通信终端和集群监视方法

专利名称：通信终端和集群监视方法
技术领域：
本发明涉及对于通过终端中继型的多点通信进行分组转发的网络，为了构建以集群为单位的流中继路径，决定进行集群的分割/合并的通信终端和集群监视方法。
背景技术：
将通过终端中继型的多点通信转发流数据分组的网络基于终端进行集群，已在广泛地开展。构建流中继路径的交会(rendezvous)终端等装置预先将网络中的通信终端分为多个集群。从希望加入会话(session)的通信终端(以下称为“加入终端”)接收加入请求后，该装置选择该加入终端的母终端的候选。然后，该装置测定加入终端和各母终端候选之间的带宽和延迟，基于测定结果决定最合适的母终端，重构包含母终端的集群的流中继路径。尤其在大规模的网络，通过构建这样的以集群为单位的流中继路径，可以减少带宽和延迟的测定所需的时间。然而，若属于一个集群的通信终端的数量多，则无法有效地减少带宽和延迟的测定。另外，若属于一个集群的通信终端的数量少，则重构流中继路径的自由度变少，难以接受加入终端。因此，例如专利文献I中记载有根据属于集群的通信终端的数而分割/合并集群的技术。在专利文献I所记载的技术中，由配置在每个集群的超级节点(super node)监视属于其监视下的集群中的通信终端的数。并且，在该通信终端的数超过第I阈值时，超级节点决定进行其监视下的集群的分割。另外，在该通信终端的数小于第2阈值时，超级节点决定进行与其它集群的合并。由此，能够迅速地追加加入终端。现有技术文献专利文献专利文献I :美国专利申请公开第2006/0114846号说明书

发明内容
发明要解决的问题然而，专利文献I所记载的技术中存在重构后的流中继路径的质量有可能下降的问题。这是因为在追加加入终端时，分配集群内可利用的资源来重构流中继路径，所以在集群的资源较少时导致流中继路径的质量劣化。本发明的目的是提供通信终端和集群监视方法，其能够在确保流中继路径的质量的同时，决定可迅速地追加加入终端的集群组织(cluster organization)。解决问题的方案本发明的通信终端为了构建在通过终端中继型的多点通信进行分组转发的网络中的以集群为单位的流中继路径，决定集群组织，该通信终端包括集群质量计算单元，对每个所述集群获取集群质量，该集群质量表示应当接收的分组的丢失的多少；集群持续可能性计算单元，对每个所述集群获取集群持续可能性，该集群持续可能性表示接受加入终端的容易度；以及集群分割/合并分析单元，对所述集群质量低的集群，决定分割集群，对所述集群质量高且所述集群持续可能性低的集群，决定与其它集群合并。本发明的集群监视方法用于为了构建在通过终端中继型的多点通信进行分组转发的网络中的以集群为单位的流中继路径，决定集群组织，该集群监视方法包括对每个所述集群获取表示应当接收的分组的丢失的多少的集群质量、以及表示接受加入终端的容易度的集群持续可能性的步骤；以及对所述集群质量低的集群，决定分割集群，对所述集群质量高且所述集群持续可能性低的集群，决定与其它集群合并的步骤。发明的效果根据本发明，能够在确保流中继路径的质量的同时，决定可迅速地追加加入终端的集群编组。


图I是表示一例本发明的一实施方式的网络系统的结构的系统结构图。图2是表示一例本实施方式的初始状态的会话结构和集群组织的图。图3是表示一例包括本实施方式的通信终端的各装置的结构的方框图。图4是表示一例本实施方式的整体网络系统的动作的流程图。图5是表示一例本实施方式的直至决定集群分割/合并为止的装置间的信息交换的流程的时序图。图6是表示一例本实施方式的决定集群分割时的装置间的信息交换的流程的时序图。图7是表示一例本实施方式的决定集群合并时的装置间的信息交换的流程的时序图。图8是表示一例本实施方式的阈值信息的结构的9是表示一例本实施方式的网络链路质量信息的结构的图。图10是表示一例本实施方式的集群度量信息的结构的图。图11是表示一例本实施方式的持续可能性信息的结构的图。图12是表示一例本实施方式的集群分割请求的结构的图。图13是表示一例本实施方式的集群分割响应的结构的图。图14是表示一例本实施方式的集群变更请求的结构的图。图15是表示一例本实施方式的集群变更响应的结构的图。图16是表示一例本实施方式的集群信息请求的结构的图。图17是表示一例本实施方式的集群信息的结构的图。图18是表示一例本实施方式的集群连接请求的结构的图。图19是表示一例本实施方式的集群连接响应的结构的图。图20是表示一例本实施方式的更新集群信息的结构的图。图21是表示一例本实施方式的集群合并请求的结构的图。图22是表示一例本实施方式的集群合并响应的结构的图。、
图23是表示一例本实施方式的集群监视终端的动作的流程图。图24是表示一例本实施方式的集群质量决定处理细节的流程图。图25是表示一例本实施方式的持续可能性决定处理细节的流程图。图26是表示在本实施方式的持续可能性决定处理的说明中作为一例使用的集群间的关系的图。图27是表示本实施方式的低质量网络决定处理细节的流程图。图28是表示本实施方式的集群分割/合并处理细节的流程图。
图29是表示本实施方式的集群分割/合并处理中的规则的流程图。图30是表示本实施方式的集群间路径构建处理细节的流程图。图31是表示一例本实施方式的进行了集群分割的状态的图。图32是表示一例本实施方式的进行了集群合并的状态的图。图33是表示一例本实施方式的接受加入终端的情况的图。图34是表示一例本实施方式的重构的会话结构的图。标号说明100网络系统102 网络104 108、112 122、126 136 通信终端110、124、138(330、332、334)集群410流转发终端411流式传输(streaming)管理单元412 AV流通信单元420主控制终端421终端协调器422阈值规定单元430集群监视终端431集群管理单元432集群质量计算单元433集群持续可能性计算单元434集群分割/合并分析单元435集群度量数据库
具体实施例方式下面，参照附图详细地说明本发明的一实施方式。首先，在本实施方式的说明之前，说明本实施方式中的主要用语的定义。所谓“终端中继型多点通信”，是在多方操作中，经由网络连接的逻辑会话。另外，这里，多方操作是指具有接收、复制及转发分组的功能的多个通信终端同时交换数据分组的操作。所谓“集群”，是作为对网络追加通信终端时的流中继路径的重构的单位而集合的
一群通信终端。
所谓“集群监视终端”，是包含本发明的通信终端的通信终端，是具有决定集群的分割/合并的功能的通信终端。所谓“主控制终端”，是具有调整网络的集群组织的功能的通信终端。所谓“低丢失链路”，是从流的发送源的通信终端发送的分组(以下称为“应当接收的分组”)的丢失几乎为零的网络链路。另外，以下将流的发送源的通信终端称为“根(root)终端”。所谓“网络链路质量”，是每个网络链路的应当接收的分组的丢失的多少。所谓“本地(local)集群”，是作为处理对象的集群，或者是作为注目对象的集群监视终端所监视的集群。所谓“上游集群”，是形成从根终端至本地集群中的某一通信终端的流中继路径的集群。所谓“下游集群”，是由本地集群形成从根终端至该集群中的某一个通信终端的流中继路径的至少一部分的集群。所谓“母集群”，是上游集群中的、包含与本地集群的通信终端直接连接的通信终端的集群。所谓“子集群”，是下游集群中的、包含与本地集群的通信终端直接连接的通信终端的集群。 所谓“集群持续可能性”，是每个集群的加入终端的接受容易度，是具有可确保规定的流转发质量的充分的资源并能够接受新通信终端的加入的能力。使用低丢失链路的数来计算集群持续可能性。所谓“集群持续可能性率”，是表示集群持续可能性的高低的值。所谓“集群持续可能性阈值”，是用于集群分割/合并的判断的阈值，是表示对集群要求的最低限度的集群持续可能性的值。所谓“集群质量”，是每个集群的应当接收的分组的丢失多少，是能够几乎不丢失分组而发送流的能力。所谓“集群质量率”，是表示集群质量的高低的值。使用链路的分组丢失率来计算集群质量率。所谓“集群质量阈值”，是用于集群分割/合并的判断的阈值，是表示对集群要求的最低限度的集群质量的值。所谓“网络链路丢失率”，是每个网络链路的、丢失的分组的数(以下称为“丢失分组数”)与应当接收的分组的数(以下称为“发送分组数”)的比率。所谓“低质量的网络链路”，是成为分组丢失的发生源的网络链路。所谓“集群延迟信息”，是表示从根终端至集群最下游的叶(leaf)终端为止的最大延迟的值。所谓“网络链路延迟信息”，是表示任意的通信终端间的最大延迟的值。所谓“联系信息(contact information) ”，是表示某一通信终端与其它通信终端取得联系的手段的信息，例如是IPQnternet protocol)地址。所谓“网络路径”，是对每个通信终端，表示该通信终端直接连接到上游侧的哪个通信终端的信息，例如是上游侧的通信终端(母终端)的IP地址。
图I是表示一例本实施方式的集群监视终端的控制对象的网络系统的结构的系统结构图。
在图I中，网络系统100包括在互联网等同一网络102上连接的多个通信终端(以下有时称为“节点”)104 108、112 122和126 136。各通信终端通过终端中继型多点通信，能够与其它通信终端之间同时交换AV(audio video，音视频)流和控制流。网络系统100中设定有分别由一个或多个通信终端构成的集群110、124、138。根据通信终端的对流转发的逻辑会话(以下简称为“会话”)的加入、从会话脱离，或者网络状态的变化，动态地构建、变更或删除各个集群。也就是说，网络系统100中的会话结构和集群组织被动态地变更。图2是表示一例本实施方式的初始状态的会话结构和集群组织的图，该图与图I对应。在图2中，节点间的箭头表示节点间的网络链路和流的流向。这里假设节点a为根终端，其开始AV流转发会话。节点b和节点c从节点a接收流。这三个节点形成第I集群 330。另外，节点d和节点e从节点c接收流。节点h和节点i从节点d接收流。节点j和节点k从节点e接收流。这六个节点形成第2集群332。另外，节点f、节点g和节点m从节点b接收流。节点I从节点f接收流。节点η和节点ο从节点g接收流。这六个节点形成第3集群334。通过这样的集群组织，从节点a发送的流被播发到会话中的其它所有节点。这里，实线的箭头表示网络链路质量高，虚线的箭头表示网络链路质量低。在节点a和节点c之间、节点a和节点b之间、从节点c至节点j和节点k之间、从节点b至节点I之间以及从节点b至节点ο之间，分组丢失少。也就是说，网络链路302、304、308、314、316、318、322、324、328中分组丢失少。而从节点c至节点h和节点i之间、节点b和节点m之间以及节点g和节点η之间的各网络链路306、310、312、320和326中，分组丢失多。网络系统100包含流转发功能、集群监视功能和主控制功能。流转发功能是转发流的功能。集群监视功能是监视集群的状态的功能。主控制功能是开始整体网络102的通信终端间的会话并调整会话结构的功能。这些功能是可在一个或多个通信终端中共存或分散的逻辑实体。例如，所有的节点a 节点O具有流转发功能。另外，在这些节点中，节点a、节点d和节点f还具有集群监视功能，作为根终端的节点a进一步具有主控制功能。也就是说，网络系统100对每个集群各配置一个具有集群监视功能的节点。在本实施方式中，为了简化说明，设想具有流转发功能的流转发终端、具有集群监视功能的集群监视终端和具有主控制功能的主控制终端。下面，分为主控制终端、集群监视终端和流转发终端，说明通信终端的结构。图3是表示一例各装置的结构的方框图。另外，图中的括号内的数字是用于补充说明信息流向的数字。如图3所示，流转发终端410包括流式传输管理单元411和AV流通信单元412。流式传输管理单元411是用于与其它流转发终端(未图示)之间建立会话的控制模块。
在流转发终端410本身为加入终端的情况下，流式传输管理单元411向后述的主控制终端420的终端协调器421，请求集群监视终端430的联系信息(448)。然后，流式传输管理单元411对联系信息所示的集群监视终端430开始加入请求(456)，并且保持该联系信息作为集群监视终端连接信息。另外，流式传输管理单元411从接收流转发终端410发送的分组的其它流转发终端，收集网络链路丢失率信息。例如通过从下游的各流转发终端接收存储了丢失分组数和RTP序列号(RTP sequence number,实时传输协议序列号)的分组,从而进行上述收集。另夕卜，存储了丢失分组数和RTP序列号的分组是指，RTCP (实时传输控制协议)丢失视频分组或者是RTCP丢失音频分组等。然后，流式传输管理单元411将包含网络链路丢失率的网络链路质量信息(456 :参照后述的图9)定期地发送到联系信息所示的集群监视终端430。也就是说，流式传输管理单元411将本地集群内的网络链路质量信息定期地发送到流转发终端410所属的集群的集群监视终端。另外，以下将集群监视终端称为“流转发终端410所属的集群监视终端”。 AV流通信单元412是，用于通过会话来发送、中继和接收AV内容的流数据分组的数据流转发模块。这样的流转发终端410能够进行流数据的发送、中继和接收。另外，流转发终端410能够在进行这些流数据的发送等的同时，将网络链路质量信息定期地发送到流转发终端410所属的集群监视终端430。另外，如图3所示，主控制终端420包括终端协调器421和阈值规定单元422。在流转发终端410为加入终端时，终端协调器421作为交会点发挥功能，使流转发终端410和集群监视终端430之间的通信容易。另外，终端协调器421将集群信息播发给各集群监视终端430 (480)。集群信息是表示整个会话或任意的集群的通信终端、网络路径、网络链路延迟信息以及集群延迟信息的信息(参照后述的图17)。阈值规定单元422从所有的集群监视终端430，定期收集包含集群质量率和集群持续可能性率的持续可能性信息(参照后述的图11)。并且，根据收集的持续可能性信息的内容，阈值规定单元422调整并确定集群质量阈值和集群持续可能性阈值。然后，阈值规定单元422将包含调整后的集群质量阈值和集群持续可能性阈值的阈值信息(参照后续的图8)，发送到所有的集群监视终端430 (450)。这样的主控制终端420能够将加入终端追加到会话，同时根据网络102整体的状态，调整集群质量阈值和集群持续可能性阈值。另外，如图3所示，集群监视终端430包括集群管理单元431、集群质量计算单元432、集群持续可能性计算单元433、集群分割/合并分析单元434和集群度量数据库(DB)435。集群管理单元431从主控制终端420的阈值规定单元422接收阈值信息(参照后述的图8) (450)，将接收的阈值信息传送到集群分割/合并分析单元434(478)。另外，集群管理单元431接收网络链路质量信息(参照后述的图9) (456)。但是，该接收的网络链路质量信息是从属于集群监视终端430监视的集群的、所有流转发终端410的流式传输管理单元411定期发送的信息。集群管理单元431每次定期接收的网络链路质量信息时，将接收的网络链路质量信息分别输出到集群持续可能性计算单元433和集群质量计算单元432(470,472)。另外，集群管理单元431与同一流中继路径中存在的其它的集群监视终端(未图示)之间，交换集群度量信息。该集群度量信息是用于将集群内的状态通知给其它的集群监视终端的信息，是包含低丢失链路的数以及低质量网络链路的列表的信息(参照后述的图10)。然后，集群管理单元431将交换的集群度量信息输出到集群持续可能性计算单元 433 (470)。另外，在从后 述的集群分割/合并分析单元434接收到需要分割集群的通知时，集群管理单元431选择在分割后的各集群中作为集群监视终端的流转发终端410。此时，集群管理单元431选择自根终端的延迟最少且不形成低质量链路的流转发终端410。然后，集群管理单元431将集群分割请求(参照后述的图12)发送到选择出的流转发终端410 (456)。该集群分割请求是作为集群分割的触发的请求。接受了集群分割请求的流转发终端410成为新的集群监视终端430。新的集群监视终端430中的集群管理单元431更新有关监视下的所有流转发终端410的信息。然后，集群管理单元431向主控制终端420查询最新的集群信息(480)。然后，集群管理单元431将新监视下的流转发终端410的各自的网络链路延迟信息更新(456)。并且，在接收集群信息和网络链路延迟信息后，集群管理单元431进行集群间路径构建处理。集群间路径构建处理是决定本地集群的母集群并构建本地集群内部的流中继路径的处理。集群间路径构建处理的细节将后述。另外，在接受了集群分割请求的流转发终端410中，也进行该集群间路径构建处理。 另外，在从后述的集群分割/合并分析单元434接收需要合并集群的通知时，集群管理单元431选择作为合并对象的集群的集群监视终端430。然后，集群管理单元431将集群合并请求(参照后述的图21)发送到选择出的集群监视终端(未图示)。该集群合并请求是作为集群合并的触发的请求。另外，集群管理单元431选择在合并后的集群中作为集群监视终端的通信终端。以下，发送集群合并请求的一方称为“合并方”，接受了集群合并请求的一方称为“被合并方”。合并方的集群监视终端430和被合并方的集群监视终端430中的集群管理单元431更新有关监视下的所有流转发终端410的信息。合并方的集群管理单元431向主控制终端420查询最新的集群信息(480)。然后，合并方的集群管理单元431将监视下的流转发终端410的各个网络链路延迟信息更新(456)。然后，在接收集群信息和网络链路延迟信息后，合并方的集群管理单元430进行集群间路径构建处理。然后，集群管理单元431将包含有新的集群的集群监视终端430的联系信息的更新集群信息发送到监视下的所有的流转发终端410 (456)。更新集群信息(参照后述的图20)是，例如表示本地集群的通信终端、网络路径、网络链路延迟信息、集群延迟信息和本地集群的集群分割/合并的状态等的信息。但是，设为从新的集群发送到监视下的流转发终端410的更新集群信息中，仅记述发送源的IP地址、新的集群中的通信终端的总数η、以及各通信终端的IP地址。此内容与后述的集群变更请求(参照后述的图14)相同。另外，集群管理单元431还将更新集群信息发送到主控制终端420的终端协调器421 (480)。集群持续可能性计算单元433基于网络链路质量信息和上下游集群的低丢失链路的数，计算集群持续可能性率，将其输出到集群分割/合并分析单元434(474)。集群质量计算单元432基于网络链路质量信息，计算集群质量率，将其输出到集群分割/合并分析单兀434 (476)。集群分割/合并分析单元434基于阈值信息、集群持续可能性率和集群质量率，决定是否需要分割或合并属于集群监视终端430的集群。更具体地说，在本地集群的集群质量低的情况下，集群分割/合并分析单元434决定集群分割。另外，在本地集群的集群质量高且集群持续可能性低的情况下，集群分割/合并分析单元434决定与母集群进行集群合并。并且，集群分割/合并分析单元434将决定结果输出到集群管理单元431 (478)。集群度量数据库435存储包含了低质量的网络链路的列表的所有数据库信息。数据库信息包含阈值信息、网络链路质量信息、集群度量信息、集群合并请求、集群变更请求和持续可能性信息。 这样的集群监视终端430在应当接收的分组的丢失多的情况下，可以对本地集群决定分割。另外，集群监视终端430在接受加入终端有困难的情况下，可以对本地集群决定与母集群合并。也就是说，集群监视终端430能够在确保流中继路径的质量的同时，决定可迅速地追加加入终端的集群组织。另外，集群监视终端430能够构建本地集群和其它集群之间的流中继路径以及本地集群内部的流中继路径。另外，虽然未图示，主控制终端420、流转发终端410和集群监视终端430分别具有例如CPU (central processing unit,中央处理器)、存储有控制程序的ROM (read onlymemory,只读存储器)等存储介质、RAM (random access memory,随机存取存储器)等操作用存储器、以及通信电路等。此时，通过由CPU执行控制程序而实现上述的各装置中的各单元的功能。接下来，说明网络系统100的动作。首先说明整个系统的动作。图4是表示一例整个网络系统100的动作的流程图。首先，根终端(图2的节点a)开始会话，通过指定的质量的流，开始AV流的播发(S1010)。在持续的流转发中，各流转发终端410监视与本机连接的各网络链路的质量，将监视结果包含在网络链路质量信息(参照后述的图9)内并向集群监视终端430定期报告。然后，在持续的流转发中，集群监视终端430基于从本地集群的各流转发终端410报告的网络链路质量信息，计算集群质量(S1020)。然后，在持续的流转发中，集群监视终端430基于从本地集群的各流转发终端410报告的网络链路质量信息，计算集群持续可能性(S1030)。另外，以从其它集群监视终端接收的集群度量信息和基于树结构的流中继路径为基础，集群监视终端430确定低质量的网络链路(S1040)。在网络链路丢失率几乎为零时，网络链路被分类为高质量，与此相反，在网络链路丢失率较高时，网络链路被分类为低质量。例如，集群监视终端430也可以将网络链路丢失率在预先设定的阈值以上的网络链路分类为低质量的网络链路。或者，集群监视终端430也可以将与上一个上游侧的网络链路之间，网络链路丢失率之差或比率在阈值以上的网络链路，分类为低质量的网络链路。然后，集群监视终端430基于计算出的集群质量率和集群持续可能性率，决定集群分割/合并。然后，集群监视终端430将集群分割请求(参照后述的图12)或集群合并请求(参照后述的图21)发送到其它集群监视终端，由此开始集群分割/合并(S1050)。其结果，网络系统100根据需要进行集群分割/合并。也就是说，网络系统100避开低质量的网络链路而重构具有与指定的流质量对应的足够带宽的、基于低延迟的流中继路径(分发树)(S1060)。如上所述，网络系统100在播发AV流的同时，判断是否需要集群分割/合并，适宜地对集群进行分割/合并，重构以低延迟为基础的流中继路径。接下来，说明网络系统100中的信息交换的流程。图5是表示一例直至决定集群分割/合并为止的装置间的信息交换的流程的时序图。这里，为了简化说明，仅图示一个主控制终端420、两个集群监视终端430和一个流转发终立而410。在要加入会话时，流转发终端410将联系信息的请求发送到主控制终端420 (S502)。其结果，发回包含第I集群监视终端430-1的一个或多个集群监视终端430的联系信息(S504)。流转发终端410根据接收到的联系信息，将加入请求发送到包含第I集群监视终端430-1的一个或多个集群监视终端430 (S506)。这里假设决定为流转发终端410 处于第I集群监视终端430-1的监视下。主控制终端420将阈值信息(参照后述的图8)发送到各集群监视终端430 (S508、S510)。另外，主控制终端420也能够在会话中，将根据网络状态或各通信终端的能力的变化等而调整的阈值信息进行重发。另一方面，在流转发中，各流转发终端410向该流转发终端410所属的集群监视终端430，报告网络链路质量信息(参照后述的图9) (S512、S514)。另外，各集群监视终端430对接收的网络链路质量信息进行处理。然后，各集群监视终端430与上游集群和下游集群中的所有集群监视终端，交换集群度量信息(参照后述的图10) (S516)。也就是说，各集群监视终端430在路径集群的集群监视终端间，交换集群
度量信息。然后，各集群监视终端430计算集群质量率和集群持续可能性率，将持续可能性信息(参照后述的图11)发送到主控制终端420(S518、S520)。通过以上的动作，各集群监视终端430-1、430_2获取阈值信息、处于监视下的各流转发终端410的网络链路质量信息、以及其它集群监视终端430的集群度量信息。然后，各集群监视终端430分析这些信息，判断是否进行本地集群的分割/合并。图6是表示一例决定集群分割时的装置间的信息交换的流程的时序图。假设第I集群监视终端430-1将本地集群内的某一流转发终端410决定为新的第3集群监视终端430-3。此时，第I集群监视终端430-1将集群分割请求(参照后述的图12)发送到决定出的流转发终端410 (S540)。该集群分割请求是作为将发送对象的流转发终端410设定为第3集群监视终端430-3的触发的请求。另外，在集群分割请求被拒绝的情况下，第I集群监视终端430-1将集群分割请求发送到本地集群内的其它流转发终端410。在接受请求时，第3集群监视终端430-3发回表示其意旨的集群分割响应(参照后述的图13) (S542)。然后，第3集群监视终端430-3将集群变更请求(参照后述的图14)作为延迟测定的触发，发送到新集群内的流转发终端410 (S544)。新集群内的所有流转发终端410是指处于监视下的所有流转发终端410。接收到集群变更请求的流转发终端410测定与同一集群内的其它所有终端之间的延迟时间。然后，流转发终端410发回包含了测定结果即网络延迟信息的集群变更响应(参照后述的图15) (S546)。另外，接收到集群变更请求的流转发终端410更新集群监视终端连接信息以使以后的网络链路丢失率信息发送至第3集群监视终端430-3在通过分割而形成的两个集群中，分别重构本地集群内部的流中继路径。请求了集群分割的集群监视终端430已经获取重构流中继路径所需的全部集群信息。因此，仅有新的第3集群监视终端430-3向主控制终端420查询并新获取集群信息。同时，新的第3集群监视终端430-3将本机注册到主控制终端420。通过将“新”状态的集群信息请求(参照后述的图16)发送到主控制终端420，进行上述查询和注册(S548)。主控制终端420发回与会话内的所有集群有关的集群信息(参照后述的图17)作为该请求的响应(S550)。新的第3集群监视终端430-3通过接收集群信息和集群变更响应，获取用于构建本地集群的流中继路径所需的全部信息。也就是说，新的第3集群监视终端430-3获取IP地址、低质量链路的网络链路的列表、更新后的网络链路延迟信息、会话的网络中继路径以及集群延迟信息等。然后，新的第3集群监视终端430-3进行集群间路径构建处理(S551)。假设在该集群间路径构建处理中，新的第3集群监视终端430-3将第2集群监视终端430-2作为母集群的候选。此时，新的第3集群监视终端430-3将用于请求集群间的连接的集群连接请求(参照后述的图18)发送到第2集群监视终端430-2 (S552)。接收到集群连接请求的第2集群监视终端430-2通过发回集群连接响应(参照后述的图19)，对每个所请求的连接关系进行响应(S554)。第I集群监视终端430-1与新的第3集群监视终端430-3同样地进行集群间路径构建处理(S555)。接着，第I集群监视终端430-1将“新”状态的更新集群信息(参照后述的图20)和网络中继路径信息反馈到主控制终端420(S556)。网络中继路径信息是包含于更新集群信息的各通信终端的网络路径。收到更新集群信息后，主控制终端420对各集群监视终端430，发送与该集群有关的部分的集群信息(S558)。由此更新各集群监视终端430保持的集群信息。通过如上的动作，根据集群分割的决定，将一个集群分割为多个集群。图7是表示一例决定集群合并时的装置间的信息交换的流程的时序图。假设第I集群监视终端430-1选择了图5所示的第2集群监视终端430_2作为合并对象。此时，第I集群监视终端430-1将用于请求集群合并的集群合并请求(参照后述的图21)发送到选择出的第2集群监视终端430-2 (S570)。在第2集群监视终端430-2中也决定了集群合并的情况下，该集群合并请求被接受，发回“接受”状态的集群合并响应(参照后述的图22) (S572)。该集群合并响应包含第2集群监视终端430-2的集群的网络链路延迟信息以及低质量的网络链路的列表。另外，在集群合并请求被拒绝的情况下，第I集群监视终端430-1选择下一个其它集群监视终端并发送集群合并请求。集群合并请求被接受后，第I集群监视终端430-1将集群变更请求(参照后述的图14)发送到本地集群内的所有的流转发终端410(S574)。该集群变更请求是作为延迟测定的触发的请求。接收到集群变更请求的流转发终端410测定与同一集群内的其它所有终端之间的延迟时间。然后，流转发终端410发回包含了测定结果即网络延迟信息的集群变更响应(参照后述的图15) (S575)。另外，接收到集群变更请求的流转发终端410更新集群监视终端连接信息以使以后的网络链路丢失率信息发送至第I集群监视终端430-1。第I集群监视终端430-1将“继续”状态的集群信息请求(参照后述的图16)发送到主控制终端420。由此，第I集群监视终端430-1向主控制终端420请求与本地集群有关的部分集群信息(S578)。主控制终端420发回被请求的部分集群信息(参照后述的图17)(S580)。第I集群监视终端430-1通过接收集群信息和集群变更响应，获取构建本地集群的流中继路径所需的全部信息。也就是说，第I集群监视终端430-1获取IP地址、低质量链路的网络链路的列表、更新后的网络链路延迟信息、会话的网络中继路径以及集群延迟信息等。然后，第I集群监视终端430-1进行集群间路径建立处理(S581)。假设在该集群间路径构建处理中，第I集群监视终端430-1将第3集群监视终端430-3作为母集群的候选。此时，第I集群监视终端430-1将集群连接请求(参照后述的图18)发送到第3集群监视终端430-3 (S582)。接收到集群连接请求的第3集群监视终端430-3通过发回集群连接响应(参照后述的图19)，对每个所请求的连接关系进行响应(S584)。集群间路径构建处理完毕后，第I集群监视终端430-1将“合并”状态的更新集群信息(参照后述的图20)和网络中继路径信息反馈给主控制终端420 (S586)。另外，为了解除被合并方的作为第2集群监视终端430-2的功能，第I集群监视终端430-1例如将两个更新集群信息(参照后述的图20)发送到主控制终端420(S586)。例如，第I个更新集群信息为有关新集群的信息，第2个更新集群信息为有关被解除的集群的信息。然后，收到更新集群信息，主控制终端420将部分集群信息(参照后述的图17)发送到该更新集群信息的发送源的连接对象的集群监视终端430 (S588)。另外，这里集群监视终端430为第3集群监视终端430-3。但是，该部分集群信息是与该集群监视终端430的本地集群(这里是第3集群监视终端430-3的本地集群)有关的部分集群信息。该集群监视终端430所保持的集群信息被更新。通过如上的动作，根据集群合并的决定，将多个集群合并为一个集群。如上所述，在网络系统100中，在装置之间交换各种信息。在此，说明在网络系统100中所交换的各信息的结构。图8是表不一例阈值信息的结构的图。如图8所示，阈值信息600包含集群质量阈值602、集群持续可能性阈值604和时戳606。时戳606表示在主控制终端420中，确定了集群质量阈值602和集群持续可能性阈值604的时刻。图9是表示一例网络链路质量信息的结构的图。如图9所示，网络链路质量信息700包含网络链路ID702以及与该网络链路ID702对应的网络链路丢失率信息704。这里，网络链路ID是，唯一地分配给每个流中继路径的流中继路径的识别信息。网络链路丢失率信息是，由一个或多个(m个)网络链路丢失率构成的信息。图10是表示一例集群度量信息的结构的图。如图10所示，集群度量信息800包含集群ID802、以及与该集群ID802对应的低丢失链路的数804和网络链路ID的列表806。这里，集群ID是唯一地分配给每个集群的集群的识别信息，例如集群监视终端430的IP地址，或者由主控制终端420所分配的数值。网络链路ID的列表806是在集群ID802所示的集群中的(η个)低质量链路的网络ID的列、表。图11是表示一例持续可能性信息的结构的图。如图11所示，持续可能性信息900包含集群10902、集群10902所示的集群的集群质量率904以及集群持续可能性率906。图12是表示一例集群分割请求的结构的图。
如图12所示，集群分割请求2500包含新的集群中的通信终端的总数(n)2502、以及属于该新的集群的η个通信终端的IP地址2504。另外，集群分割请求2500还包括新的集群中的网络链路延迟信息的总数(m) 2506、以及该m个网络链路延迟信息2508。还有，集群分割请求2500包括新的集群中的低质量的网络链路的总数(P) 2510、以及该P个低质量的网络链路的列表2512。图13是表示一例集群分割响应的结构的图。如图13表示，集群分割响应2600包括表示“接受”或“拒绝”的响应状态2602。图14是表示一例集群变更请求的结构的图。如图14所示，集群变更请求2700包含请求方的集群监视终端430 (即网络质量信息的报告对象)的ID地址2702、以及属于新集群的通信终端的总数(n)2704。另外，集群变更请求2700还包含该η个通信终端的IP地址2706。图15是表示一例集群变更响应的结构的图。如图15表示，集群变更响应2800包括表示“接受”和“拒绝”中的哪一个的响应状态2802。另外，集群变更响应2800还包括对新集群测定出的网络延迟信息的总数(m)2804、以及该m个网络延迟信息2806。图16是表示一例集群信息请求的结构的图。如图16所示，集群信息请求2900包含请求方的集群监视终端430的集群ID2902、以及表示“新”或“继续”的请求状态2904。图17是表示一例集群信息的结构的图。如图17所示，集群信息3000包含集群监视终端430的列表3002、正在参加会话的通信终端的总数(η) 3004以及该η个通信终端的IP地址3006。另外，集群信息3000还包括该η个通信终端分别所属的集群ID3008、以及各通信终端的网络路径3010。另外，集群信息3000还包括在会话中的网络链路延迟信息的总数(m) 3012、以及该m个网络链路延迟信息3014。另外，集群信息3000包括在会话中的集群的总数(P) 3016、以及该P个集群的各个集群延迟信息3018。另外，仅请求每个集群的部分信息的情况下，集群信息3000可以削减为所请求的信息。这种集群信息相当于上述的部分集群信息。图18是表示一例集群连接请求的结构的图。如图18所示，集群连接请求3100包含请求方的集群监视终端430的集群ID3102、以及应当与新的子集群(即请求方的集群)连接的网络链路的总数(n)3104。另外，集群连接请求3100还包括该η个网络链路的上游侧的通信终端的IP地址3106、以及下游侧的通信终端的IP地址3108。另外，集群连接请求3100还包含每个网络链路的、表示“连接”和“切断”中的哪一个的请求状态3110。“连接”状态是用于请求新的路径的连接的状态。“切断”状态是用于请求现有的路径的切断的状态。另外，例如在存在更优选的集群连接时，决定路径的切断。图19是表示一例集群连接响应的结构的图。如图19所示，集群连接响应3200包含响应方的集群监视终端430的集群ID3202、以及应与新的子集群(即请求方的集群)连接的网络链路的总数(n)3204。另外，集群连接响应3200还包括该η个网络链路的上游侧的通信终端的IP地址3206、以及下游侧的通信终端的IP地址3208。并且，集群连接响应3200包含每个网络链路的、表示“接受”和“拒绝”中的哪一个的响应状态3210。图20是表示一例更新集群信息的结构的图。如图20所示，更新集群信息3300包含发送源的集群监视终端430的集群ID3302、属于发送源的集群的通信终端的总数(η) 3304。另外，更新集群信息3300还包括该η个通 信终端的IP地址3306、以及各通信终端的网络路径3308。另外，更新集群信息3300还包括集群内的网络链路延迟信息的总数(m) 3310、以及该m个网络链路延迟信息3312。另外，更新集群信息3300还包括集群延迟信息3314、以及表示“合并”、“被合并”和“新”中的哪一个的信息状态3316。图21是表示一例集群合并请求的结构的图。如图21所示,集群合并请求3400包含请求方的集群监视终端430的集群ID(IP地址)3402、以及请求方的集群中的通信终端的总数(η) 3404。另外，集群合并请求3400还包括请求方的集群的集群质量率3406和集群持续可能性率3408。图22是表示一例集群合并响应的结构的图。如图22表示，集群合并响应3500包括表示“接受”和“拒绝”中的哪一个的响应状态3502。另外，集群合并响应3500还包括被合并集群中的网络链路延迟信息的总数(m) 3504、以及该m个网络链路延迟信息3506。另外，集群合并响应3500还包括低质量的网络链路的数(P) 3508、以及该P个低质量的网络链路的列表3510。接下来，说明集群监视终端430的动作。图23是表示一例集群监视终端430的动作的流程图。首先，在步骤S2010中，集群管理单元431判断是否从主控制终端420接收到阈值信息(参照图8)(与图5的步骤S508、S510对应)。在接收到阈值信息时(S2010 是”)，集群管理单元431进至步骤S2020。另外，在未接收阈值信息时(32010:“否”)，集群管理单元431进至下一个步骤S2030。在步骤S2020中，集群管理单元431将接收到的阈值信息存储到集群度量数据库435中，然后进至步骤S2030。在步骤S2030中，集群管理单元431从本地集群的流转发终端410，获取网络链路质量信息(参照图9)。另外，集群管理单元431判断是否接收到生成集群度量信息所需的全部网络链路质量信息(参照图9)(与图5的步骤S512、S514对应)。在接收到全部的网络链路质量信息时(S2030 是”)，集群管理单元431将接收到的全部网络链路质量信息输出到集群质量计算单元432。然后，集群管理单元431进至步骤S2040。另外，在未接收全部网络链路质量信息时(S2030 否”)，集群管理单元431进至下一个步骤S2050。在步骤S2040中，集群质量计算单元432基于输入的网络链路质量信息，确定低质量的网络链路。然后，集群质量计算单元432生成包含了低质量网络链路的列表和低丢失链路的数的集群度量信息(参照图10)。然后，集群质量计算单元432将生成的集群度量信息通过集群管理单元431发送到其它集群监视终端(与图5的步骤S516对应)，然后进至步骤S2050。在步骤S2050中，集群管理单元431判断是否从其它集群监视终端接收到分析集群分割/合并所需的全部集群度量信息。这里，全部集群度量信息是，对上游集群和下游集群的所有的集群(以下称为“路径集群”)生成的集群度量信息。在接收到全部集群度量信息时(S2050 是”)，集群管理单元431进至步骤S2060，并存储接收到的集群度量信息。另外，在未接收全部集群度量信息时(S2050:“否”)，集群管理单元431进至下一个步骤 S2070。在步骤S2070中，集群管理单元431判断分析集群分割/合并的定时是否到来。该定时例如可以是上述的全部网络链路质量信息和全部集群度量信息的获取完毕的定时，也可以是从上次分析起经过了规定的时间的定时。具体而言，例如，各集群监视终端430的集群管理单元431也可以在对每个集群为不同的定时，进行集群分割/合并的分析。此时，集群管理单元431根据定时器形成周期性的分析定时，并且按该周期收集必要的全部的信息(网络链路质量信息、集群度量信息)。周期长度根据系统设计可以设定任意的值。在周期较短时，频繁进行集群分割/合并，频繁变更网络中继路径。另外，在周期较长时，基于更长的期间的分组丢失率，决定集群分割/合并。在这样周期性地进行信息收集的情况下，不一定进行是否收集了全部信息的逐次的判定。在集群分割/合并的分析定时到来时(S2070 是”)，集群管理单元431进至步骤S2080。此时，集群管理单元431将网络链路质量信息(参照图9)和集群度量信息(参照图10)分别输出到集群持续可能性计算单元433和集群质量计算单元432。另外，在该定时未到来时(S2070 否”)，集群管理单元431进至后述的步骤S2130。在步骤S2080中，集群质量计算单元432进行集群质量决定处理，计算集群质量率(与图4的步骤S1020对应)。另外，在后续的步骤S2090中，集群持续可能性计算单元433进行持续可能性决定处理，计算持续可能性率(与图4的步骤S1030对应)。其结果，集群分割/合并分析单元434输入集群监视终端430的本地集群的集群质量率和集群持续可能性率。这些处理的细节在后文中描述。然后，在步骤S2100中，集群分割/合并分析单元434通过集群管理单元431将持续可能性信息(参照图11)发送到主控制终端420 (与图5的步骤S518、S520对应)。该持续可能性信息包含集群的集群质量率和集群持续可能性率。然后，在步骤S2110中，集群质量计算单元432进行低质量网络决定处理，决定低质量网络(与图4的步骤S1040对应)。另外，在后续的步骤S2120中，集群分割/合并分析单元434进行集群分割/合并处理(与图4的步骤S1050、S1060对应)，然后进至步骤S2130。该集群分割/合并处理是用于决定集群的分割/合并的处理。其结果，适宜地进行集群的分割/合并。这些处理的细节在后文中描述。图24是表示一例集群质量决定处理(步骤S2080)的细节的流程图。
首先，在步骤S2081中，集群质量计算单元432从本地集群的所有流转发终端410，收集网络链路质量信息(参照图9)。然后，集群质量计算单元432计算每个网络链路的丢失分组数与发送分组数之比率(即网络链路丢失率)。
然后，在步骤S2082中，集群质量计算单元432计算从I减去集群内的全部网络链路丢失率的平均的值作为集群质量率。然后，集群质量计算单元432将计算出的集群质量率输出到集群分割/合并分析单兀434。图25是表示一例持续可能性决定处理(步骤S2090)的细节的流程图。另外，图26是表示在持续可能性决定处理的说明中作为一例使用的集群间的关系的图。首先，在步骤S2091中，集群持续可能性计算单元433确定本地集群中的低丢失链路的数(S2091)。也就是说，集群持续可能性计算单元433基于在图23的步骤S2030中接收的、包含于网络链路质量信息(参照图9)的网络链路丢失率信息，确定该低丢失链路的数。然后，在步骤S2092中，集群持续可能性计算单元433从在图23的步骤S2050接收的集群度量信息(参照图10)中，获取各个路径集群的低丢失链路的数。然后，集群持续可能性计算单元433对每个路径集群，计算母集群与本地集群之间的低丢失链路的差分与母集群的低丢失链路的数之比(以下称为“与母低丢失链路之比”)但是，不具有母集群的最上游的集群除外。这里，设Zi为本地集群的低丢失链路的数、Zp为母集群的低丢失链路的数，则可以用以下的式⑴表示与母低丢失链路之比％。Bi = Δ (Zp, Zi)/Zp = (Zp-ZiVZp... (I)这里，如图26所示，将集群间的关系假设为以集群A为顶点的集群A 集群E (1500 1508)。集群C是集群D的母集群，集群E是集群D的子集群。另外，集群A和集群C是集群D的上游集群，集群E是集群D的下游集群。另一方面，集群B中不存在与集群C、D、E连接的通信终端，所以集群B不是集群C、D、E的上游集群。但是，集群B是集群A的子集群，是下游集群。此时，例如可以用以下的式(2)计算集群D的与母低丢失链路之比aD。在式(2)中，设Z。为集群C中的低丢失链路的数、Zd为集群D中的低丢失链路的数。aD = Δ (Zc, ZD) /Zc = (Zc-Zd) /Zc... (2)然后，在步骤S2093中，集群持续可能性计算单元433对每个路径集群，计算本地集群与子集群之间的低丢失链路的差分与本地集群的低丢失链路的数之比。另外，以下，将本地集群与子集群之间的低丢失链路的差分与本地集群的低丢失链路的数之比称为“与子低丢失链路之比”。但是，将不具有子集群的最下游的集群除外。这里，设Z。为子集群的低丢失链路的数，则可以用以下的式(3)表示与子低丢失链路之比Ivbi = Δ (Zc，ZiVZi = (Zi-ZcVZi... (3)另外，在集群持续可能性率的计算中，除了使用与母低丢失链路之比％以外，还使用与子低丢失链路之比bi;是为了在所有的集群中实现同样高的集群持续可能性。另外，从AV流的质量保证的观点，优选将集群分割/合并的实施抑制到必要最小限度。例如，在作为母集群，除了本地集群之外其它集群也连接到子集群的情况下，有可能出现子集群的低丢失链路的数更少的情况。因此，通过除了与上游侧进行比较以外，还与下游侧进行比较，能够获得以整个会话为基准的、可接受新的通信终端的加入的能力的指标值。而且，通过以整个会话为基准，能够准确地提取集群分割/合并的优先度高的集群，将集群分割/合并的实施抑制到必要最小限度。
例如在图26的例子中，设Ze为集群E中的低丢失链路的数。此时，例如可以用以下的式(4)计算集群D的与子低丢失链路之比bD。bD = Δ (ZE, ZD) /Zd = (Zd-Ze) /Zd…⑷然后，在步骤S2094中，集群持续可能性计算单元433计算与路径集群的所有与母低丢失链路之比中的最大值之比(以下称为“与母最大值之比”)。设在路径集群的所有与母低丢失链路之比中的最大值为Max({aj})，则可以用以下的式(5)表示与母最大值之比Ci = aj/Max ({aj})...(5)例如在图26的例子中，可以用以下的式(6)计算集群D的与母最大值之比cD。cD = aD/Max(aA, ac, aD, aE)... (6) 然后，在步骤S2095中，集群持续可能性计算单元433计算与路径集群的所有与子低丢失链路之比中的最大值之比(以下称为“与子最大值之比”)。设在路径集群的所有与子低丢失链路之比中的最大值为Max(IbjI),则可以用以下的式(7)表示与子最大值之比
CliOCli = bj/Max ({bj})... (7)例如在图26的例子中，可以用以下的式(8)计算集群D的与子最大值之比dD。dD = bD/Max(bA, bc, bD, bE)... (8)然后，在步骤S2096中，集群持续可能性计算单元433对每个路径集群，计算与母最大值之比Ci和与子最大值之比Cli的平均值作为归一化前集群持续可能性率。也就是说，可以用以下的式(9)表示归一化前集群持续可能性率ei。ei =(C^di)/2…(9)另外，存在多个子集群时，设子集群的数为n，则可以用以下的式(10)和式(11)分别表示与母低丢失链路之比％和与子低丢失链路之比b”= [(Zpl-Zi)/Zpl]+. . . +[(Zpn-Zi)ZZpn] …(10)bi = [ (Z「Zcl) /Zi] +···+[ (Z「Zcm) /Zi]- (11)然后，在步骤S2097中，集群持续可能性计算单元433用路径集群的所有的归一化前集群持续可能性率中的最大值除本地集群的归一化前集群持续可能性率。由此，集群持续可能性计算单元433计算归一化的集群持续可能性率。也就是说，可以用以下的式(10)表示集群持续可能性率仁。fj = ej (ej+max (ej))... (10)图27是表示低质量网络决定处理(步骤S2110)的细节的流程图。首先，在步骤S2111中，集群质量计算单元432确定在本地集群内的流中继路径中的分组丢失的发生源的网络链路(即，低质量的网络链路)。通过基于网络链路信息和以树结构为基础的流中继路径来监视各网络链路的分组丢失率，可以确定分组丢失的发生源。然后，在步骤S2112中，集群质量计算单元432制成低质量的网络链路的列表，并将制成的列表输出到集群分割/合并分析单元434。具体而言，集群质量计算单元432确定与分组丢失的发生源的网络链路连接的上游侧和下游侧的两个流转发终端410。然后，集群质量计算单元432将确定的两个流转发终端410的识别信息(IP地址等)作为低质量的网络链路而列表。
图28是表示集群分割/合并处理(步骤S2120)的细节的流程图。首先，在步骤S2121中，集群分割/合并分析单元434判断本地集群的集群质量是否低。具体而言，集群分割/合并分析单元434对在图23的步骤S2080中计算的集群质量率和在图23的步骤S2010中获取的集群质量阈值进行比较。然后，集群分割/合并分析单元434判断集群质量率是否在集群质量阈值以上。在本地集群的集群质量较低时(S2121 “是”)，集群分割/合并分析单元434进至步骤S2122。另外，在本地集群的集群质量不低时(S2121 否”)，集群分割/合并分析单元434进至步骤S2123。在步骤S2122中，集群分割/合并分析单元434例如基于从根终端至各流转发终端410为止的最大延迟，将本地集群分割为两个集群。
例如假设节点A F属于本地集群，从根终端至节点A F的各个延迟时间按A F的顺序从短变长。此时，例如，可以考虑如下的模式将集群分割为延迟时间较短的节点A C和延迟时间较长的节点D F。另外，例如还可以考虑如下的模式将延迟时间较短的节点和较长的节点混合，分割为节点A、C、E和节点B、D、F。然后，集群分割/合并分析单元434对通过分割新生成的集群，决定集群监视终端430，并发送集群分割请求(参照图12)(与图6的步骤S540对应)。然后，在集群分割请求被接受时，集群分割/合并分析单元434将集群变更请求(参照图14)发送到各流转发终端410 (与图6的步骤S544对应)。如上所述，该集群变更请求定义新集群和新集群监视终端。然后，集群分割/合并分析单元434进至图23的步骤S2130。在步骤S2123中，集群分割/合并分析单元434判断本地集群的集群持续可能性率是否高。具体而言，集群分割/合并分析单元434对在图23的步骤S2090中计算的集群持续可能性和在图23的步骤S2010中获取的集群持续可能性阈值进行比较。然后，集群分割/合并分析单元434判断集群持续可能性是否在集群持续可能性阈值以上。在本地集群的集群持续可能性质量不高时(S2123 否”)，集群分割/合并分析单元434进至步骤S2124。另外，在本地集群的集群持续可能性质量较高时(32123:“是”)，集群分割/合并分析单元434进至图23的步骤S2130。在步骤S2124中，集群分割/合并分析单元434将集群合并请求(参照图21)发送到合并对象的集群监视终端430 (与图7的步骤S570对应)。然后，在集群合并请求被接受时，集群分割/合并分析单元434将集群变更请求(参照图14)发送到各流转发终端410 (与图7的步骤S574对应)。如上所述，该集群变更请求定义合并后的集群和集群监视终端。然后，集群分割/合并分析单元434进至图23的步骤S2130。该集群分割/合并处理中的决定集群分割/合并的规则1200如图29所示。也就是说，停止集群的分割或合并的规则是，集群质量和集群持续可能性双方都高(即，分组丢失率低、低丢失链路多)。因为这样的集群是可以作为接受加入终端的候选的集群。另外，进行集群的分割的规则是，集群质量低(即，分组丢失率高)。还有，进行集群的合并的规则是，集群质量高且集群持续可能性低(即，分组丢失率低、低丢失链路少)。另外，在集群合并处理中的拒绝的规则例如有下述规则。将集群合并请求发送到所有的集群监视终端430。接收到集群合并请求的集群监视终端430在已同样地决定集群合并的情况下，接受该集群合并请求。但是，在符合以下条件中的至少一个条件时，集群监视终端430拒绝该集群合并请求。(I)该集群监视终端430的集群不是可作为集群合并请求的对象的集群。不可作为集群合并请求的对象的集群是，例如集群质量高且集群持续可能性高的集群。(2)该集群监视终端430的集群正处于与另外的集群合并之中。(3)从对该集群监视终端430的集群最后进行集群分割/合并的时间起的经过时间未达到规定的阈值。该阈值是，为了防止频繁的集群分割/合并所导致的流质量下降，作为进行集群分割/合并的间隔预先设定的值。另外，集群分割中的拒绝的规则是，例如，在本地集群的集群质量低时。在如上进行集群分割/合并后，进行集群间路径构建处理。在集群分割的情况下，分割请求方的集群监视终端430和新的集群监视终端430对各自的集群进行集群间路径构建处理。另外，在集群合并的情况下，仅有合并请求方的集群监视终端430进行集群间路径构建处理。图30是表示一例集群间路径构建处理的流程图。例如，由集群监视终端430的集群管理单元431进行集群间路径构建处理。首先，集群监视终端430基于集群信息，从还未作为母集群候选处理的集群中，搜索自根终端的延迟最少的集群(S3602)。该搜索的集群是母集群的候选。然后，在存在母集群的候选(以下称为“候选集群”)时(S3604:“是”)，集群监视终端430判断该候选集群能否再添子集群(S3606)。也就是说，集群监视终端430判断候选集群的现状的子集群的个数是否小于规定的最大值。该最大值例如基于集群能够中继的流的最大量(size)来决定。在候选集群无法再添子集群时(S3606 否”)，集群监视终端430返回到步骤S3602，搜索另外的候选集群。另外，在候选集群可以再添子集群时63606:“是”)，集群监视终端430进至步骤S3608。集群监视终端430选择连接该候选集群的通信终端和本地集群的通信终端的、一个或多个网络链路(S3608)。此时，集群监视终端430选择不是低质量且自根终端的延迟较少的网络链路。然后，集群监视终端430将集群连接请求(参照图18)发送到候选集群的集群监视终端(S3610)。在接受该集群连接请求时，候选集群的集群监视终端430设定由请求方的集群监视终端430选择的网络链路。如上所述，在一个会话中，同时并行地进行集群分割和集群合并。因此有可能将来自多个集群监视终端430的多个集群连接请求发送到一个集群监视终端430。在子集群的个数要超过规定的最大值时，接受了集群连接请求的候选集群拒绝超过部分的集群连接请求。候选集群例如可以基于接收请求先后的顺序选择集群，也可以优先选择自根终端的延迟较少的集群。在发送的集群连接请求被拒绝时(3612 否”)，集群监视终端430返回到步骤 S3602，搜索另外的候选集群。另一方面，发送的集群连接请求被接受时63612:“是”)，集群监视终端430进至步骤S3614。然后，集群监视终端430对本地集群内的所有的通信终端，判断是否已设定连接对象(直接连接的上游侧的通信终端即母终端)(S3614)。在未设定连接对象的通信终端残留时(S3614 否”)，集群监视终端430返回到步骤S3602，搜索另外的候选集群。另一方面，在对集群内的所有的通信终端已设定连接对象时(S3614 是”)，集群监 视终端430结束一系列的处理。另一方面，在还未对集群内的所有的通信终端设定连接对象且判断为不存在候选集群时(S3604:“否”)，集群监视终端430进至步骤S3616。然后，集群监视终端430构建以低延迟为基础的流中继路径(分发树)而结束处理(S3616)。此时，集群监视终端避开低质量的网络链路，将未设定连接对象的通信终端连接到已设定了连接对象的本地集群内的通信终端。通过这样的处理，例如存在被某个候选集群拒绝连接的通信终端时，集群监视终端430向下一个候选集群请求与该通信终端连接。并且，集群监视终端430将无法与其它集群直接连接的通信终端，经由可以与其它集群直接连接的通信终端，间接地连接到其它集群。通过以上的动作，流转发终端410能够基于上游集群和下游集群之间的集群持续可能性的相对关系，决定集群的合并。更具体地说，流转发终端410能够决定将在上下的集群间低丢失链路的数的差较小且网络质量较低的集群与其它集群合并。另外，流转发终端410能够决定将网络质量较低的集群进行分割。低丢失链路可以说是能够将更多的流转发终端410配置在其下游而复制/中继AV内容的、丰富的资源。因此，与母集群和子集群相比，可以说由更多的低丢失链路构成的集群是具有接受加入终端的余地的、持续可能性高的集群。为了保证接受加入终端的可扩展性，应当将各集群的持续可能性维持在比规定的等级高的等级。另外，通过合并多个集群，合并后的集群成为具有接受加入终端的余地的、持续可能性高的集群。因此，如上所述，各集群监视终端430使用表示流中继路径中的相对的低丢失链路的数的集群持续可能性率、以及对每个会话设定的集群持续可能性阈值。并且，对集群持续可能性率在集群持续可能性阈值以下的集群，各集群监视终端430决定与母集群或子集群合并。由此，网络系统100能够将各个集群的持续可能性维持在比规定的等级高的状态，能够灵活地接受加入终端。另外，对各自的集群质量低的集群，集群监视终端430决定分割。高的分组丢失率可以说是网络状态变化的结果。通过这样的网络链路的分割，网络系统100能够组织减少了流转发终端410的数的集群。也就是说，网络系统100能够重新设定流中继路径以减少各个流转发终端410的中继对象。并且，由此降低分组丢失率高的网络链路的网络负荷，降低其网络链路丢失率。下面说明在网络系统100中的集群分割/合并的一例情况。这里假设初始状态的会话结构和集群结构为图2所示的状态。如上所述，网络链路306、310、312、320、326的分组丢失率高。这里假设网络链路306被确定为流中继路径(节点a h、节点a i)中的丢失发生源。此时，各集群监视终端430将网络链路306、320、326确定为低质量的网络链路并将其列表。在下次流中继路径重构时，这些网络链路被处理为优先次序低的路径。在这样的状态下，网络系统100分别将包含较多的低质量网络链路的第2集群332和第3集群334进行分割。例如，如图31所示，网络系统100将O第2集群332分割为第四集群336和第五集群338，将第3集群334分割为第六集群340和第七集群342。并且假设分割后的第五集群338和第七集群342的集群质量低(集群质量率高)且集群持续可能性高(集群持续可能性率高)。在为这样状态下，例如，如图32所示，网络系统100将第五集群338和第七集群342合并，构建第八集群344。在每次进行集群的分割/合并，网络系统100对新分割或合并的集群中存在的流转发终端410，重构流转发路径。此时，网 络系统100变更流中继路径以使原有的流中继路径对流中继路径重构过程造成的影响为最小。在图32所示的例子中，图2中的网络链路306、310、316、320、326分别变更为网络链路346、348、350、352、354。网络系统100不将网络链路306那样的、在更早的时间点的评价中被分类为低质量的网络链路选择为流中继路径。进行这样的集群分割和合并的结果，所有的集群的持续可能性变高，如图33所示，可以接受加入终端356。加入终端356将加入会话的请求发送到各集群的集群监视终端(S358、S360、S362、S364)。网络系统100 (主控制终端420的终端协调器421)接受该加入请求，重构避开了低质量网络链路的流中继路径。更具体地说，网络系统100基于集群内的可利用的资源、以及从根终端至各流中继路径的最下游的叶终端为止的延迟，重构流中继路径。其结果，例如，如图34所示，网络系统100重构避开了低质量网络链路的以低延迟为基础的AV流转发路径 366、368、370 和 372。如上所述，本实施方式的网络系统100能够对应当接收的分组的丢失较多的集群决定分割。另外，本实施方式的网络系统100对于难以接受加入终端的集群，决定与母集群合并。由此，网络系统100能够在确保流中继路径的质量的冋时，决定可迅速地追加加入终端的集群组织。也就是说，在通信终端加入会话时，能够在短时间内构建流转发路径，在维持较高的流转发质量的同时，能够避免该重构的开销。另外，网络系统100基于整个流中继路径中的相对比较而得出的质量，以整个网络的质量为基准，判断接受加入终端是否有困难。由此，网络系统100能够决定更可靠地确保质量的集群组织。另外，网络系统100在集群分割/合并的分析中，使用网络链路丢失率。因此，即使在流转发中发生了分组丢失的增大、抖动(jitter)的增大或长延迟化等网络链路质量的劣化的情况下，网络系统100也能够立即将其反映到集群分割/合并的决定。另外，集群质量和集群持续可能性的评价的方法不限于上述的例子。如上所说，本实施方式的通信终端是为了构建在通过终端中继型的多点通信进行分组转发的网络中的以集群为单位的流中继路径，决定集群组织，该通信终端包括集群质量计算单元，对每个所述集群获取集群质量，该集群质量表示应当接收的分组的丢失的多少；集群持续可能性计算单元，对每个所述集群获取集群持续可能性，该集群持续可能性表示接受加入终端的容易度；以及集群分割/合并分析单元，对所述集群质量低的集群，决定集群的分割，对所述集群质量高且所述集群持续可能性低的集群，决定与其它集群合并。另夕卜，所述分组丢失低的网络链路即低丢失链路的数与所有的网络链路的数之比越低，所述集群质量越高，集群的所述低丢失链路的数越多，该集群的所述集群持续性越高。另外，与母集群之间的、所述低丢失链路的数的差越大，所述集群持续可能性越低。由此，本实施方式能够在确保流中继路径的质量的同时，决定可迅速地追加加入终端的集群组织。
2010年10月12日提交的日本专利特愿2010-229920号所包含的说明书、说明书附图和说明书摘要的公开内容全都引用于本申请。工业实用性本发明的通信终端和集群监视方法作为能够在确保流中继 路径的质量的同时，迅速决定加入终端的追加等集群组织的通信终端和集群监视方法很有用。
权利要求
1.通信终端，其为了构建在通过终端中继型的多点通信进行分组转发的网络中的以集群为单位的流中继路径，决定集群组织，该通信终端包括 集群质量计算单元，对每个所述集群获取集群质量，该集群质量表示应当接收的分组的丢失的多少； 集群持续可能性计算单元，对每个所述集群获取集群持续可能性，该集群持续可能性表示接受加入终端的容易度；以及 集群分割/合并分析单元，对所述集群质量低的集群，决定分割集群，对所述集群质量高且所述集群持续可能性低的集群，决定与其它集群合并。
2.如权利要求I所述的通信终端， 所述分组丢失低的网络链路即低丢失链路的数与所有的网络链路的数之比越低，所述集群质量越高，集群的所述低丢失链路的数越多，该集群的所述集群持续性越高。
3.如权利要求2所述的通信终端， 与母集群之间的所述低丢失链路的数的差越大，所述集群持续可能性越低。
4.如权利要求3所述的通信终端， 所述母集群的所述低丢失链路的数越少，所述集群持续可能性越高，在所述分组转发的转发路径中相邻的集群的每个组的、所述低丢失链路的数的差的最大值越小，所述集群持续可能性越高。
5.如权利要求4所述的通信终端， 与子集群之间的所述低丢失链路的数的差越大，所述集群持续可能性越低。
6.如权利要求5所述的通信终端， 所述子集群的所述低丢失链路的数越少，所述集群持续可能性越高，在所述分组转发的转发路径中相邻的集群的每个组的、所述低丢失链路的数的差的最大值越小，所述集群持续可能性越高。
7.如权利要求6所述的通信终端， 所述集群分割/合并单元在表示所述集群质量的程度的值为基于整个所述网络的所述集群质量设定的集群质量阈值以下时，决定分割集群， 在表示所述集群质量的程度的值为所述集群质量阈值以上且表示所述集群持续可能性的程度的值为基于整个所述网络的所述集群持续可能性设定的集群持续可能性阈值以下时，决定与其它集群合并。
8.如权利要求7所述的通信终端， 所述分组是流数据的分组， 所述分组丢失是在持续进行所述流数据的转发的同时可以测定的信息。
9.集群监视方法，用于为了构建在通过终端中继型的多点通信进行分组转发的网络中的以集群为单位的流中继路径，决定集群组织，该方法包括 对每个所述集群获取表示应当接收的分组的丢失的多少的集群质量、以及表示接受加入终端的容易度的集群持续可能性的步骤；以及 对所述集群质量低的集群，决定分割集群，对所述集群质量高且所述集群持续可能性低的集群，决定与其它集群合并的步骤。
全文摘要
公开了能够在确保流中继路径的质量的同时，决定可迅速地追加加入终端的集群组织的通信终端。集群监视终端(430)是决定在通过终端中继型的多点通信进行分组转发的网络中的集群组织的装置，包括集群质量计算单元(432)，对每个集群，获取表示应当接收的分组的丢失的多少的集群质量；集群持续可能性计算单元(433)，对每个集群，获取表示接收加入终端的容易度的集群持续可能性；以及集群分割/合并分析单元(434)，对集群质量低的集群，决定分割集群，对集群质量高且集群持续可能性低的集群，决定与其它集群合并。
文档编号H04L12/56GK102640466SQ20118000459
公开日2012年8月15日 申请日期2011年2月23日 优先权日2010年10月12日
发明者B.P.利姆, E.K.卡鲁皮亚, 村本卫一 申请人:松下电器产业株式会社