service application of the upstream stream server 301 that is delivering the stream is stopped, but the line 201b connecting the upstream stream server 301 and the stream relay control device 200 is disconnected. Even when a failure occurs, the switching process of the upstream stream server can be performed in the same processing flow.
[Second embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described. A description of a portion that performs the same processing as in the first embodiment may be omitted.
[0029]
(Stream distribution processing)
It is assumed that stream distribution processing has been performed in the same manner as in the first embodiment.
[0030]
(Process when intermittently receiving stream packets from upstream)
In the present embodiment, there is no stop of the service application in the stream server 301, no disconnection of the network, etc., and the stream distribution processing from the upstream stream server 301 becomes unstable and the transmission of stream packets becomes intermittent. explain.
[0031]
In the upstream stream server 301, the distribution processing of the stream becomes unstable due to, for example, continuous distribution of the stream for a long time, and the transmission of stream packets becomes intermittent. Specifically, the phenomenon of stopping the distribution of stream packets for several seconds and then transmitting the stream packets is repeated.
[0032]
In the stream relay control device 200, the intermittent stream packet is received by the line termination unit 202b via the line 201b and stored in the common memory 209. The common memory 209 notifies the packet reception management unit 207 of the time at which the packet was written.
[0033]
The packet reception management unit 207 calculates a reception interval of the stream packet received from the upstream stream server 301 based on the information. Further, the calculation result is compared with a predetermined packet non-arrival allowable time, and if the calculation result is larger, the stream packet transmission interval from the upstream stream server 301 becomes abnormal, and it is determined that a stream distribution failure has occurred. This is notified to the connection switching processing unit 208. In the above description, the stream packet reception interval is compared with the packet non-arrival allowable time. However, based on the write time information from the common memory 209, even after the packet non-arrival allowable time has passed, new write time information has By not being notified from the common memory 209, a stream distribution failure may be determined. The connection switching processing unit 208 performs the switching processing of the upstream stream server based on the information of the stream distribution failure from the packet reception management unit 207, as in the first embodiment.
[0034]
As described above, in the present embodiment, even when the service of the upstream stream server performing the stream delivery is not stopped, the delivery of the stream packet from the upstream stream server becomes unstable, and the stream packet is transmitted for a certain period of time. When it does not arrive at the relay control device 200, it determines that a stream distribution failure has occurred and switches the upstream stream server.
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described. Note that the description of the parts that perform the same processing as in the first and second embodiments may be omitted.
[0035]
(Stream distribution processing)
It is assumed that the stream distribution processing has been performed in the same manner as in the first and second embodiments.
[0036]
(Process when receiving stream packet burst from upstream)
In the present embodiment, a description will be given of a case where the stream packet from the upstream stream server 301 becomes unstable due to continued distribution for a long time, and the packet distribution is continued, but the packet is transmitted in a burst. I do.
[0037]
In the upstream stream server 301, the transmission interval becomes unstable due to, for example, continuing distribution of the content for a long time, and the stream packet to be transmitted is transmitted at a stretch at a certain timing, and then the transmission of the packet is momentarily stopped. Phenomenon may be repeated. This phenomenon is generally called burst transmission.
[0038]
In the stream relay control device 200, the stream packet from the upstream stream server 301 in this state is received by the line termination unit 202b via the line 201b and stored in the common memory 209. The common memory 209 notifies the packet reception management unit 207 of the time at which the packet was written. The packet reception management unit 207 calculates the number of stream packets received from the upstream stream server 301 arriving per unit time based on the information. The calculation result is compared with a predetermined allowable number of packet arrivals per unit time. If the calculation result is larger, it is determined that the stream packet from the upstream stream server 301 has been burst-transmitted, and the upstream stream server Assuming that 301 has failed, the connection switching processing unit 208 is notified of this.
[0039]
As in the second embodiment, the connection switching processing unit 208 determines that the upstream stream server 301 has failed and performs switching processing of the upstream stream server.
[0040]
As described above, in the present embodiment, even when the service of the upstream stream server performing the stream delivery is not stopped, the delivery of the stream packet from the stream server becomes unstable, and the per-unit When a stream packet exceeding the allowable number of packet arrivals reaches the stream relay control device, it is determined that a stream distribution failure has occurred, and the upstream stream server is switched.
[Fourth Embodiment]
In the present embodiment, the connection control processing unit 205 of the stream relay control device 200 communicates in advance with the upstream stream servers 301 and 302 to know the contents that can be distributed by these upstream stream servers, and the upstream stream that can distribute each content. A candidate server list, which is a list of servers, is created in advance.
[0041]
(Stream distribution processing)
It is assumed that the stream distribution processing has been performed in the same manner as in the first and second embodiments. At this time, an upstream stream server that can deliver the content is selected from the candidate server list, and a connection is made to the upstream stream server.
[0042]
(Process at the time of upstream failure)
If there is a failure in the upstream stream server or network connected to the connection, the connection control processing unit 205 excludes the upstream stream server from the candidate server list. When a content viewing request is made again, an upstream stream server is selected from a new candidate server list, and a connection is made to the upstream stream server.
[0043]
The processing in the stream relay control device 200 is not realized by dedicated hardware, and a program for realizing the function is recorded on a computer-readable recording medium, and is recorded on the recording medium. The computer program may be read by a computer system and executed. The computer-readable recording medium refers to a recording medium such as a floppy disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk device built in a computer system. Further, the computer-readable recording medium is one that dynamically holds the program for a short time (transmission medium or transmission wave), such as a case where the program is transmitted via the Internet, and serves as a server in that case. It also includes those that hold programs for a certain period of time, such as volatile memory inside a computer system.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a stream relay control device, it is possible to monitor the state of an upstream stream server, a line, or a network, and efficiently realize distribution control at the time of an upstream failure. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a stream relay network according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a stream relay control device in FIG. 1;
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional stream relay network.
[Explanation of symbols]
101, 102 client 200 stream relay control devices 201a, 201b, 201c lines 301, 302 upstream stream servers 202a, 202b line termination units 203a, 203b packet distribution unit 204 request packet analysis unit 205 connection control processing unit 206 connection management unit 207 packet Reception management unit 208 Connection switching processing unit 209 Common memory

Claims

ストリーム配信ネットワークにおいて、
クライアントからストリームコンテンツ視聴要求情報が送出されると、当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバにコネクションを接続し、その後、上流ストリームサーバ、もしくは回線、ネットワークの故障を検知すると、当該コンテンツを視聴しているクライアントに対して当該コンテンツが視聴不可であることを通知し、再度、該クライアントから当該コンテンツ視聴要求があった際に、故障が検知された上流ストリームサーバ以外の、当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバへコネクションを切り替えて接続することで、当該コンテンツの配信を行うストリーム中継制御方法。In a stream distribution network,
When the stream content viewing request information is sent from the client, a connection is made to the upstream stream server that distributes the content, and then, when a failure of the upstream stream server, line, or network is detected, the content is viewed. Notifying the client that the content is not viewable, and distributing the content other than the upstream stream server where the failure was detected when the client requests the content view again. A stream relay control method for distributing the content by switching and connecting to an upstream stream server.

当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバとの制御コネクションが切断されたことを検知することで、上流の故障を検知する、請求項１に記載のストリーム中継制御方法。The stream relay control method according to claim 1, wherein an upstream failure is detected by detecting that a control connection with an upstream stream server that distributes the content is disconnected.

当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバからのストリームパケットが一定期間到着しないことを検知することで、上流の故障を検知する、請求項１に記載のストリーム中継制御方法。The stream relay control method according to claim 1, wherein an upstream failure is detected by detecting that a stream packet from an upstream stream server delivering the content has not arrived for a predetermined period.

当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバからのストリームパケットが単位時間当たりに許容されるパケット数よりも多く到着することを検知することで、上流の故障を検知する、請求項１に記載のストリーム中継制御方法。2. The stream according to claim 1, wherein an upstream failure is detected by detecting that stream packets from an upstream stream server delivering the content arrive more than the number of packets allowed per unit time. 3. Relay control method.

当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバが故障した際に、クライアントからの当該コンテンツ視聴要求があった場合に切り替える上流ストリームサーバをあらかじめ決定しておくことで、当該コンテンツの配信を行う、請求項１に記載のストリーム中継制御方法。Claims: When the upstream stream server that distributes the content fails, the content is distributed by determining in advance the upstream stream server to be switched when the content is requested from the client. 2. The stream relay control method according to 1.

上流ストリームサーバと事前に通信して、各上流ストリームサーバが配信可能なコンテンツを知り、各コンテンツを配信可能な上流ストリームサーバのリストである候補サーバリストを作成しておき、クライアントからのコンテンツ視聴要求があった際には、前記候補サーバリストから当該コンテンツを配信可能な上流ストリームサーバを選択して、該上流ストリームサーバにコネクションを接続し、該上流ストリームサーバもしくはネットワークの故障があった際には、該上流ストリームサーバを前記候補サーバリストから除外し、再度、コンテンツ視聴要求がクライアントからあった際には、新たな候補サーバリストから上流ストリームサーバを選択し、該上流ストリームサーバにコネクションを接続することで、当該コンテンツの配信を行う、請求項１に記載のストリーム中継制御方法。It communicates with the upstream stream server in advance, knows the content that each upstream stream server can deliver, creates a candidate server list that is a list of upstream stream servers that can deliver each content, and requests content viewing from clients. In the case where there is a failure, select an upstream stream server capable of delivering the content from the candidate server list, connect a connection to the upstream stream server, and if there is a failure in the upstream stream server or the network, And removing the upstream stream server from the candidate server list, and when a content viewing request is made again by the client, selecting an upstream stream server from a new candidate server list and connecting a connection to the upstream stream server. Distribution of the content Performed, the stream relay control method according to claim 1.

ストリーム中継制御装置において、
クライアントから送出されたストリームコンテンツ視聴要求情報に応じて、当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバに接続後、上流ストリームサーバ、もしくは回線、ネットワークの故障を検知する手段と、該故障が検知されると、当該コンテンツを視聴しているクライアントに対して当該コンテンツが視聴不可であることを通知する手段と、再度、クライアントから当該コンテンツ視聴要求があった際に、故障が検知された上流ストリームサーバ以外の当該コンテンツを配信している上流ストリームサーバへ切り替えてコネクションを接続する手段を有することを特徴とするストリーム中継制御装置。In the stream relay control device,
A means for detecting a failure of the upstream stream server or the line or the network after connecting to the upstream stream server distributing the content in response to the stream content viewing request information sent from the client; and detecting the failure. Means for notifying the client viewing the content that the content cannot be viewed, and a means other than the upstream stream server in which the failure is detected when the content viewing request is again issued from the client. A means for switching to an upstream stream server that distributes the content and connecting the connection.

上流ストリームサーバから送出されたストリームパケットの受信状態を解析する手段を有する、請求項７に記載のストリーム中継制御装置。The stream relay control device according to claim 7, further comprising means for analyzing a reception state of the stream packet sent from the upstream stream server.

請求項１から６のいずれかに記載のストリーム中継制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。A program for causing a computer to execute the stream relay control method according to any one of claims 1 to 6.