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技術 コンテンツ配信ネットワークの転送装置及びプログラム

出願人 KDDI株式会社
発明者 栗原淳横田健治田上敦士
出願日 2016年2月10日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2016-023963
公開日 2017年8月17日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2017-142675
状態 特許登録済
技術分野 広域データ交換 計算機間の情報転送 双方向TV,動画像配信等
主要キーワード 検索順位 時間順序 インタレスト 受信インタフェース チャンク コンテンツ配信ネットワーク プレフィクス オブジェクト単位
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この項目の情報は公開日時点(2017年8月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

コンテンツを1つ以上のオブジェクトに分割して配信するコンテンツ配信ネットワークにおいて転送装置における処理負荷を抑える。

解決手段

転送装置は、オブジェクトを保持する保持手段と、複数のオブジェクトを要求する要求パケットを受信すると、複数のオブジェクトが保持手段により保持されているか否かを判定するための第1検索処理を、複数のオブジェクトの検索順位に従い順に行う処理手段と、を備えている。処理手段は、複数のオブジェクトの内、保持手段に保持されていないと判定されたオブジェクトの数が第1所定数になると第1検索処理を終了する。

概要

背景

コンテンツを示す名前に基づきコンテンツの配信を行うネットワークが提案されている。特許文献1及び非特許文献1は、その様なネットワークの1つであるコンテンツ・セントリック・ネットワーク(CCN:Content Centric Networking)を開示している。

概要

コンテンツを1つ以上のオブジェクトに分割して配信するコンテンツ配信ネットワークにおいて転送装置における処理負荷を抑える。転送装置は、オブジェクトを保持する保持手段と、複数のオブジェクトを要求する要求パケットを受信すると、複数のオブジェクトが保持手段により保持されているか否かを判定するための第1検索処理を、複数のオブジェクトの検索順位に従い順に行う処理手段と、を備えている。処理手段は、複数のオブジェクトの内、保持手段に保持されていないと判定されたオブジェクトの数が第1所定数になると第1検索処理を終了する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

コンテンツを1つ以上のオブジェクトに分割して配信するコンテンツ配信ネットワーク転送装置であって、オブジェクトを保持する保持手段と、複数のオブジェクトを要求する要求パケットを受信すると、前記複数のオブジェクトが前記保持手段により保持されているか否かを判定するための第1検索処理を、前記複数のオブジェクトの検索順位に従い順に行う処理手段と、を備えており、前記処理手段は、前記複数のオブジェクトの内、前記保持手段に保持されていないと判定されたオブジェクトの数が第1所定数になると前記第1検索処理を終了することを特徴とする転送装置。

請求項2

前記処理手段は、前記保持手段に保持されていると判定されたオブジェクトを前記要求パケットの送信元の装置に向けて送信することを特徴とする請求項1に記載の転送装置。

請求項3

前記保持手段は、受信待ちのオブジェクトを示す受信待ち情報を保持しており、前記処理手段は、前記複数のオブジェクトの内、前記保持手段に保持されていないと判定されたオブジェクト及び前記保持手段に保持されているか否かの判定が行われなかったオブジェクトのそれぞれについて、前記受信待ち情報に基づき受信待ちであるか否かを判定し、受信待ちではないと判定されたオブジェクトを要求する要求パケットを転送することを特徴とする請求項1又は2に記載の転送装置。

請求項4

前記保持手段は、受信待ちのオブジェクトを示す受信待ち情報を保持しており、前記処理手段は、前記複数のオブジェクトの内、前記保持手段に保持されていないと判定されたオブジェクト及び前記保持手段に保持されているか否かの判定が行われなかったオブジェクトについて、受信待ちであるか否かを判定する第2検索処理を前記受信待ち情報に対して前記検索順位に従い順に行い、受信待ちではないと判定されたオブジェクトの数が第2所定数になると前記第2検索処理を終了することを特徴とする請求項1又は2に記載の転送装置。

請求項5

前記処理手段は、前記第2検索処理を終了すると、受信待ちではないと判定されたオブジェクト及び受信待ちであるか否かの判定が行われなかったオブジェクトを要求する要求パケットを転送することを特徴とする請求項4に記載の転送装置。

請求項6

前記検索順位は、前記複数のオブジェクトに対応するコンテンツにおける、前記複数のオブジェクトの時間順序に対応することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の転送装置。

請求項7

前記検索順位は、前記複数のオブジェクトを示す情報の前記要求パケットにおける格納位置順序に対応することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の転送装置。

請求項8

前記第1所定数は1であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の転送装置。

請求項9

請求項1から8のいずれか1項に記載の転送装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム

技術分野

0001

本開示は、コンテンツに関する名前に基づきルーティングを行うコンテンツ配信ネットワーク転送装置及びプログラムに関する。

背景技術

0002

コンテンツを示す名前に基づきコンテンツの配信を行うネットワークが提案されている。特許文献1及び非特許文献1は、その様なネットワークの1つであるコンテンツ・セントリック・ネットワーク(CCN:Content Centric Networking)を開示している。

0003

特開2009−277234号公報

先行技術

0004

V.Jacobson,et al.,"Networking Named Content",in Proceedings ofACMCoNEXT 2009,2009年12月

発明が解決しようとする課題

0005

CCNにおいて、コンテンツを公開するサーバ装置は当該コンテンツを1つ以上のチャンクと呼ばれるオブジェクトに分割し、クライアント装置は、この分割されたオブジェクト単位でコンテンツを取得する。また、CCNにおいて、オブジェクトの転送を行った通信装置(以下、転送装置と呼ぶ。)は、当該オブジェクトを保存できる。この転送装置は、自装置が保持しているオブジェクトを要求するインタレストパケット要求パケット)をクライアント装置から受信すると、当該インタレスト・パケットをサーバ装置に向けて転送することなく、自装置が保持するオブジェクトを、当該インタレスト・パケットの送信元のクライアント装置に向けて送信できる。

0006

以下に、転送装置の動作の一例を説明する。転送装置は、CS(Contents Store)と、FIB(Forward Information Base)と、PIT(PIT:Pending Interest Table)を管理する。CSは、自装置が保持しているオブジェクトを示す情報である。FIBは、インタレスト・パケットと、当該インタレスト・パケットを転送すべきインタフェースとの関係を示す情報である。PITは、転送したインタレスト・パケットが要求するオブジェクトと、当該転送したインタレスト・パケットを受信したインタフェースとの関係を示す情報である。

0007

転送装置は、インタレスト・パケットを受信すると、CSを検索し、当該インタレスト・パケットが要求するオブジェクトを保持しているか否かを判定する。保持している場合には、自装置が保持しているオブジェクトを、当該インタレスト・パケットの送信元のクライアント装置に向けて送信する。一方、受信したインタレスト・パケットが要求するオブジェクトを保持していない場合には、PITを検索して、当該インタレスト・パケットと同じオブジェクトを要求するインタレスト・パケットを既に転送し、当該オブジェクトの受信待ちの状態であるかを判定する。受信待ちの状態であると、受信したインタレスト・パケットを転送せず、当該インタレスト・パケットの受信インタフェースを、当該インタレスト・パケットが要求するオブジェクトに関連付ける様にしてPITを更新する。一方、受信したインタレスト・パケットが要求するオブジェクトの受信待ちでなければ、FIBに基づき判定したインタフェースから当該インタレスト・パケットを転送すると共にPITを更新する。また、転送装置は、オブジェクトを受信すると、当該オブジェクトの転送先インタフェースをPITに基づき判定し、当該オブジェクトに関する情報をPITから削除する。また、転送装置は、受信して転送したオブジェクトを保存するとCSを更新する。

0008

例えば、CCNにおいて、オブジェクトの最大サイズは64KBである。よって、CCNにおいて、クライアント装置は、1つのコンテンツの全体を取得するために多数のインタレスト・パケットを送信する必要がある。また、転送装置は、インタレスト・パケットを受信すると、CSを1つ1つ検索し、さらに、CSを検索した結果、当該インタレスト・パケットが要求するオブジェクトを保持していないことが判明すると、PITを1つ1つ検索する必要がある。したがって、クライアント装置が送信する多数のインタレスト・パケットによりネットワークの帯域圧迫され、かつ、転送装置における処理負荷が増大する。

0009

本発明は、コンテンツを1つ以上のオブジェクトに分割して配信するコンテンツ配信ネットワークにおいて転送装置における処理負荷を抑えるものである。

課題を解決するための手段

0010

本発明の一側面によると、コンテンツを1つ以上のオブジェクトに分割して配信するコンテンツ配信ネットワークの転送装置は、オブジェクトを保持する保持手段と、複数のオブジェクトを要求する要求パケットを受信すると、前記複数のオブジェクトが前記保持手段により保持されているか否かを判定するための第1検索処理を、前記複数のオブジェクトの検索順位に従い順に行う処理手段と、を備えており、前記処理手段は、前記複数のオブジェクトの内、前記保持手段に保持されていないと判定されたオブジェクトの数が第1所定数になると前記第1検索処理を終了することを特徴とする。

発明の効果

0011

本発明によると、転送装置における処理負荷を抑えることができる。

図面の簡単な説明

0012

一実施形態によるコンテンツ配信ネットワークの構成図。
一実施形態において転送装置が受信するインタレスト・パケットを示す図。
一実施形態による転送装置でのCS検索処理のフローチャート
一実施形態において転送装置が転送するインタレスト・パケットを示す図。
一実施形態による転送装置のPITを示す図。
一実施形態による転送装置のPITを示す図。
一実施形態において転送装置が転送するインタレスト・パケットを示す図。
一実施形態による転送装置の構成図。

実施例

0013

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。また、以下の実施形態は例示であり本発明を実施形態の内容に限定するものではない。

0014

<第一実施形態>
図1は、本実施形態によるコンテンツ配信システムの構成図である。複数の転送装置2で構成されるコンテンツ配信ネットワークには、コンテンツを公開するサーバ装置3と、コンテンツを取得するクライアント装置1が接続されている。ここで、クライアント装置1は、コンテンツを取得する場合、取得するオブジェクト名を含む要求パケット(以下、インタレスト・パケット)を送信する。従来、クライアント装置1は、1つのインタレスト・パケットに1つのオブジェクト名のみを含めて送信していた。したがって、10個のオブジェクトに分割されたコンテンツの総てを取得する場合、クライアント装置1は、10個のインタレスト・パケットを送信し、コンテンツ配信ネットワークの転送装置2は、10個のインタレスト・パケットをそれぞれ個別に処理する必要があった。

0015

本実施形態において、クライアント装置1は、1つのインタレスト・パケットに、共通するプレフィクスをオブジェクト名に持つ複数のオブジェクト名を含めることができる。例えば、コンテンツ名が"/a/b/c/d/name1"であるコンテンツが10個のオブジェクトに分割されており、それらオブジェクトのオブジェクト名が、"/a/b/c/d/name1/1"〜"/a/b/c/d/name1/10"であるものとする。この場合、クライアント装置1は、"/a/b/c/d/name1/1"〜"/a/b/c/d/name1/10"の10個のオブジェクト名を含むインタレスト・パケットを送信することができる。なお、通常、オブジェクトの番号(オブジェクト名の最後の番号)は、オブジェクトの時間順序に対応する。つまり、"/a/b/c/d/name1/1"が時間的に最初のオブジェクトであり、"/a/b/c/d/name1/10"が時間的に最後のオブジェクトである。

0016

図2は、この場合に、クライアント装置1が送信するインタレスト・パケットを示している。本実施形態におけるインタレスト・パケットは、共通名フィールドと、オブジェクト名フィールドを含んでいる。図2に示す様に、共通名フィールドには、取得するオブジェクト(本例では10個)のオブジェクト名の共通するプレフィクスの最長名を設定する。また、オブジェクト名フィールドには、取得するオブジェクトのオブジェクト名の共通名フィールドを除いた部分(以下、個別名と呼ぶ。)を列挙する。

0017

また、本実施形態において、オブジェクト名フィールドの複数のオブジェクトには検索順位が設定されている。本例においては、オブジェクト名フィールドにおける個別名の格納位置順番、つまり、並びの順番が検索順位に対応するものとする。したがって、"/a/b/c/d/name1/1"が1番目に検索されるオブジェクト(以下、単に1番目のオブジェクトと呼ぶ。)であり、"/a/b/c/d/name1/10"が10番目、つまり、最後のオブジェクトである。なお、通常、クライアント装置1は、オブジェクト名フィールドには、オブジェクトの時間順に個別名を並べるため、検索順位はオブジェクトの時間順序にも対応する。なお、オブジェクト名フィールドにおける個別名の並びと、個別名の時間順序が異なる場合には、個別名の時間順序に基づき検索順位を判定する構成であっても良い。

0018

続いて、図2に示すインタレスト・パケットを受信した転送装置2が行うCSの検索処理について図3を用いて説明する。転送装置2は、S10で、検索順位を示すインデックスiを1に初期化する。そして、S11で、転送装置2は、CSを検索することにより、i番目のオブジェクトを保持しているか否かを判定する。保持していると、転送装置2は、S12で、i番目のオブジェクトを、インタレスト・パケットの送信元であるクライアント装置1に送信する。その後、S13で、転送装置2は、インタレスト・パケットのオブジェクト名フィールドの最後のオブジェクトであるかを判定し、最後のオブジェクトではないと、S14でiを1だけ増加させてS11から処理を繰り返す。一方、S13で、最後のオブジェクトであると、転送装置2は、処理を終了する。この場合、インタレスト・パケットで要求された総てのオブジェクトを転送装置2は保持していたため、受信したインタレスト・パケットは、他の装置に転送されることなく廃棄される。

0019

一方、S11で、転送装置2がi番目のオブジェクトを保持していないと、転送装置2は、それ以降のオブジェクトを保持しているか否かを判定することなく、CSの検索処理を終了し、PITの検索処理を開始する。本実施形態におけるPITの検索処理は、従来と同様である。したがって、転送装置2は、i番目以降のオブジェクトを保持していないと、i番目以降のオブジェクトそれぞれについてPITにエントリがあるか否かを判定し、i番目以降のオブジェクトの内、PITにエントリの無いオブジェクトを含むインタレスト・パケットを転送する。また、i番目以降のオブジェクトの内、PITにエントリの有るオブジェクトについては、インタレスト・パケットを受信したインタフェースが当該オブジェクトに関連付けられるようにPITを更新する。

0020

例えば、転送装置2が、"/a/b/c/d/name1/1"及び"/a/b/c/d/name1/2"を保持しているが、"/a/b/c/d/name1/3"を保持していなかったものとする。また、PITにはエントリが無いもの、つまり、受信待ちのオブジェクトが無いものとする。この場合、図3の処理の最初のS12で、"/a/b/c/d/name1/1"がクライアント装置1に送信され、2回目のS12で、"/a/b/c/d/name1/2"がクライアント装置1に送信される。しかしながら、転送装置2は、"/a/b/c/d/name1/3"を保持してないため、3回目のS11での判定は"No"となる。また、PITにはエントリがないため、転送装置2は、図4に示す、"/a/b/c/d/name1/3"〜"/a/b/c/d/name1/10"の8個のオブジェクトを要求するインタレスト・パケットを転送する。なお、転送先は、共通名フィールドとFIBに基づき判定する。

0021

通常、クライアント装置1は、1つのコンテンツに属する複数のオブジェクトをその時間順で取得する。したがって、同じコンテンツの時間的に近いオブジェクトが、同じ転送装置2に保持されている可能性は高いが、異なるコンテンツや、同じコンテンツであっても時間的に離れたオブジェクトが同じ転送装置2に保持されている可能性は低くなる。例えば、上記例で述べると、"/a/b/c/d/name1/3"を保持していない転送装置2が、それ以降のオブジェクトを保持している可能性は低い。したがって、本実施形態においては、保持していないオブジェクトを発見すると、それ以降のオブジェクトについてのCS検索処理を中止する。これにより、保持していないコンテンツの検索に係る時間を抑え、よって、転送装置2の処理負荷を抑えることができる。

0022

なお、図3の処理においては、保持していたコンテンツのクライアント装置1への送信を、その都度実行していたが、保持していないオブジェクトが見つかるまで、オブジェクトの送信を行わず、保持していないオブジェクトが見つかると、それまでのオブジェクトを纏めてクライアント装置1に送信する形態であっても良い。また、本実施形態では、保持していないオブジェクトを1つでも見つけると、直ちにCSの検索処理を終了していたが、保持していないオブジェクトを所定数だけ見つけるとCSの検索処理を終了する構成とすることもできる。さらには、保持していないオブジェクトが所定数だけ連続するとCSの検索処理を終了する構成とすることもできる。また、本実施形態において、クライアント装置1は、1つのコンテンツの総てのオブジェクトを1つのインタレスト・パケットで取得していたが、1つのコンテンツの総てのオブジェクトを、それぞれが複数のオブジェクトを要求する複数のインタレスト・パケットにより取得する構成であっても良い。

0023

<第二実施形態>
続いて、本実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。まず、本実施形態におけるCS検索処理は第一実施形態と同様である。つまり、図3のフローチャートに従う。さらに、本実施形態では、PITの検索処理についてもCSの検索処理と同様とする。つまり、CS検索処理終了後の残りのオブジェクトについて、その検索順位に従いPITの検索を行う。そして、エントリの無いオブジェクトが発見されると、それ以降のオブジェクトに対するPITの検索処理を中止し、それ以降のオブジェクトを含むインタレスト・パケットの転送を行う。

0024

例えば、第一実施形態と同様に、転送装置2が図2に示すインタレスト・パケットをインタフェース#3(IF#3)で受信し、そのときのPITが図5に示すものであったとする。さらに、第一実施形態と同様に、転送装置2は、"/a/b/c/d/name1/1"及び"/a/b/c/d/name1/2"を保持しているが、"/a/b/c/d/name1/3"を保持していなかったものとする。この場合、"/a/b/c/d/name1/3"〜"/a/b/c/d/name1/10"がPITの検索対象となる。そして、PITには、"/a/b/c/d/name1/3"及び、"/a/b/c/d/name1/4"のエントリがあるが、"/a/b/c/d/name1/5"のエントリがないため、転送装置2は、図7に示す様に、"/a/b/c/d/name1/5"〜"/a/b/c/d/name1/10"を要求するインタレスト・パケットを転送する。図6は、更新後のPITを示している。なお、図7において、"/a/b/c/d/name1/9"及び"/a/b/c/d/name1/10"のエントリは重複しているが、これは、その後の処理によりマージすることができる。

0025

本実施形態では、CS検索処理と同様に、PITの検索処理においてもエントリの無いオブジェクトを見つけるとその後のPITの検索処理を中止する。したがって、PITにエントリが無い可能性の高いオブジェクトの検索処理を行うことを抑え、これにより、転送装置2の処理負荷を抑えることができる。なお、本実施形態においても、エントリの無いオブジェクトが所定数に達すると、それ以降のPITの検索処理を中止する構成や、エントリの無いオブジェクトが所定数だけ連続するとそれ以降のPITの検索処理を中止する構成とすることができる。

0026

図8は、本実施形態による転送装置2の構成図である。保持部21は、CS、PIT、FIBを保持している。さらに保持部21は、過去に転送したオブジェクトの一部を保持する。インタフェース部23は、複数のインタフェースを含む。処理部22は、上述したCSやPITの検索処理を行い、オブジェクトのクライアント装置1への送信や、インタレスト・パケットの転送を行う。

0027

また、本発明による転送装置2は、それぞれ、コンピュータを上記転送装置2として動作させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

0028

21:保持部、22:処理部、23:インタフェース部

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