JP2000293424A - ネットワークキャッシュ装置およびキャッシュ制御方法 - Google Patents

ネットワークキャッシュ装置およびキャッシュ制御方法

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JP2000293424A
JP2000293424A JP11102169A JP10216999A JP2000293424A JP 2000293424 A JP2000293424 A JP 2000293424A JP 11102169 A JP11102169 A JP 11102169A JP 10216999 A JP10216999 A JP 10216999A JP 2000293424 A JP2000293424 A JP 2000293424A
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Masaru Igawa
勝 井川
Koichi Shibata
巧一 柴田
Shuichi Sakamoto
修一 坂本
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Hitachi Ltd
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/90—Details of database functions independent of the retrieved data types
    • G06F16/95—Retrieval from the web
    • G06F16/957—Browsing optimisation, e.g. caching or content distillation
    • G06F16/9574—Browsing optimisation, e.g. caching or content distillation of access to content, e.g. by caching

Abstract

(57)【要約】 【課題】動画像を含むマルチメディア再生等の大容量の
データ転送をおこなうネットワークのキャッシュ装置に
おいて、利用者の操作中断によるキャッシュデータの無
駄や、無効なキャッシュ処理をなくし、安定したデータ
転送をおこなうネットワークキャッシュ装置を提供す
る。 【解決手段】ローカルネットワーク４０に接続している
利用者端末からインターネット３０上に存在するサーバ
にデータの転送要求があったときに、利用者要求処理プ
ログラム１７０はキャッシュプログラム１７４を起動
し、キャッシュプログラム１７４は利用者端末へのデー
タ配信とは独立にキャッシュ処理を行い、要求中断後も
キャッシュファイル２２に転送データを蓄積する。ま
た、転送データの要求ビットレート値を読み出し、サー
バとネットワークキャッシュ装置１０間のネットワーク
スループットと比較して、ネットワークスループットが
大きい場合には、転送データのキャッシュをおこなわな
いことで、既キャッシュされたデータを破棄せずキャッ
シュヒット率の低下を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ネットワーク上
のキャッシュ装置に関し、特に利用者の要求データを蓄
積するサーバと利用者端末の間の利用者要求データのキ
ャッシュの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インターネットは、世界中のネットワー
クを相互に接続して作られる、コンピュータのネットワ
ークであり、数多くのサーバがつながっている。インタ
ーネットに接続できる利用者端末は、そのサーバにアク
セスして、ほしい情報を取り出すことができる。
【０００３】インターネットを構成する個々のネットワ
ークは、必ずしも大量の情報を流すのに十分なスループ
ットを持っているとは限らない。十分でないスループッ
トしかないネットワークを介してＷＥＢサーバから利用
者端末へ大量の情報を送ろうとすると、転送に時間がか
かってしまう。平均的なスループット改善方法として、
サーバと利用者端末の間にキャッシュ装置を置き、転送
データを複数回利用する方法があり、特開平９−８１４
９１、特開平１０−１９８６２３にその方法が記載され
ている。
【０００４】上記キャッシュ装置は、ネットワークの上
に配置され、利用者端末がサーバ装置に情報を要求する
とき、情報は必ずこのキャッシュ装置を通るようになっ
ている。サーバから利用者端末に送られた情報は、キャ
ッシュ装置に一時的に蓄積され、利用者端末が再度同じ
情報を要求した時は、もともとその情報を保持していた
サーバが配信するのではなく、同一の情報を保持するキ
ャッシュ装置が配信する。これにより、利用者端末がサ
ーバに情報の要求をした時に、その応答性をよくするこ
とが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のネットワー
クキャッシュ装置では、利用者端末が、ネットワークサ
ーバ上の動画像データのすべてを受信する前に、再生を
開始する場合（ストリーミング）に動画像データの表示
中断時にキャッシュデータが不完全になってしまう問題
がある。つまり、従来のネットワークキャッシュ装置で
は、利用者端末で動画再生を止めた時点で、動画像デー
タの転送要求も中止されるため、転送データのキャッシ
ュをやめてしまう。再度利用者端末から同じデータが要
求された時に、不完全なキャッシュデータしか持たない
ため、途中からはサーバから送らなければならない。こ
のとき、ネットワークのスループット変化により、安定
した動画像データの配信がおこなえないことがある。
【０００６】本発明は、利用者端末から要求されたデー
タを、利用者端末の転送中断によらず最後までキャッシ
ュすることにより、再要求時に安定した動画再生をおこ
なうネットワークキャッシュ装置を提供することを目的
とする。
【０００７】さらに、動画像データは多くの場合、文字
データや静止画データよりはるかにサイズが大きいた
め、従来のネットワークキャッシュ装置では、動画像デ
ータをキャッシュするとそれ以前にキャッシュしたデー
タを破棄あるいは動画像以外のキャッシュデータ領域が
減少してしまう。これにより、キャッシュのヒット率が
低下して、ネットワーク応答性が低下する問題がある。
【０００８】本発明は、転送データのキャッシュが必要
ないことがわかっている場合に、キャッシュ処理を省く
ことにより、キャッシュヒット率の低下を防止したネッ
トワークキャッシュ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のネットワークキ
ャッシュ装置は、サーバから利用者端末へデータを代理
配信する利用者要求処理部と、転送データの蓄積処理を
おこなうキャッシュ制御部から構成される。利用者要求
処理部は、利用者端末の要求に従って処理が起動され、
利用者端末が要求を止めると停止する。キャッシュ制御
部は、利用者要求処理部より起動され、利用者要求処理
とキャッシュ制御部が並行して動作する。これにより、
利用者端末が途中で要求を止めても、キャッシュ制御部
はデータストリームの区切りまでキャッシュ処理を継続
する。
【００１０】また、ネットワークキャッシュ装置は、複
数のサーバとネットワークキャッシュ装置との間でデー
タを流すことができる最大の速さ、すなわちネットワー
クのスループットを保持する手段と、サーバから得られ
る動画像をリアルタイムで再生するために必要な再生ビ
ットレート値を解析する手段を持ち、ネットワークスル
ープット値と動画像データの再生ビットレート値の比較
して、一定の比率でネットワークスループット値が大き
い場合は、転送データのキャッシュをおこなわない。こ
れにより、キャッシュヒット率の低下を防止することが
できる。
【００１１】また、ネットワークキャッシュ装置は、利
用者端末がサーバに要求したデータが、文字データ、静
止画データ、動画像データなど異なる種類のデータを組
み合わせ方をしめしたマルチメディア構成情報であると
きも、そのデータ構成情報を解析する手段をもち、画像
データの切り出しをおこない、転送要求レートを得る。
これにより、転送データのキャッシュ可否を判断するこ
とができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図２は、ネットワークキャッシュ
装置１０が適用されるネットワーク環境を示した構成図
である。ネットワークキャッシュ装置１０は、ネットワ
ーク転送データを蓄積するためのハードディスク２０が
接続されている。また、ネットワークキャッシュ装置１
０は、インターネット３０及びローカルネットワーク４
０と接続され、ローカルネットワーク４０には、複数の
利用者端末５０、５１がつながっている。
【００１３】利用者端末５０がインターネット内に存在
するＷＥＢサーバにマルチメディアデータを要求すると
き、要求メッセージは必ずネットワークキャッシュ装置
を経由する。すなわち、ネットワークキャッシュ装置１
０はプロキシサーバ（代理配信サーバ）として働く。ネ
ットワークキャッシュ装置１０は、利用者端末になりか
わって、インターネット内のＷＥＢサーバにマルチメデ
ィアデータの要求メッセージを送る。ＷＥＢサーバから
送られてきたマルチメディアデータは、一旦ネットワー
クキャッシュ装置１０が受け取る。ネットワークキャッ
シュ装置１０は、利用者端末５０にマルチメディアデー
タを送ると同時に、ハードディスク２０にもマルチメデ
ィアデータを貯えていく。貯えられたマルチメディアデ
ータはキャッシュとして働き、次回、利用者端末５１が
同じマルチメディアデータをＷＥＢサーバに要求したと
きには、ネットワークキャッシュ装置１０がハードディ
スク２０内のマルチメディアデータを利用者端末５１に
送る。
【００１４】このように、頻繁にアクセスされるデータ
は、ＷＥＢサーバより近くにあるネットワークキャッシ
ュ装置１０から得られることで、利用者は速いレスポン
スでＷＥＢサーバのマルチメディアデータを得ることが
可能となる。
【００１５】ところが、従来のネットワークキャッシュ
装置１０には、ＷＥＢサーバから利用者端末５０へ送ら
れるマルチメディアデータが動画像データである場合、
問題がある。利用者端末５０は、動画像データの配信を
ＷＥＢサーバから受けながら、再生も同時に行う場合が
ある。その場合、もし利用者端末５０が動画像データの
読み出しを動画像データの途中で止めると、ネットワー
クキャッシュ装置１０には、途中までの動画像データし
か保存されない。次に利用者端末５１が同じ動画像デー
タを要求したとしても、マルチメディアキャッシュ装置
には途中までしかその動画像データが存在しない。よっ
て、利用者端末５１が速いレスポンスで動画像データを
得ることができるのは途中までで、それより後はインタ
ーネットを介して得なければならないという問題が起こ
る。本発明のマルチメディアキャッシュ装置は、上記の
問題を解決するものである。
【００１６】図１は、本発明のネットワークキャッシュ
装置１０のハードウェア構成を示す図であり従来と同様
に、図２にしめすネットワーク構成で使用される。本発
明のネットワークキャッシュ装置１０は、キーボード１
５、ディスプレイ１４、ＣＰＵ１６、ネットワークイン
タフェース１１、ネットワークインタフェース１２、バ
ス１３、主メモリ１７、ハードディスク２０からなって
いる。ＣＰＵ１６はバス１３を介して主メモリ１７内の
各プログラムを実行させる。主メモリ１７内のプログラ
ムはバスを介してハードディスク２０内の各種ファイル
またはテーブルにアクセスする。主メモリ１７内には、
利用者要求処理プログラム１７０、マルチメディアデー
タ解析プログラム１７３、キャッシュプログラム１７４
が存在する。ハードディスク２０内にはキャッシュファ
イル２２、スループットテーブル２４、キャッシュ管理
テーブル２６が存在する。
【００１７】図３は、ネットワークキャッシュ装置１０
の機能ブロックを示す図である。これを用いて、ネット
ワークキャッシュ装置１０の動作を説明する。ネットワ
ークキャッシュ装置１０は、利用者要求処理プログラム
１７０、キャッシュプログラム１７４、マルチメディア
解析プログラム１７３、キャッシュファイル２２、スル
ープットテーブル２４、キャッシュ管理テーブル２６、
ネットワークインタフェース１１、ネットワークインタ
フェース１２の機能ブロックから構成され、プロキシー
サーバとして機能する。
【００１８】ローカルネットワーク４０を経由して、利
用者端末５０から送られてきたＷＥＢサーバアクセス要
求は、ネットワークインタフェース１２を介して利用者
要求処理プログラム１７０に到達する。利用者要求処理
プログラム１７０は、ネットワークインタフェース１１
を介してインターネットインターネット３０内に存在す
るＷＥＢサーバに、利用者端末５０からのマルチメディ
アデータ取得要求を送る。ＷＥＢサーバがマルチメディ
アデータを送り返してくると、ネットワークインタフェ
ース１１を介して、利用者要求処理プログラムに到達す
る。それをネットワークインタフェース１２を介して利
用者端末５０へ送る。ここまでは通常のプロキシサーバ
の働きである。
【００１９】利用者要求処理プログラム１７０は、ロー
カルネットワーク４０を経由して、利用者端末５０から
ＷＥＢアクセス要求を受けた時、キャッシュプログラム
１７４を起動する。キャッシュプログラム１７４は、利
用者要求処理プログラムとは独立に、ネットワークイン
タフェース１１を介してインターネット３０内にあるＷ
ＥＢサーバにアクセスし、一纏まりのマルチメディアデ
ータを取得する。また、キャッシュプログラム１７４
は、そのマルチメディアデータをキャッシュファイル２
２に格納すると同時に、その管理情報をキャッシュ管理
テーブル２６に登録する。マルチメディアデータが動画
像データでも同様動作し、利用者端末５０が動画像デー
タの取得を途中で止めても、データがキャッシュファイ
ル２２へ格納される。
【００２０】別の利用者端末５１が同じ動画像データを
要求してきた場合は、利用者要求プログラム１７０はキ
ャッシュ管理テーブル２６に問い合わせ、その動画像デ
ータが既に登録してあるかを検索する。この場合、動画
像データは既に登録してあるので、利用者要求処理プロ
グラムはキャッシュファイル２２から動画像データを取
り出し、利用者端末５１へ、動画像データを最後まで配
信することが可能となる。
【００２１】図４は、利用者要求処理プログラム１７０
の機能ブロックを示した図である。利用者要求処理プロ
グラム１７０は、利用者要求ふりわけ部１７１と複数の
利用者要求処理制御部１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃか
らなる。それぞれの利用者要求処理制御部は、ネットワ
ークキャッシュ装置１０内のネットワークインタフェー
ス１１、キャッシュプログラム１７４、キャッシュファ
イル２２、キャッシュ管理テーブル２６に接続してい
る。利用者端末からのＷＥＢアクセス要求は、同時に複
数来る可能性がある。利用者要求振り分け部は、それら
を利用者ごとに振り分け、複数ある利用者要求処理制御
部１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃに割り当てる。それぞ
れの利用者要求処理制御部は、利用者端末とＷＥＢサー
バ間のやり取りを仲介する。以上の構成により、複数の
利用者端末からのＷＥＢアクセス要求を平行して処理す
ることが可能となる。
【００２２】図５は、キャッシュプログラム１７４の機
能ブロックを示した図である。キャッシュプログラム１
７４は、キャッシュ処理ふりわけ部１７５と複数のキャ
ッシュ処理制御部１７６Ａ、１７６Ｂ、１７６Ｃからな
る。それぞれのキャッシュ処理制御部は、ネットワーク
インタフェース１１、マルチメディア解析プログラム１
７３、キャッシュファイル２２、キャッシュ管理テーブ
ル２６、スループットテーブル２４と接続している。利
用者要求処理プログラム１７０からキャッシュ処理の起
動の指示が来ると、キャッシュ処理ふりわけ部１７５が
利用者ごとに処理を分け、それぞれのキャッシュ処理制
御部に割り当てる。それぞれのキャッシュ処理制御部１
７６Ａ、１７６Ｂ、１７６Ｃでは、利用者要求処理プロ
グラム１７０から指示されたＷＥＢデータをネットワー
クインタフェース１１を経由して取得し、キャッシュフ
ァイル２２への格納、キャッシュ管理テーブル２６の作
成・更新をおこなう。以上の構成により、複数の利用者
からのＷＥＢアクセス処理に対応し、利用者要求処理制
御プログラム１７０によるキャッシュリード処理とキャ
ッシュプログラム１７４のキャッシュライト処理を並行
に行うことが可能となる。利用者要求処理プログラム１
７０とは独立したプログラムとしてキャッシュプログラ
ム１７４が存在することで、利用者が動画像のアクセス
を途中で止めても、動画像データのキャッシュ処理を最
後まで行うことが可能となる。
【００２３】図６はキャッシュ管理テーブル２６の例で
ある。キャッシュ管理テーブル２６は、ネットワークキ
ャッシュ装置１０が保持するキャッシュファイル名とキ
ャッシュされている動画像データのＷＥＢサーバ上の格
納場所とが対応付けて格納されている。キャッシュファ
イル名は２６０の列に格納され、動画像データを保持す
るＷＥＢサーバのアドレスは２６２に格納され、ＷＥＢ
サーバ内の場所は２６４の列にファイルシステムのディ
レクトリの形で格納されている。キャッシュプログラム
１７４は、新たにキャッシュファイルを作成した時に、
キャッシュ管理テーブル２６を更新する。また、利用者
要求処理プログラム１７０は、利用者端末５０からＷＥ
Ｂサーバに要求した動画像データがキャッシュファイル
として保持しているかどうかを調べるために、キャッシ
ュ管理テーブル２６を検索する。
【００２４】図７は、本発明のネットワークキャッシュ
装置１０が適用されるもうひとつのネットワーク構成を
示した図である。このネットワーク構成は図２のものと
は異なり、ネットワークキャッシュ装置１０とインター
ネット３０との間にローカルネットワーク４２が存在す
る。例として、サービスプロバイダが利用者にインター
ネット接続サービスを行っている場合がある。ローカル
ネットワーク４０、４２およびネットワークキャッシュ
装置１０は、サービスプロバイダが管理している。ロー
カルネットワーク４２には、通常のＷＥＢサーバ６０の
他に、動画像を保持するＷＥＢサーバ６１が接続してい
る。
【００２５】このネットワーク構成において、従来のネ
ットワークキャッシュ装置はひとつの問題点を持ってい
る。ローカルネットワーク４２は、動画像データを流す
のに十分高いスループットを持っているため、ネットワ
ークキャッシュ装置１０がなくても安定した動画像再生
をおこなうことができるため、ネットワークキャッシュ
装置１０のキャッシュが有効に機能しない。これだけで
なく、ネットワークキャッシュ装置１０に大容量の画像
データがキャッシュされることのより、ハードディスク
を大きく消費され、その他のデータが破棄される。これ
により、他利用者端末の応答が低下する問題がある。
【００２６】上記キャッシュ装置のハードディスクの消
費量を低減する方法を、図３の機能ブロック図を用いて
説明する。既に述べた実施例と同様に、利用者端末５０
のＷＥＢサーバアクセス要求を利用者要求処理プログラ
ム１７０が受け取った後、キャッシュプログラム１７４
を起動する。スループットテーブル２４には、動画像デ
ータを保持するＷＥＢサーバごとにサーバとネットワー
クキャッシュ装置１０間のネットワークのスループット
値に対応する許容値が格納されている。動画像データの
再生ビットレートは、動画像データにふくまれ、内部デ
ータを解析することにより知ることができる。例えば、
ＭＰＥＧ１という動画符号化方式は、国際標準であるＩ
ＳＯによって規定されているおり、動画像データの中を
解析することにより、その動画像のビットレートを知る
ことができる（ＭＰＥＧ１は、ＩＳＯ／ＩＥＣ １１１
７２ー１によって定義されている）。ネットワークスル
ープットが動画像再生ビットレート値より高い場合は、
利用者端末５０はネットワークキャッシュ装置１０を利
用しなくともリアルタイムに動画像を受信、再生するこ
とが可能となる。キャッシュプログラム１７４は、動画
像データの解析をおこない、再生ビットレートが上記ス
ループットテーブルで示された許容スループット値より
大きい場合にのみキャッシュを開始し、そうでない場合
にはキャッシュを行わない。この処理により、ネットワ
ークキャッシュ装置１０は、キャッシュをする必要がな
い動画像データはキャッシュしないという判断をするこ
となり、ハードディスクの消費を低減し、ネットワーク
応答の低下を防止することができる。
【００２７】図８は、スループットテーブル２４の例を
示している。スループットテーブル２４は、ＷＥＢサー
バのアドレスと、そのＷＥＢサーバとネットワークキャ
ッシュ装置１０の間のスループット値が対応付けて格納
されている。２４０にはＷＥＢサーバのアドレス、２４
２にはキャッシュをおこなう否かを判断するためのスル
ープット値が格納されている。このテーブルは、あらか
じめネットワークキャッシュ装置１０からアクセスされ
ることが多いＷＥＢサーバについて情報を収集してお
き、ネットワークキャッシュ装置１０の管理者が設定値
を入力しておく。しかし、スループットはネットワーク
の込み具合によって変わることがある。もし、時間帯に
よってネットワークの込み具合が変わることがあらかじ
めわかっている場合は、スループット検出プログラム１
７７で時間帯ごとのスループットデータを収集してお
き、その情報をもとに自動的にスループットテーブル２
４を更新することにより、キャッシュをするか否かの判
断がより正確に行える。さらに、ネットワークのスルー
プット検出プログラム１７７により、動的にスループッ
トテーブル２４を更新してもよい。さらに、許容スルー
プット２４２は、ローカルネットワーク４２のネットワ
ーク負荷率から最適な値を設定してもよい。
【００２８】図９は、利用者要求処理プログラム１７０
の、従来からおこなわれている利用者端末５０の動画像
データの呼び出し要求を処理するフローチャートであ
る。最初に、利用者からＷＥＢ検索要求を受け取る（８
０１）。さらに、検索要求の中から動画像データの格納
場所、つまり動画像データを保持するＷＥＢサーバのア
ドレスとＷＥＢサーバ内における場所情報を得る。つぎ
に、キャッシュ管理テーブルを検索し、要求された動画
像データが既にキャッシュファイルとして存在している
かどうかを調べる（８０２）。以下の処理はキャッシュ
として存在するかしないかによって異なり（８０３）、
存在する場合には、利用者端末５０から要求された動画
像データを動画像キャッシュファイル２２から読み出
し、利用者端末５０に送る（８０４）。一方存在しない
場合には、キャッシュプログラム１７４を開始する（８
０５）。その際に動画像データの格納場所、つまり動画
像データを保持するＷＥＢサーバのアドレスとＷＥＢサ
ーバ内の場所情報をわたす。ここでキャッシュプログラ
ム１７４は起動され、利用者要求処理プログラム１７０
とは独立に動作する。次に、利用者端末５０から要求さ
れた動画像データをＷＥＢサーバから受け取り、利用者
端末５０に送る（８０６）。
【００２９】図１０は、キャッシュプログラム１７４
の、本発明のスループットテーブル２４を用いて動画像
データをキャッシュする処理フローチャートである。キ
ャッシュプログラム１７４は、利用者要求処理プログラ
ム１７０から起動要求を受ける。その際、動画像データ
の格納場所、つまりキャッシュしようとする動画像デー
タを保持しているＷＥＢサーバのアドレスとＷＥＢサー
バ内の場所を受け取る（８１１）。次にキャッシュプロ
グラム１７４は、ＷＥＢサーバから動画像データの最初
の一部だけを読み出し、データ解析をおこなって画像デ
ータの再生ビットレートを得る（８１２）。次に、スル
ープットテーブル２４を検索し、動画像データを保持す
るＷＥＢサーバとネットワークキャッシュ装置１０との
間のスループット値を検索する（８１３）。調べようと
したＷＥＢサーバがスループットテーブルスループット
テーブル２４内に存在しない場合は、直ちに８１６にジ
ャンプし（８１４）、ＷＥＢサーバから画像データを受
け取る。存在する場合は、スループットテーブル２４の
許容スループットと、８１２で求めた動画像データの再
生ビットレートを比較（８１５）し、スループット値の
方が大きい場合は、直ちにキャッシュ処理を終了する。
動画像ビットレートの方が大きい場合は、８１６へ進
む。８１６では、動画像データをＷＥＢサーバから受け
取り、そのデータをキャッシュファイル２２として格納
する。そして、キャッシュ管理テーブル２６に、新しい
キャッシュファイルの情報を追加する。
【００３０】上記実施例では、動画像データの転送時の
キャッシュ制御について説明したが、音声データについ
ても同様におこなうことができる。つまり、キャッシュ
プログラム１７４が、サーバからの転送データの種別を
解析し、音声データの転送の場合には、利用者端末５０
の転送要求が中断した場合にも、サーバからの転送を継
続し、音声データのキャッシュ処理を最後まで行う。ま
た、音声データの再生ビットレートとサーバとネットワ
ークキャッシュ装置間のネットワークスループットを比
較し、キャッシュ処理を制御する。
【００３１】また、大容量のデータファイルやプログラ
ムファイルの転送をおこなう場合には、その要求ビット
レートを利用者端末５０とネットワークキャッシュ装置
１０間のネットワークスループットとすることにより、
上記実施例と同様におこなうことができる。
【００３２】次に、さらに別の実施例を説明する。この
実施例のネットワーク構成も図７で示される。これまで
の実施例と異なる点は、利用者端末５０が要求するデー
タが単なる動画像データではなく、マルチメディア構成
情報という複雑な内容であることである。ここでマルチ
メディア構成情報と呼んでいるのは、動画像データの他
に静止画像や文字データなど異なる種類のデータの組み
あわせ方を表す情報であり、ＭＰＥＧ４のＦＬＥＸＭＵ
ＸフォーマットやＳＭＩＬなどがある。ＭＰＥＧ４は国
際標準のＩＳＯで規定されている（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４
４９６ー１に規定）。ＳＭＩＬはＷ３Ｃ（Ｗｏｒｌｄ
Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）で規定され
ている（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉｍｅｄ
ｉａ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ
１．０Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｗ３Ｃ Ｒｅｃｏ
ｍｅｎｄａｔｉｏｎに規定）。マルチメディア構成情報
は、ひとつのマルチメディアデータを構成する個々のデ
ータの種類と内容、及び時間的または空間的配置の方法
を保持している。ここでは説明のため、さまざまな情報
のうち、本発明に関わる部分だけを抜き出したものを図
１１に示す。これは、マルチメディア構成情報２８の中
に、個々のデータが格納されるＷＥＢサーバのアドレス
とＷＥＢサーバ内の場所、さらに個々のデータの属性が
格納されている。ＷＥＢサーバのアドレスは２８０に、
ＷＥＢサーバ内の場所は２８２に、データの属性は２８
３に格納されている。データの属性は、それが静止画で
あるのか、動画像であるのか、文字であるのかという区
別の他に、個々のデータの種類に特有な属性情報も格納
されている。例えば動画像データの場合、その再生ビッ
トレート値などである。
【００３３】このような構成情報を用いる利点は、サー
バのファイル消費量という点で、異なるＷＥＢサーバ上
にマルチメディアデータを効率よく配置できるというこ
とである。すなわち、利用者にとってひとつのマルチメ
ディアデータとして視聴できるデータを、静止画、動画
像、文字など、異なる種類のデータごとに異なるＷＥＢ
サーバ上に配置することを可能とする。例えば、あるマ
ルチメディア構成情報Ａは、動画像Ｂと静止画像Ｃをそ
の要素に持っているとする。別のマルチメディア構成情
報はＤもやはり動画像Ｂをその要素に持っているとする
とき、動画像Ｂは同じＷＥＢサーバ上の同じデータを指
すことにより、重複して格納する必要がない。動画像デ
ータは一般的にサイズが大きく、ハードディスクを多く
消費するが、共有することでＷＥＢサーバのハードディ
スクを節約できる。動画像データ専用のＷＥＢサーバを
用意しておくと、利用者端末が要求したマルチメディア
データを配信する際、動画像データは全て動画像データ
専用のＷＥＢサーバから配信することになる。これは、
動画像データを保持するＷＥＢサーバだけ配信性能に優
れたマシンを用意することにより、利用者端末から見て
より快適なアクセスも可能にする。
【００３４】次に、再び図３を用いて、利用者端末５０
がマルチメディア構成情報にアクセスした場合に、本発
明のネットワークキャッシュ装置１０がどのように動作
するかを説明する。利用者要求処理プログラム１７０が
利用者端末５０からＷＥＢサーバアクセス要求を受け取
った後、利用者要求処理プログラム１７０がキャッシュ
プログラム１７４を起動するところまでは、以前説明し
た実施例の場合と同じである。ただし、利用者端末５０
は単なる動画像データではなく、マルチメディア構成情
報にアクセスしようとしているので、キャッシュプログ
ラム１７４は利用者要求処理プログラム１７０からマル
チメディア構成情報を受け取る。キャッシュプログラム
１７４はここでマルチメディア解析プログラム１７３を
起動し、マルチメディア構成情報の中から動画像データ
に関する情報を取り出す。マルチメディア構成情報内に
含まれる、動画像データに関する情報は、動画像データ
が実際に格納されているＷＥＢサーバのアドレスとＷＥ
Ｂサーバ内の場所、それに動画像データのビットレート
値である。
【００３５】ここから後は以前説明した実施例と同様の
処理を行う。すなわち、キャッシュプログラム１７４は
動画像データを既にキャッシュファイルとして保持して
いるかどうかをキャッシュ管理テーブル２６に問い合わ
せる。もし保持していなければ、次にスループットテー
ブル２４を検索して動画像データが格納されているＷＥ
Ｂサーバとネットワークキャッシュ装置１０間のスルー
プットを得る。動画像データのビットレート値がスルー
プットより高く、キャッシュをする意味がある場合は、
ＷＥＢサーバから動画像データを全て読み出し、キャッ
シュファイルとして登録する。以上の動作により、利用
者端末５０がアクセスしたマルチメディア構成情報によ
って特定される動画像データを、利用者端末５０が最初
から最後まで再生したか否かに関わらず、キャッシュフ
ァイルとして全て保持することを可能とする。また、利
用者端末５０がアクセスしたデータが動画像でなくマル
チメディア構成情報であっても、スループットを考慮し
て選択的にキャッシュを行い、キャッシュヒット率の低
下を防止できる。
【００３６】利用者端末５０がアクセスしたデータが動
画像データではなく、マルチメディア構成情報である場
合も、キャッシュ管理テーブル２６、スループットテー
ブル２４の内容は同じで、図６、図８となる。また、利
用者要求処理プログラム１７０、キャッシュプログラム
１７４の機能ブロックは、同様に図４、図５で示され
る。
【００３７】図１２は、利用者要求処理プログラム１７
０の処理の流れを示した図である。最初に利用者要求処
理プログラム１７０は、利用者端末５０からＷＥＢ検索
要求を受け取る（８２１）。そのＷＥＢ検索要求で要求
されているマルチメディア構成情報をＷＥＢサーバに要
求し、受け取る。しかしこの時点ではマルチメディア構
成情報によって特定される動画像データは取り出さな
い。次に、利用者要求処理プログラム１７０は、マルチ
メディア解析プログラム１７３を起動し、マルチメディ
ア構成情報の中から動画像データの格納場所を取り出す
（８２２）。次にキャッシュ管理テーブル２６を検索
し、マルチメディア構成情報の中から参照されている動
画像データと同じ物を既にキャッシュファイルとして保
持しているかどうかを調べる（８２３）。既に保持して
いる場合と保持していない場合で、処理が異なる（８２
４）。保持している場合は、マルチメディア構成情報で
特定される動画像データと同じデータをキャッシュファ
イル２２から取り出し、利用者端末５０に送る（８２
５）。保持していない場合は、キャッシュプログラム１
７４を開始し（８２６）、マルチメディア構成情報を渡
す。そして、マルチメディア構成情報によって指定され
る動画像データを、保持するＷＥＢサーバから受け取
り、利用者端末５０に送る（８２７）。
【００３８】図１３は、キャッシュプログラム１７４の
処理の流れを示した図である。キャッシュプログラム１
７４は、利用者要求処理プログラム１７０によって起動
され、起動の際に利用者端末５０によって要求されたマ
ルチメディア構成情報を利用者要求処理プログラム１７
０から受け取る（８３１）。次に、マルチメディア解析
プログラム１７３を起動して、マルチメディア構成情報
の中から動画像データの格納場所とビットレート値を取
り出す（８３２）。スループットテーブル２４を検索
し、動画像データを保持するＷＥＢサーバとキャッシュ
装置間のスループット値を取得（８３３）し、もしその
ＷＥＢサーバがスループットテーブルに存在しない場合
は、８３６へジャンプする（８３４）してＷＥＢサーバ
から画像データを受け取る。。存在する場合は、スルー
プットテーブル２４の許容スループットと動画像データ
の再生ビットレート値を比較（８３５）し、スループッ
トの方が大きい場合は、キャッシュをする意味がないの
で、キャッシュプログラムは終了する。動画像ビットレ
ート値の方が大きい場合は、８３６へ進み、キャッシュ
処理を行う。すなわち、動画像データをＷＥＢサーバか
ら受け取り、キャッシュファイル２２として保持する
（８３６）。そして、キャッシュ管理テーブル２６にキ
ャッシュファイルを追加したことを登録する（８３
７）。
【００３９】以上説明してきた方法により、利用者端末
５０が要求するデータが単なる動画像データではなく、
マルチメディア構成情報という複雑な内容のものである
場合も、内部のデータ解析をおこない動画像データを切
り出すことにより、動画像データの転送と同様のキャッ
シュ制御をおこなうことができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のネットワ
ークキャッシュ装置は、利用者端末が途中でサーバへの
データの読み出し要求を止めても、サーバからの要求デ
ータの読み出しを継続することで転送データのキャッシ
ュを最後まで行うことができ、利用者端末からデータの
再要求時に、良好な応答がおこなえる。また、サーバと
ネットワークキャッシュ装置のネットワークスループッ
トが十分な時は、要求データのキャッシュをしないよう
にして、既キャッシュデータの破棄を行わないようにす
る。これによりキャッシュヒット率の低下を防止し、他
の利用者端末のネットワークアクセスでも良好な応答性
をもつネットワークキャッシュ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のネットワークキャッシュ装置のハード
ウェア構成を示す図。
【図２】従来のネットワークキャッシュ装置及び本発明
のネットワークキャッシュ装置が適用されるネットワー
ク構成を示す図。
【図３】本発明のネットワークキャッシュ装置の機能ブ
ロック図。
【図４】利用者要求処理プログラムの機能ブロック図。
【図５】キャッシュプログラムの機能ブロック図。
【図６】キャッシュ管理テーブルの例。
【図７】本発明のネットワークキャッシュ装置が適用さ
れるネットワークの構成を示す図。
【図８】スループットテーブルの例。
【図９】利用者要求処理プログラムの処理の流れを示す
フローチャート。
【図１０】キャッシュプログラムの処理の流れを示すフ
ローチャート。
【図１１】マルチメディア構成情報の内容を示すテーブ
ル。
【図１２】利用者要求処理プログラムの処理の流れを示
すフローチャート。
【図１３】キャネットワークキャッシュ装置１０の処理
の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１０ ネットワークキャッシュ装置 １１ ネットワークインタフェース １２ ネットワークインタフェース １３ バス １４ ディスプレイ １５ キーボード １６ ＣＰＵ １７ 主メモリ １７０ 利用者要求処理プログラム １７１ 利用者要求ふりわけ部 １７２Ａ 利用者要求処理制御部 １７２Ｂ 利用者要求処理制御部 １７２Ｃ 利用者要求処理制御部 １７３ マルチメディア解析プログラム １７４ キャッシュプログラム １７５ キャッシュ処理ふりわけ部 １７６Ａ キャッシュ処理制御部 １７６Ｂ キャッシュ処理制御部 １７６Ｃ キャッシュ処理制御部 １７７ スループット検出プログラム ２０ ハードディスク ２２ キャッシュファイル ２４ スループットテーブル ２６ キャッシュ管理テーブル ３０ インターネット ４０ ローカルネットワーク ４２ ローカルネットワーク ５０ 利用者端末 ５１ 利用者端末 ６０ ＷＥＢサーバ ６１ ＷＥＢサーバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 修一 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 Ｆターム(参考） 5B082 AA13 FA03 FA12 HA05 5B089 GA11 GA21 GB04 GB06 HA10 JA22 JB04 JB06 KA04 KA05 KA12 KB04 KB07 KC23 KC28 KC37 KC59 KD02 LB04 LB14 LB25 5K030 HA05 HB21 KA01 KA06 LB03 MA04 MB09 MC08 9A001 BB01 BB03 BB04 CC07 EE04 FF03 HH15 HH27 HH30 JJ19 JJ25 JJ27 KK56

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】利用者の要求データを蓄積するサーバに対
    して転送データを要求する利用者端末と、サーバから転
    送される転送データを一旦蓄積しておくネットワークキ
    ャッシュ装置を有するネットワークシステムにおいて、
    利用者端末からサーバへの転送データの要求を検出し
    て、利用者端末に代わりサーバに転送要求をおこなう利
    用者要求処理部と、サーバからの転送データの蓄積処理
    をおこなうキャッシュ制御部と、利用者端末の転送デー
    タの要求が中断された場合でも、データストリームの区
    切りまでサーバからの転送データを蓄積しつづけるデー
    タ転送制御手段をもつネットワークキャッシュ装置。
  2. 【請求項２】サーバから転送された転送データの動画像
    データ判別手段を持ち、利用者端末からサーバに対する
    動画像データの転送要求が中断された場合でも、データ
    ストリームの区切りまで転送データを蓄積しつづける請
    求項１記載のネットワークキャッシュ装置。
  3. 【請求項３】サーバから転送された転送データが、文字
    データ・静止画データ・動画像データの組み合わせを示
    すマルチメディア構成情報であって、前記転送データの
    解析手段を持ち、利用者端末のマルチメディア構成情報
    データの転送要求が中断された場合でも、マルチメディ
    ア構成情報に設定されたサーバからのデータストリーム
    の区切りまで転送データを蓄積しつづける請求項１記載
    のネットワークキャッシュ装置。
  4. 【請求項４】利用者の要求データを蓄積するサーバに対
    して転送データを要求する利用者端末と、サーバから転
    送される転送データを一旦蓄積しておくネットワークキ
    ャッシュ装置を有するネットワークシステムにおいて、
    サーバから転送された転送データの蓄積処理をおこなう
    キャッシュ制御部と、転送データの転送要求レートを解
    析し保持する手段と、前記サーバとネットワークキャッ
    シュ装置の間のネットワークスループットを検出し保持
    する手段と、前記ネットワークスループットと転送要求
    レートの比較手段を持ち、ネットワークスループットが
    一定比率以上大きい場合は、転送データの蓄積はおこな
    わないことを特徴とするネットワークキャッシュ装置。
  5. 【請求項５】サーバから転送された転送データの動画像
    データ判別手段と、動画像の再生ビットレート解析手段
    を持ち、前記ネットワークスループットが、利用者端末
    が要求した動画像データの再生ビットレートより一定比
    率以上大きい場合は、動画像データの蓄積をおこなわな
    いことを特徴とする請求項４記載のネットワークキャッ
    シュ装置。
  6. 【請求項６】前記ネットワークスループット値を定期的
    に検出し保持する手段を持ち、ネットワークスループッ
    トが転送要求レートより一定比率以上大きい場合は、転
    送データの蓄積をおこなわないことを特徴とする請求項
    ４記載のネットワークキャッシュ装置。
  7. 【請求項７】サーバに動画像データ転送要求を行うたび
    に、サーバとネットワークキャッシュ装置の間のネット
    ワークスループット値を検出し保持する手段を持ち、ネ
    ットワークスループットが転送要求レートより一定比率
    以上大きい場合は、転送データの蓄積をおこなわないこ
    とを特徴とする請求項４記載のネットワークキャッシュ
    装置。
  8. 【請求項８】前記マルチメディア構成情報の解析手段
    と、マルチメディア構成情報に設定されたサーバからの
    動画像データの再生ビットレート解析手段を持ち、前記
    動画像データを蓄積するサーバとネットワークキャッシ
    ュ装置の間のネットワークスループットが、前記動画像
    データの再生ビットレートより一定比率以上大きい場合
    は、前記動画像データの蓄積をおこなわないことを特徴
    とする請求項４記載のネットワークキャッシュ装置。
  9. 【請求項９】利用者が要求した転送データの蓄積するサ
    ーバごとに、前記サーバとネットワークキャッシュ装置
    の間のネットワークスループット値から算出される許容
    スループット値の保持手段をもち、転送データをキャッ
    シュするか否かの判定を、転送要求レートと前記保持手
    段に格納されている値との比較によりおこなうことを特
    徴とする請求項４記載のネットワークキャッシュ装置。
  10. 【請求項１０】利用者へ提供されるデータを蓄積するサ
    ーバに対して、利用者端末に代わり転送データの要求を
    おこない、サーバから出力される転送データを一時的に
    蓄積するネットワークキャッシュ装置において、利用者
    端末の転送データの要求の中断を検出した場合は、デー
    タストリームの区切りまで転送データを蓄積しつづける
    ことを特徴とするネットワークキャッシュ制御方法
  11. 【請求項１１】利用者へ提供されるデータを蓄積するサ
    ーバに対して、利用者端末に代わり転送データの要求を
    おこない、サーバから出力される転送データを一時的に
    蓄積するネットワークキャッシュ装置において、転送デ
    ータの要求レートを解析し、サーバとネットワークキャ
    ッシュ装置のネットワークスループットを検出し、前記
    ネットワークスループットと前記転送要求レートを比較
    し、ネットワークスループットが一定比率以上大きい場
    合には、転送データの蓄積はおこなわないことを特徴と
    するネットワークキャッシュ制御方法。
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