JP2000322366A

JP2000322366A - データ・サービス・システム

Info

Publication number: JP2000322366A
Application number: JP2000079687A
Authority: JP
Inventors: Nina T Bhatti; ニナ・ティー・バッティ; Tarek Farouk Abdelzaher; テレック・ファルーク・アブデルザハー
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2000-11-24
Also published as: US8200837B1; US20120233294A1; EP1049031B1; DE69939460D1; EP1049031A2; EP1049031A3

Abstract

(57)【要約】【課題】データ・サービス・システムにおけるコンテン
ツ・サーバが過大な負荷状態になった時サーバへのアク
セス要求を自動的に制御して、安全負荷状態を維持す
る。【解決手段】データ・サービス・システムはコンテンツ
・サーバに加えて適応型負荷制御システムを含む。コン
テンツ・サーバは、外部アクセス要求によるアクセスに
備えて完全コンテンツ形式または適応型コンテンツ形式
で複数のコンテンツ・ファイルを記憶する。適応型はサ
ービスのため完全形式ほど資源を必要としないコンテン
ツ形式である。適応型負荷制御システムは、コンテンツ
・サーバが過負荷状態にある時、コンテンツ・サーバが
安全負荷状態に維持されるように、適応型コンテンツ形
式ファイルにアクセスするように、また、負荷が過大で
ない場合は完全形式にアクセスするように、それぞれア
クセス要求を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、イン
ターネット／イントラネット・システムに関するもので
あり、特に、ウェブ・サーバの負荷が過大である時資源
集約度の比較的小さいコンテンツに向けられるようにユ
ーザ・アクセス要求を処理する適応型ウェブ・サーバに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】データ・アクセス・ネットワーク・シス
テムの１つの例は、インターネットまたはイントラネッ
ト・ネットワーク・システムである。インターネット／
イントラネット・ネットワーク・システムは、典型的に
は、相互接続ネットワークを通して相互に接続される多
数のデータ・サービス・システムを含む。データ・サー
ビス・システムは、典型的には、種々のカスタマまたは
アプリケーションのためコンテンツをサービスするウェ
ブまたはコンテンツ・サーバを含む。カスタマは、加入
者またはユーザがコンピュータ端末を介してコンテンツ
にアクセスすることができるようにデータ・サービス・
システムでサービスされるコンテンツの所有者である。
コンテンツ・サーバは、典型的には、電子メール、電子
掲示板、ニュース・グループおよびワールドワイド・ウ
ェブ(すなわちＷＷＷ)アクセスのようなインターネット
・アプリケーションを利用する。サービスされるコンテ
ンツは、コンテンツ・サーバの範囲内のコンテンツ・サ
イトの形式で構成される。各サイトは、多数のページ
(例えばＷＷＷページ)を含む。典型的には、１つのコン
テンツ・サイトはそのサーバの１つのカスタマのための
ものであるが、一方、特定の１カスタマは多数のコンテ
ンツ・サイトを所有することができる。コンテンツ・サ
ーバは、また、ウェブ・サーバとも呼ばれる。

【０００３】しばしば、ウェブ・ページは、テキスト・
ファイル、画像ファイル、オーディオ・ファイル、ビデ
オ・ファイルおよびアプリケーション・プログラム・フ
ァイルのような多数のデータや実行可能プログラム・フ
ァイルから形成される。ファイルの各々は、"オブジェ
クト"と呼ばれる。ウェブ・ページは、任意のデータ・
サービス・システムに接続しているユーザ端末(例えば
パーソナル・コンピュータ・システムまたはウェブ・ア
クセス装置)からユーザによってアクセスされることが
できる。

【０００４】周知の通り、インターネット経由のウェブ
・ページへのアクセスは、典型的には、ＨＴＴＰ(Hyper
Text Transfer Protocol)というプロトコルを中心にし
て構築される。ＨＴＴＰプロトコルは、要求−応答プロ
トコルである。クライアント装置におけるユーザが特定
のウェブ・ページを指定すると、少なくとも１つの要求
が生成される。要求の数は、指定されたウェブ・ページ
の複雑度に依存する。上述のように、１つのウェブ・ペ
ージは１つまたは複数の"オブジェクト"を含むことがで
きる。複数オブジェクトからなるページは、美学的に心
地よいが、各オブジェクトはそれぞれの要求およびそれ
ぞれの応答を必要とする。従って、要求と応答の往復そ
れぞれに要する時間が、ユーザが完全なウェブ・ページ
を見るために待たなければならない合計時間を決定する
役割を演ずる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ウェブ・サーバは同時
に複数ユーザによってアクセスされることができる。ウ
ェブ・サーバは、典型的には、先入先出(ＦＩＦＯ)順に
ユーザ・アクセス要求を取り扱う。このタイプの従来技
術のウェブ・サーバ構成の１つの欠点は、過大な負荷状
態に対する保護メカニズムをウェブ・サーバが備えてい
ないことである。周知の通り、ウェブ・サーバは、典型
的には、秒あたりに取り扱うことができる要求数に関し
て制約を持つ。それに加えて、ウェブ・サーバは、ま
た、サービスすることができる応答時間およびバンド幅
に関する制約を持つ。高い負荷の下では、ウェブ・サー
バは要求に圧倒されることがあり、その結果、ユーザに
対する応答時間が一層長くなり、パフォーマンスが低下
する。このように、ウェブ・サーバに対するユーザ・ア
クセス要求の数がウェブ・サーバの処理容量を大幅に超
える時、すなわち、負荷が過大となる時、ウェブ・サー
バは、耐えられないほど長い時間をかけて要求を処理す
るか、あるいは、単に応答しなくなるか、いずれかであ
る。サーバ応答時間の急激な増加は、ユーザ接続にタイ
ムアウトを発生させ、サーバが停止または破壊したとみ
なされる事態となる。電子商取引のような常に批評の目
にさらされているアプリケーションにおいては、サーバ
停止と認識されることは、販売やその他の財政的損失に
つながる可能性がある。

【０００６】このように、ウェブ・サーバが過負荷状態
になった時過負荷の継続または機能停止とならないよう
にウェブ・サーバのパフォーマンスを改良することが必
要とされている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明の課題を解決するた
め、本発明が提供するデータ・サービス・ネットワーク
・システムにおけるデータ・サービス・システムは、外
部アクセス要求によるアクセスに備えて完全コンテンツ
形式またはサービスのため完全形式ほど資源を必要とし
ない適応型コンテンツ形式で各々記憶される複数のコン
テンツ・ファイルを記憶するコンテンツ・サーバ、およ
び、コンテンツ・サーバにアクセス要求を渡すためコン
テンツ・サーバに接続された適応型負荷制御システムを
備える。このような構成において、本発明の適応型負荷
制御システムは、コンテンツ・サーバが過負荷状態にあ
る時、コンテンツ・サーバが安全負荷状態に維持される
ように、適応型コンテンツ形式の対応するコンテンツ・
ファイルにアクセスするようにアクセス要求を修正す
る。

【０００８】本発明の１つの機能は、ウェブ・サーバの
パフォーマンスを改良することである。また、本発明の
別の機能は、ウェブ・サーバが過大な負荷という状態に
なった時ユーザ・アクセス要求を資源集約度の比較的小
さいコンテンツで処理することによってウェブ・サーバ
のパフォーマンスを向上させる。更に別の本発明の機能
は、ウェブ・サーバが過大な負荷状態になった時、過負
荷または機能停止とならないように、資源集約度の小さ
いコンテンツにユーザ・アクセス要求を向かわせる適応
型ウェブ・サーバを提供する。

【０００９】本発明のデータ・アクセス・ネットワーク
・システムにおけるデータ・サービス・システムは、外
部アクセス要求によるアクセスのためコンテンツ・ファ
イルを記憶するコンテンツ・サーバを含む。コンテンツ
・ファイルの各々は、完全コンテンツ形式、および、完
全コンテンツ形式より資源集約度の低い１つまたは複数
の適応型すなわち格下げ型コンテンツ形式で記憶され
る。データ・サービス・システムは、また、アクセス要
求をコンテンツ・サーバに渡すためコンテンツ・サーバ
に接続された適応型負荷制御システムを含む。適応型負
荷制御システムは、コンテンツ・サーバが過負荷状態に
ある時、コンテンツ・サーバが安全荷重状態で維持され
ることができるように、適応型コンテンツ形式のうちの
１つの形式の対応するコンテンツ・ファイルにアクセス
するようにアクセス要求を修正する。

【００１０】更に、外部アクセス要求によるアクセスの
ためコンテンツ・ファイルを記憶するコンテンツ・サー
バを有するデータ・アクセス・ネットワーク・システム
のデータ・サービス・システムにおいて、安全荷重状態
でコンテンツ・サーバを維持する方法が提供される。該
方法は、コンテンツ・サーバに記憶されているコンテン
ツ・ファイルの１つにアクセスするアクセス要求をデー
タ・サービス・システムが受け取る時コンテンツ・サー
バの負荷状態を判断するステップを含む。このステップ
は、コンテンツ・サーバの内部でも外部でも実行される
ことができる。コンテンツ・サーバが過負荷状態にある
と判断されると、コンテンツ・サーバが安全荷重状態で
維持されることができるように、完全コンテンツ形式ほ
ど資源集約的でない適応型コンテンツ形式のうちの１つ
の形式の対応するコンテンツ・ファイルにアクセスする
ようにアクセス要求が修正される。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１はデータ・アクセス・ネット
ワーク・システム１０を示している。１つの実施形態に
おいて、ネットワーク・システム１０はインターネット
・システムである。別の１つの実施形態において、ネッ
トワーク・システム１０はイントラネット・システムで
ある。代替的に、データ・アクセス・ネットワーク・シ
ステム１０は、既知の通信プロトコルを利用するその他
のいかなる既知のネットワーク・システムでもよい。図
１に示されているように、データ・サービス・システム
２０は、相互接続ネットワーク１２を通して多数のユー
ザ端末１１ａ乃至１１ｎが接続されている。ユーザ端末
１１ａ乃至１１ｎの各々におけるユーザは、データ・サ
ービス・システム２０によって提供されるサービスを受
けるためデータ・サービス・システム２０にアクセスす
ることができる。ユーザ端末１１ａ乃至１１ｎの各々に
おけるユーザは、また、データ・サービス・システム１
５によって提供されるサービスを受けるためデータ・サ
ービス・システム２０およびインターネット１３を経由
してデータ・サービス・システム１５にアクセスするこ
とができる。ユーザ端末１１ａ乃至１１ｎはクライアン
ト装置とも呼ばれる。

【００１２】ユーザ端末１１ａ乃至１１ｎの各々は、ユ
ーザの住宅、学校またはオフィスに置かれている。ユー
ザ端末１１ａ乃至１１ｎの各々は、データ・サービス・
システム１５および２０によって提供されるデータ・サ
ービスにユーザがアクセスすることを可能にするネット
ワーク・アクセス・アプリケーション・プログラム(例
えばＮｅｔｓｃａｐｅ（登録商標）Ｎａｖｉｇａｔｏ
ｒのようなウェブ・ブラウザ・アプリケーション・プロ
グラム)を含む。

【００１３】ユーザ端末１１ａ乃至１１ｎの各々は、コ
ンピュータ・システムまたはデータ処理能力を持つその
他の電子装置(例えばウェブＴＶ)であることもできる。
相互接続ネットワーク１２は、イーサネット（登録商
標）、ＩＳＤＮ、Ｔ−１またはＴ−２リンク、ＦＤＤＩ
(ファイバ分散データ網)、ケーブルまたは無線ＬＭＤＳ
ネットワークまたは電話線ネットワークのようないかな
る既知のネットワークでもよい。

【００１４】図１には、単に例示の目的から、データ・
アクセス・ネットワーク・システム１０に関する２つの
データ・サービス・システム１５および２０だけが示さ
れている。データ・アクセス・ネットワーク・システム
１０は、実際には、一層多くのデータ・サービス・シス
テムを含むことができる。加えて、図１のインターネッ
ト１３は、１つのネットワークによってすべてが接続さ
れた多数のデータ・サービス・システムによって形成さ
れている。すべてのデータ・サービス・システムの間の
データ通信は、インターネット／イントラネット通信に
関してあらかじめ定められた通信プロトコルを使用して
実施される。１つの実施形態において、通信プロトコル
はハイパーテキスト・トランスポート・プロトコル(す
なわちＨＴＴＰ)である。代替的には、インターネット
／イントラネット通信のため、その他の既知の通信プロ
トコルを使用することもできる。

【００１５】データ・サービス・システム１５および２
０の各々は基本的に同じ機能的構造を持つ。データ・サ
ービス・システム１５および２０の各々は、データ・サ
ービス・システム１５および２０のうちの１つを経由し
てデータ・アクセス・システム１０に接続するユーザま
たは加入者に(ウェブ、ニュースまたは広告のような)デ
ータ・サービスおよび(電子商取引、電子メールのよう
な)その他のサービスを提供するためインターネット／
イントラネット・サービス・プロバイダ(すなわちＩＳ
Ｐ)によって利用されることができる。

【００１６】データ・サービス・システム１５および２
０の各々は、多数のサーバ(例えば、ウェブ・サーバ、
電子メール・サーバ、ニュース・サーバ、電子商取引サ
ーバ、ドメイン名サーバ、アドレス割当てサーバ、プロ
クシ・サーバ、広告サーバおよびセッション・マネージ
ャ・サーバ)を含む。ウェブ・サーバ、電子メール・サ
ーバ、ニュース・サーバ、電子商取引サーバおよび広告
サーバは、集合的に、ローカル・サービス・サーバまた
はコンテンツ・サーバと呼ばれる。コンテンツ・サーバ
は、典型的には、ハイパーテキスト・マークアップ・ラ
ンゲージ(ＨＴＭＬ)ウェブ・ページ、ＧＩＦイメージ、
ビデオ・クリップなどを含む多数のコンテンツ・ファイ
ルを記憶する。コンテンツ・サーバとの間のデータ転送
は、伝送制御プロトコル(ＴＣＰ)およびユーザ・データ
グラム・プロトコル(ＵＤＰ)のような伝送プロトコルに
よって動作可能とされる。コンテンツ・サーバは、ＷＷ
Ｗへのアクセス、電子メール、電子掲示板、チャット・
ルーム、ニュース・グループおよび電子商取引のような
サービスを提供するため種々のインターネット・アプリ
ケーションをサポートする。現在一般に利用できるウェ
ブ・ブラウザおよびその他のクライアント・アプリケー
ションを使用して、ユーザは、それぞれのユーザ端末を
経由して、コンテンツ・サーバに記憶されているコンテ
ンツ・ファイル(例えば、ウェブ・ページ、ニュース、
イメージ、電子メール)にアクセスすることができる。

【００１７】上述のように、コンテンツ・サーバへのア
クセスは、要求−応答プロトコルであるＨＴＴＰプロト
コルを中心に構成される。ユーザ端末におけるユーザが
データ・サービス・システム１５および２０のうちの１
つのコンテンツ・サーバに記憶されているコンテンツ・
ファイルにアクセスすることを望む時、少なくとも１つ
の要求が生成され、コンテンツ・サーバに送り出され
る。コンテンツ・サーバは同時に複数の要求を取り扱う
ことができる。しかしながら、コンテンツ・サーバは、
秒あたりに取り扱うことができる要求数に制約を持つ。
コンテンツ・サーバによって受け取られる要求の数がコ
ンテンツ・サーバの制限を大幅に超える時、コンテンツ
・サーバは過負荷状態となり、その結果、ユーザにとっ
て少なくとも耐えられないほどの長い応答時間および貧
弱なパフォーマンスが生じる。これは、要求率がサーバ
容量を越えて増加すると、サーバ・パフォーマンスが劇
的に悪くなり、潜在的にサービス停止を引き起こすこと
を意味する。加えて、クライアントが要求を出しながら
応答をなにも受け取らないと、クライアントが更に多く
の後続の要求を発信する可能性が高い。これは、コンテ
ンツ・サーバによって受け取られる要求の数を急速に増
加させる。

【００１８】このような問題を解決するため、データ・
サービス・システム１５および２０の各々は、本発明の
１つの実施形態に従って、各コンテンツ・サーバが過負
荷状態にならないように各コンテント・サーバの負荷状
態を制御する適応型負荷制御メカニズムを含む。代替的
には、本発明の負荷制御メカニズムは、データ・サービ
ス・システム１５および２０の各々のその他のサーバに
適用することも可能である。図２乃至図６を参照して、
適応型負荷制御メカニズムの詳細を以下に記述する。

【００１９】図２に示されているように、本発明の１つ
の実施形態に従うデータ・サービス・システム３０は、
コンテンツ・サーバ３１を含む。データ・サービス・シ
ステム３０は、また、本発明の１つの実施形態に従って
コンテンツ・サーバ３１の負荷状態を制御する適応型負
荷制御システム４０を含む。従って、データ・サービス
・システム３０は、適応型データ・サービス・システム
または適応型ウェブ・サーバと呼ばれることができる。
データ・サービス・システム３０は、図１のデータ・サ
ービス・システムのずれでもよい(例えばデータ・サー
ビス・システム１５または２０である)。

【００２０】詳細は後述されるが、コンテンツ・サーバ
３１は、アクセス要求によるアクセスのためコンテンツ
・ファイルまたは動的実行可能コード／プログラムを記
憶する。このように、以下の記述において、コンテンツ
・ファイルは、(1)静的コンテンツ・ファイル、(2)動的
コンテンツ・ファイルおよび(3)実行可能プログラム／
コードを意味する。コンテンツ・ファイルの各々は、完
全コンテンツ形式、および、適応型または格下げコンテ
ンツ形式で記憶される。適応型コンテンツ形式のコンテ
ンツ・ファイルの場合、完全コンテンツ形式における同
じファイルと比較して、サイズは小さく、資源集約度は
低い。

【００２１】適応型負荷制御システム４０は、要求を受
け取ると、コンテンツ・サーバ３１にアクセス要求を渡
す。その際、コンテンツ・サーバ３１が過負荷状態にあ
るかまたは過負荷の状態に近いと、適応型負荷制御シス
テム４０は、適応型コンテンツ形式の対応するコンテン
ツ・ファイルにアクセスするようにアクセス要求を修正
する。適応型負荷制御システム４０がコンテンツ・サー
バ３１は過負荷状態にないと判断すると、適応型負荷制
御システム４０は、完全コンテンツ形式の対応するコン
テンツ・ファイルにアクセスするようにアクセス要求を
修正する。これによって、コンテンツ・サーバ３１は安
全荷重状態に維持される。代替的に、適応型負荷制御シ
ステム４０は、コンテンツ・サーバ３１の負荷状態に基
づかず、(クライアント装置のネットワーク接続、待ち
時間またはクライアント装置の表示能力のような)クラ
イアントの能力に基づいてコンテンツ・サーバ３１を適
応させることもできる。

【００２２】データ・サービス・システム３０の詳細を
図２乃至図６を参照して以下に記述する。データ・サー
ビス・システム３０は、コンピュータ・システムまたは
その他のデータ処理システムにおいて実施されることが
できる。データ・サービス・システム３０を実施するコ
ンピュータ・システムは、サーバ・コンピュータ・シス
テム、ワークステーション・コンピュータ・システム、
パーソナル・コンピュータ・システム、メインフレーム
・コンピュータ・システム、ノート・コンピュータ・シ
ステムまたはその他のコンピュータ・システムである。
データ・サービス・システム３０は、適応型負荷制御シ
ステム４０とインタフェースするネットワーク・インタ
フェース３５を含む。それを通して、適応型負荷制御シ
ステム４０はコンテンツ・サーバ３１とインタフェース
する。ネットワーク・インタフェース３５は、外部ネッ
トワーク(図示されていない)とデータ・サービス・シス
テム３０のインタフェースの役目を果たす。インタフェ
ース３５は、いかなる既知のネットワーク・インタフェ
ース技術によってでも実施することができるので、詳細
な記述は行わない。ネットワーク・インタフェース３５
は、コンテンツ・サーバ３１に対する外部要求を受け取
って、適応負荷制御システム４０を経由して、コンテン
ツ・サーバ３１にその要求を渡す。

【００２３】コンテンツ・サーバ３１は、多数のコンテ
ンツ・ファイルを記憶するどのようなタイプのコンテン
ツ・サーバでもよい。コンテンツ・ファイルの各々はア
クセス要求によってアクセスされることができる。コン
テンツ・サーバ３１は、また、各々が複数のアクセス要
求によるアクセスに備えて多数のコンテンツ・ファイル
を記憶する多数のコンテンツ・サイトを含むことができ
る。複数のコンテンツ・サイトは、関心が潜在的に競合
する可能性のある別々のコンテント・プロバイダまたは
カスタマに属している可能性がある。この場合、適応型
負荷制御システム４０によって、コンテンツ・サーバ３
１は多数のパフォーマンス隔離仮想コンテンツ・サーバ
とされることができる(詳細は後述)。サーバの各々は、
他の仮想サーバ上の負荷に関係することなく独立したパ
フォーマンス保証を提供する能力を持つ。

【００２４】コンテンツ・サーバ３１は、静的サーバま
たは動的サーバのいずれともなり得る。１つの実施形態
において、コンテンツ・サーバ３１は、静的コンテンツ
・ファイルだけを記憶する静的コンテンツ・サーバであ
る。別の１つの実施形態において、コンテンツ・サーバ
３１は、静的および動的両方のコンテンツ・ファイルを
記憶することができる。周知の通り、ウェブ・コンテン
ツは、一般的に、ファイルのように静的コンテンツとし
て、あるいは、ｃｇｉスクリプトのように動的なコンテ
ンツとして分類される。動的コンテンツは、サーバ自体
とは独立した(データベース・エンジンのような)バック
エンド・エンジンによって実行時に生成されることがで
きる。バックエンド・エンジンにおけるいかなる適応も
適応型負荷制御システム４０によって取り扱われない。

【００２５】本発明の１つの実施形態に従って、コンテ
ンツ・サーバ３１に記憶されるコンテンツ・ファイルの
各々は、複数の形式またはバージョンで記憶される。例
えば、コンテンツ・ファイルは、そのオリジナルの完全
コンテンツ形式またはバージョンで記憶されることがで
きる。また、同じコンテンツ・ファイルが、格下げまた
は適応型形式またはバージョンでコンテンツ・サーバ３
１に記憶される。図４はそのような形態の１つの例を示
す。図４に示されているように、適応型すなわち格下げ
形式７２におけるコンテンツ・ファイルは、完全コンテ
ンツ形式またはバージョン７１における同じファイルに
比較して、サイズの点で小さく、視認品質の点で劣って
いる。これは、格下げ形式のコンテンツ・ファイルの場
合、サービスを提供する上で必要とされる資源(例えば
バンド幅)が、完全コンテンツ形式の対応するコンテン
ツ・ファイルより少なくてよいということを意味する。

【００２６】例えば、ある１つのコンテンツ・ファイル
は、64×64ピクセル解像度、128×128解像度、256×256
解像度、または、その他の解像度で表示できるので、異
なる形式のコンテンツ・ファイルが可能である。256×2
56ピクセル解像度バージョンのコンテンツ・ファイルは
明らかに一層多くのイメージ・データを持ち、同じコン
テンツ・ファイルの128×28ピクセル解像度バージョン
より多くの伝送資源を必要とする。完全コンテンツ・バ
ージョンのコンテンツ・ファイルが256×256ピクセル解
像度であるとすれば、128×128ピクセル解像度または64
×64ピクセル解像度バージョンは同じコンテンツ・ファ
イルの格下げバージョンである。要するに、格下げ形式
のコンテンツ・ファイルは、完全コンテンツ形式の同じ
コンテンツ・ファイルに比較して、解像度の低いイメー
ジ、埋め込みの少ないイメージ、背景のない単純なペー
ジまたは少ないハイパーリンクを含む。代替的には、コ
ンテンツ・サーバ３１に記憶されるコンテンツ・ファイ
ルの各々は、同じコンテンツ・ファイルのいくつかの格
下げバージョンを持つ。以下の記述においては、コンテ
ンツ・サーバ３１は、例えば、コンテンツ・サーバ３１
の記憶されるコンテンツ・ファイルの各々に関して、例
示の目的から、完全コンテンツ・バージョンおよび１つ
の格下げバージョンという２つのバージョンだけを有す
ることとする。

【００２７】再び図２を参照すれば、各アクセス要求
は、ユニバーサル・リソース・ロケータ(すなわちＵＲ
Ｌ)を使用して、コンテンツ・サーバ３１に記憶される
コンテンツ・ファイルを指定する。しかしながら、コン
テンツ・サーバ３１に記憶されているコンテンツ・ファ
イルに対するＵＲＬパス(経路)は、どのバージョンまた
は形式のコンテンツ・ファイルにアクセスするか指定し
ない。これは、複数のコンテンツ・ツリーが同じＵＲＬ
の異なるバージョンを含むことを意味する。所与のコン
テンツ・ツリーにおける特定のＵＲＬへのパスは、コン
テンツ・ツリー名とＵＲＬ名を連結したものの前に、コ
ンテンツ・サーバ３１のルート・サービス・ディレクト
リの名前を付けたものである。例えば、ルート・サービ
ス・ディレクトリ"/root"に、"/full_content"(完全コ
ンテンツの意)および"/degraded_content"(格下げコン
テンツの意)という２つのコンテンツ・ツリーが作成さ
れる。"/full_content"コンテンツ・ツリー名は、完全
コンテンツ・バージョンまたは形式の対応するコンテン
ツ・ファイルにアクセスするように要求を向かわせ
る。"/degraded_content"コンテンツ・ツリー名は、格
下げコンテンツ・バージョンまたは形式の対応するコン
テンツ・ファイルにアクセスするように要求を向かわせ
る。このケースでは、"http://www.hpl.hp.com/my_pict
ure.jpg"というＵＲＬは、ディレクトリ"/root/full_co
ntent/my_picture.jpg"またはディレクトリ"root/degra
ded_content/my_picture.jpg"のいずれかからサービス
を受ける。

【００２８】たとえコンテンツ・ファイルがｃｇｉスク
リプトによって生成されたコンテンツのような動的コン
テンツであったとしてもこの方式は適用される。複数コ
ンテンツ・ツリーが、(my_script.cgi"のように)名前を
つけられたｃｇｉスクリプトの異なるバージョンまたは
形式を含むことができる。"/degraded_content/"バージ
ョンまたは形式は、必要な資源が少ない検索スクリプト
である。これは、例えば、"/full_content"バージョン
または形式が１００個の一致を探すのに対して、最初の
５個の一致だけを探す。所与の負荷状態の下でどのバー
ジョンのスクリプトを実行すべきかを決定するため、ス
クリプトのＵＲＬの前に正しいツリー名が付けられる。
例えば、"http://www.hpl.hp.com/my_script.cgi"とい
うＵＲＬは、"http://www.hpｌ.hp.com/root/full_cont
ent/cgi-bin/my_script.cgi"または"http://www.hpl.h
p.com/root/degraded_content/cgi-bin/my_script.cgi"
のいずれかになるように修正される。

【００２９】代替的に、必要資源の少ない"/degraded_c
ontent/検索スクリプトは、静的バージョンまたは形式
と置き換えることができる。これは、異なるコンテンツ
・ツリーに切り換えることによって実施される。例え
ば、コンテンツ・サーバ３１を使用しているオンライン
・ベンダが、在庫データベースと交信して現在在庫にあ
る項目を表示するため動的に生成されるバージョンの製
品カタログを使用することができる。コンテンツ・サー
バ３１が過負荷状態になると、事前記憶された静的カタ
ログ・バージョンがアクセスされ表示される。これを行
う理由は、動的スクリプトは、格下げまたは簡略化され
たものでさえ、静的コンテンツよりなおも一層多くの資
源を消費するからである。

【００３０】適応型負荷制御システム４０はコンテンツ
・サーバ３１に接続される。本発明の１つの実施形態に
従って、適応型負荷制御システム４０は、コンテンツ・
サーバ３１の過負荷状態を検出し、負荷状態に応じた提
供を行うためいくつかの代替コンテンツ品質のうちの１
つの対応するファイルにアクセス要求をアクセスさせ
る。適応型負荷制御システム４０がコンテンツ・サーバ
３１が過負荷状態にあることを検出すると、適応型負荷
制御システム４０は、コンテンツ・サーバ３１に到来す
るアクセス要求がサービス提供に必要な資源の少ない格
下げ形式の対応するコンテンツ・ファイルにアクセスす
るように仕向ける。格下げ形式は応答のサイズを減ら
す。格下げ形式は、また、簡略化されたコンテンツに埋
め込まれるイメージやその他のオブジェクトが少ないの
で、要求の総数を減らす。格下げ形式は、また、要求さ
れたコンテンツ・ファイルに埋め込まれるリンクを削除
または減らす。このように、格下げ形式では、完全コン
テンツ形式に比較して、サービス提供に必要な資源が少
ない。

【００３１】適応型負荷制御システム４０は、また、必
要に応じてアクセス要求を拒絶することができる。更
に、適応型負荷制御システム４０は、仮想サーバのパフ
ォーマンス・レベルおよび負荷適用意志決定が別の仮想
サーバに影響を及ぼさないような形態の複数パフォーマ
ンス隔離型仮想サーバの共存をサポートする。コンテン
ツ・サーバ３１が、潜在的に競合する関心を持つカスタ
マまたはコンテント・プロバイダに属している可能性の
ある複数のコンテンツ・サイトを取り扱う時このような
サポートが必要とされる。サーバ３１の総荷重がそのよ
うなサイトに均一に分配されない可能性がある。この場
合、適応型負荷制御システム４０は、別のサイトによっ
て引き起こされた過負荷に対して影響を受けないパフォ
ーマンス隔離メカニズムを実施する。このメカニズムを
使用すると、コンテンツ・サーバ３１は、１つまたは複
数のパフォーマンス隔離型仮想サーバの集合として見な
される。各パフォーマンス隔離型仮想サーバは、別の仮
想サーバ上の過負荷に左右されることなく独立したパフ
ォーマンス保証を提供する能力を持つ。保証は、各仮想
サーバに関連するサービス・レベル合意の形態で宣言さ
れ、適切な資源容量を割り当てるように適応型負荷制御
システム４０を構成するため使用される。適応型負荷制
御システム４０は、コンテンツ・サーバ３１の各仮想サ
ーバの範囲内においてその負荷および資源割り当てに関
する適応意志決定を行う。

【００３２】更に、適応型負荷制御システム４０は、保
証されたサービス・クラスに優先処理を与え、一方、非
保証サービス・クラスには利用可能なら余剰能力を消費
することを許容する。保証されたサービス・クラスは、
サービス・レベル合意によって定められる。非保証クラ
スは、典型的には、最善の努力に基づいて利用可能資源
を提供される。過負荷状態の下では、適応型負荷制御シ
ステム４０は、先ず、非保証要求を格下げコンテンツ・
ファイルに向かわせなければならない。任意のポリシー
を用いて、異なる重要性レベルでクライアント・クラス
の相対的格下げを管理することができる。例えば、過負
荷状態の下では、クラスＡ要求は、クラスＢ要求の前に
格下げコンテンツ・ファイルに送られなければならな
い。しかし、資源が不足したままであれば、クラスＡ要
求を拒絶する前に、クラスＢ要求が格下げされる。

【００３３】適応型負荷制御システム４０は、サーバの
要求および応答がアクセスされ得る場所であればデータ
・サービス・システム３０のどこにおいてでも実施され
ることができる。これは、ウェブ・サーバ・ソフトウェ
アおいても、ＵＮＩＸ（登録商標）ソケット・ライブラ
リにおいても、あるいはデータ・サービス・システム３
０を実施するコンピュータ・システムのオペレーティン
グ・システムにおいても適応型負荷制御システム４０を
実施することが可能なことを意味する。更に、適応型負
荷制御システム４０は、サーバにとって透過的でありか
つ外部にあるゲートウェイにおいて実施されることもで
きる。

【００３４】基本的に、適応型負荷制御システム４０
は、３つのエントリ・ポイントを必要とする。それら
は、(1)初期化ポイント、(2)要求前処理ポイント、およ
び(3)要求後処理ポイントである。初期化ポイントは、
内部的に使用されるデータ構造を初期化し、必要に応じ
て適応型負荷制御システム４０の種々のコンポーネント
を実施する独立したプロセスを作成する。要求前処理ポ
イントは、所与の要求のコンテンツ・レベルの品質を決
定する。適応型負荷制御システム４０のコンテンツ・ア
ダプタ４１はこのポイントから呼ばれる。コンテンツ・
アダプタ４１は共用メモリを通して他のコンポーネント
と通信することができる。要求後処理ポイントは、応答
サイズを監視するオプションのポイントである。

【００３５】サーバ・コードが利用できない場合、適応
型負荷制御システム４０は、サーバ３１によって使用さ
れるミドルウェア(例えば動的にリンクされるソケット
・ライブラリ)の形態で実施される。ＵＮＩＸ環境にお
いては、サーバ初期化の一部として、サーバ・ソケット
が作成され、到来要求のためlisten()呼び出しがソケッ
ト・ライブラリに作成される。このライブラリ・ルーチ
ンは、ミドルウェアの初期化ポイントを呼び出すように
修正されることができる。修正はコンテンツ・サーバ３
１にとって透過的とすることができる。以下に、図２乃
至図７を参照して適応型負荷制御システム４０の機能的
構造を更に詳細に記述する。

【００３６】図２に示されているように、適応型負荷制
御システム４０は、ネットワーク・インタフェース３５
に接続される要求分類機構３３を含む。適応型負荷制御
システム４０は、また、要求分類機構３３に接続される
負荷モニタ３２を含む。次に、コンテンツ・アダプタ４
１が負荷モニタ３２およびコンテンツ・サーバ３１に接
続される。適応コントローラ５０がコンテンツ・アダプ
タ４１および負荷モニタ３２に接続される。コンポーネ
ント３２、３３、４１および５０が組み合わされて適応
型負荷制御システム４０を構成する。代替的には、適応
型負荷制御システム４０は上記より多いまたは少ないコ
ンポーネントを含むこともできる。例えば、適応型負荷
制御システム４０は要求分類機構３３なしで機能するこ
ともできる。

【００３７】要求分類機構３３がネットワーク・インタ
フェース３５からアクセス要求を受け取る。要求分類機
構３３は、受け取った要求を異なる分類基準に基づいて
多数のクラスに分類するために使用される。要求分類機
構３３は、コンテンツ・サイトまたはクライアントのサ
ブセットに対する優先処理を可能にする。要求分類機構
３３は、(例えば、保証と非保証クライアントの間、ま
たは、異なる仮想サーバにアクセスしているクライアン
トの間のような)異なるクライアント・クラスの間でサ
ービス品質の差別化が必要とされるインストレーション
において使用される。この状況においては、コンテンツ
・アダプタ４１によってその後にとられる動作が、クラ
イアントまたは要求されたコンテンツの識別に依存す
る。要求分類機構３３によって、複数のユーザ・クラス
が同じコンテンツ・ファイルまたはサイトを共有しなが
らも異なる取り扱いまたはパフォーマンスを受けること
が可能とされる。クラスに基づくサービスは、個別のク
ラスに与えられるサービスを差別化するメカニズムであ
る。このように、サービス・パフォーマンスは、パフォ
ーマンスまたはサービス合意に基づいて価格が付けられ
る。一層大きな保証をもつ一層高いクラスは、一層少な
い保証と一層多い"最善の努力"サービスを提供する一層
低いクラスより高い価格が付けられるであろう。要求分
類機構３３は既知のどのような技術を使用してでも実施
することができる。

【００３８】要求分類機構３３は、次に、分類したアク
セス要求を負荷モニタ３２に送る。負荷モニタ３２は、
過負荷状態を検出するためコンテンツ・サーバ３１の負
荷状態を監視するために使用される。負荷モニタ３２
は、コンテンツ・サーバ３１の負荷状態を監視するため
多数の監視メカニズムを利用することができる。コンテ
ンツ・サーバ３１の負荷状態を監視する１つの方法は、
コンテンツ・サーバ３１の応答時間を監視するものであ
る。これは、応答時間がコンテンツ・サーバ３１の入力
された要求待ち行列(例えばＵＮＩＸ実施形態における
サーバのソケットlisten待ち行列)の長さに比例するか
らである。サーバの負荷が少なければ、待ち行列は短い
(または空の)傾向があり、従って、応答時間は短い。コ
ンテンツ・サーバ３１の負荷が過大となると、コンテン
ツ・サーバ３１の範囲内の要求待ち行列があふれ出て、
この結果、応答時間が何倍も増加する。これは、明白な
過負荷標識の役目を果たす。(応答時間を監視すること
によって待ち行列の長さを推定するという)この手法の
利点は、このメカニズムをサーバ・プロセスの外部で実
施することが可能で、コンテンツ・サーバ３１のコード
の修正を必要としないことである。

【００３９】コンテンツ・サーバ３１が過負荷状態であ
るか否かを監視する別の手法は、応答時間と共に、サー
バ・マシンの利用度を監視するものである。これは、サ
ーバがどの程度利用されていないか負荷モニタ３２が判
断することを可能にする。利用度があらかじめ定められ
たレベルより下がれば、負荷モニタ３２は、コンテンツ
・サーバ３１が過負荷状態にはないと判断する。このケ
ースにおいては、忠実なサーバ負荷推定値を提供するた
め、利用度の尺度は、総和された利用度ではなく、(ク
ライアント要求の処理のような)有効な仕事に属する負
荷を標示するものでなければならない。例えば、一部の
イベントに関して繁忙待機ループを実行する低優先順位
プロセスまたはスレッドの存在は、サーバの負荷がない
場合でさえ１００％に等しい利用度を示す。また、すべ
てのサーバ・スレッドまたはプロセスが現在時要求の処
理を任せられ、Ｉ／Ｏで妨げられる場合に別の懸念が生
じる。このような場合、すべての資源は、すでに利用さ
れていて、従って、利用可能容量として測定されるべき
ではないので、派生するアイドル時間を利用することが
できない。

【００４０】上述のような懸念に対処するため、負荷モ
ニタ３２に関連して２つの異なるメカニズムが開発され
た。第１のメカニズムは線形近似法と呼ばれる。この方
法では、負荷モニタ３２が、測定された要求率Ｒおよび
実効バンド幅ＢＷの線形関数を利用して、クライアント
要求を処理することによって消費されるシステム利用度
Ｕを決定する。線形関数は次のように示される。

【００４１】Ｕ＝ａＲ＋ｂＢＷ但し、定数ａおよびｂはオンラインまたはオフラインい
ずれかの事前プロファイリングによって計算される(詳
細は後述)。

【００４２】この関数は、負荷がサーバ容量を超えない
限り負荷を有効に推定することができる。過負荷状態に
おいて測定すると、線形近似法は無効となる。従って、
線形近似法は、応答時間監視法と組み合わせて使用する
ことによって、サーバ３１の実際の負荷状態を決定する
ことができる。この組み合わせ負荷監視機能は、測定さ
れた応答時間があらかじめ定められた過負荷しきい値を
越えていれば、Ｕ＝１００％である。測定された応答時
間があらかじめ定められた過負荷しきい値を越えていな
ければ、Ｕ＝ａＲ＋ｂＢＷである。

【００４３】この線形近似法の１つの利点は、実施が簡
単であることである。この方法を使用して、各サーバ・
プロセスまたはスレッドＴｊは、その観察された要求レ
ートＲｊ、実効バンド幅ＢＷｊおよび利用度Ｕｊをそれ
ぞれ独立して記録する。次に、別の監視プロセスが、記
録された値を読み取り、それらを合計して、全体として
の要求率Ｒ、バンド幅ＢＷおよび利用度Ｕを計算する。
いかなるデータ部分に対してもただ１つの書き込みプロ
グラムしか存在しないので、共有データ構造に対するア
クセスの同期化は必要とされない。この方法は、サービ
ス品質保証に関するサーバ容量計画を可能にし、所望の
要求率およびバンド幅保証を対応する資源容量割り当て
(例えば利用度割り当て)に変換する手段を提供する。し
かしながら、この方法は、事前プロファイリングを使用
して定数ａおよびｂを計算することを必要とする。

【００４４】事前プロファイリングを使用して定数ａお
よびｂを計算する簡単な方法は、Ｕおよび対応するＲお
よびＢＷのいくつかの測定値を取得するものである。次
に、線形回帰手法を使用して、方程式Ｕ＝ａＲ＋ｂＢに
最もよく適する定数ａおよびｂを決定する。ＲおよびＢ
Ｗは所与の期間に発信された要求数と応答されたバイト
をカウントすることによってオンラインで測定すること
ができる点に注意する必要がある。利用度Ｕは、後述さ
れるギャップ推定手法を使用して測定される。測定され
たＲ、ＢＷおよびＵを所与とすれば、推定理論が、連続
した時間間隔において、誤差を最小にする線形最適値を
見出す方法を提供する。推定理論は、連続的新測定値の
観点からパラメータａおよびｂをオンラインで計算およ
び更新するために必要な式を提供する。

【００４５】代替的方法としては、コンテンツ・サーバ
３１をあらかじめ指定された作業負荷に関してテストす
ることによってパラメータａおよびｂを決定することも
できる。次第に増加する率で所与のサイズのＵＲＬを要
求することによってこのテストは進められる。クライア
ント接続がタイムアウトとなりサーバの過負荷を標示す
るまで、次第に率を増加させながら所与のサイズのＵＲ
Ｌを要求することによってこのテストを続けることがで
きる。到達した最大の要求率およびバンド幅が記録され
る。本実施形態の目的のため、サーバ利用度はこの負荷
状態において１００％であると仮定することができる。
異なるサイズの要求されたＵＲＬに関して経験を繰り返
し、サーバ３１の負荷を過大にする異なる要求率および
バンド幅の組み合わせが与えられる。ＲとＢＷのセット
およびＵ＝１００％というポイントを使用して、Ｒ、Ｂ
Ｗ平面上に線分ａＲ＋ｂＢＷ＝１００が構築される。こ
の線分は１００／ａおよび１００／ｂにおいてそれぞれ
ＲおよびＢＷ軸と交差し、そこからａおよびｂが見出さ
れる。

【００４６】負荷モニタ３２のための第２のメカニズム
は、ギャップ推定手法と呼ばれる。この方法は、コンテ
ンツ・サーバ３１が要求を処理するために費やす時間部
分を推定する。この方法を使用して、負荷モニタ３２は
要求を追跡するため大域カウンタを使う。負荷モニタ３
２は、要求が受け取られるとカウンタを増分し、応答が
コンテンツ・サーバ３１を出るとカウンタを減分する。
ギャップが存在する時のみ、すなわちすべての現在時要
求が処理され追加要求がまだなにも到着していない時だ
け、カウンタは初期値に戻る。時間Ｔの間のギャップを
合計することによって、監視プロセスまたはスレッドは
期間Ｔの間の合計"アイドル時間"Ｇを計算することがで
きる。アイドル時間は、仕掛かり中の要求が全くない時
間である。次に、利用度は、Ｕ＝(Ｔ−Ｇ)／Ｔと推定さ
れる。

【００４７】ギャップ推定手法が図７に示されている。
図７に示されているように、連続する要求の同時処理は
アイドル時間によってとぎれる。この方法は、事前プロ
ファイリングを必要とせず、また応答時間の監視を必要
としない。大域カウンタは、複数の書き込みプログラム
によって更新される可能性があるので、なんらかの形式
のロッキングまたはアクセス同期化を必要とする。

【００４８】再び図２を参照すれば、負荷モニタ３２
は、コンテンツ・アダプタ４１および適応コントローラ
５０にコンテンツ・サーバ３１の負荷状態情報を送出す
る。また、適応コントローラ５０は、過負荷状態のしき
い値を標示するあらかじめ定められた所望の負荷値を受
け取る。所望の負荷値と監視された負荷値の比較に基づ
いて、適応コントローラ５０は、コンテンツ・サーバ３
１が過負荷状態にあるか否か判断する。過負荷の場合、
適応コントローラ５０は、格下げコンテンツ形式または
バージョンの対応するコンテンツ・ファイルにアクセス
するようにすべての到来アクセス要求のＵＲＬを修正す
るようにコンテンツ・アダプタに指示する。コンテンツ
・サーバ３１が過負荷状態にないと適応コントローラ５
０が判断する場合、適応コントローラ５０は、完全コン
テンツ形式またはバージョンの対応するコンテンツ・フ
ァイルにアクセスするように到来アクセス要求のＵＲＬ
を修正するようにコンテンツ・アダプタに指示する。

【００４９】適応コントローラ５０のための所望の負荷
値は、例えば、サーバ応答時間のあらかじめ定められた
しきい値Ｔである。このしきい値Ｔは、例えば、サービ
ス・レベル合意において指定される最大サーバ応答時間
と等しく(またはそれより若干小さく)セットされ、それ
によって、合意が違反されそうになる時の適応が可能と
なる。そのような指定がない場合、しきい値は、あらか
じめ設定された最大入力要求待ち行列の長さＱおよび平
均サービス時間Ｓから導出することができる。例えば、
待ち行列が９０％満たされていれば過負荷を標示すると
みなされるとすれば、しきい値Ｔは、Ｔ＝０.９Ｑ×Ｓ
にセットされる。

【００５０】コンテンツ・アダプタ４１は、ディレクト
リ・リンクを変更することによって適応を実施する。適
応コントローラ５０の制御の下で、コンテンツ・アダプ
タ４１は、完全コンテンツ形式または格下げコンテンツ
形式のいつのいずれかの対応するコンテンツ・ファイル
にアクセスするように到来アクセス要求のＵＲＬを修正
する。例えば、コンテンツ・アダプタ４１は、"http://
www.hpl.hp.com/my_picture.jpg"というＵＲＬを、完全
コンテンツ形式のコンテンツ・ファイル"my_picture.jp
g"にアクセスするため"http:/www.hpl.hp.com/full_con
tent/my_picture.jpg"に、あるいは、格下げコンテンツ
形式のコンテンツ・ファイル"my_picture.jpg"にアクセ
スするため"http://www.hpl.hp.com//degraded_content
/my_picture.jpg"に、変換することができる。別の例と
してコンテンツが動的コンテンツ(例えばhttp://www.
hpl.hp.com/my_script.cgi)である場合、コンテンツ・
アダプタ４１は、そのＵＲＬを、完全コンテンツ・ファ
イルにアクセスするため"http://www.hpl.hp.com/full_
content/cgi-bin/my_script.cgi"に、あるいは、必要資
源のより少ないスクリプトにアクセスするため"http://
www.hpl.hp.com/degraded_content/cgi-bin/my_script.
cgi"に変換することができる。

【００５１】コンテンツ・サーバ３１が過負荷状態にあ
ると判断すると、適応コントローラ５０は、格下げすな
わち適応型コンテンツ形式の対応するコンテンツ・ファ
イルにアクセスするように到来アクセス要求のＵＲＬを
修正するようにコンテンツ・アダプタ４１に指示する。
上述のように、格下げまたは適応型コンテンツ形式は完
全コンテンツ形式ほど多くの資源を必要としない。コン
テンツ・サーバ３１が過負荷状態にないと判断すると、
適応コントローラ５０は、完全コンテンツ形式の対応す
るコンテンツ・ファイルにアクセスするように到来アク
セス要求のＵＲＬを修正するようにコンテンツ・アダプ
タ４１に指示する。

【００５２】図２および図４に示されているように、適
応コントローラ５０から適応の引き金が一旦引かれる
と、コンテンツ・アダプタ４１は、コンテンツ・サーバ
３１の負荷状態に基づいて、ルート・サービス・ディレ
クトリ７０(図４)において高品質サービス・ツリー７３
(図４)と格下げ品質サービス・ツリー７４(図４)の間を
透過的に切り換える。切り換え動作は、コンテンツ・サ
ーバ３１にとって完全に透過的である。

【００５３】図５は、適応型負荷制御システム４０によ
る適応プロセスの結果を示している。曲線８１は、適応
型負荷制御システム４０を備えていない従来技術サーバ
による接続失敗のパーセンテージを示す。曲線８０は、
適応型負荷制御システム４０を備えているコンテンツ・
サーバ３１による接続失敗のパーセンテージを示す。図
５に見られるように、要求率が増加するにつれて、従来
技術曲線８１と比較して、曲線８０は大幅に少ない接続
失敗を示している。伝統的サーバは、負荷がサーバ容量
を超えると、誤り率(例えば接続失敗意)の増加に苦し
む。

【００５４】上述のように、コンテンツ・サーバ３１が
過負荷状態にあると適応コントローラ５０が判断する
と、適応コントローラ５０は、到来アクセス要求を格下
げコンテンツ形式に適応するようにコンテンツ・アダプ
タ４１に指示する。これは、コンテンツ・サーバ３１を
潜在的に負荷のない状態にさせるので、適応が実行され
る時適切な資源利用度が達成されないこととなる。この
状況が図６に示されている。図６においては、実線曲線
８５は、本発明の１つの実施形態に従った適応メカニズ
ムを備えていない従来技術コンテンツ・サーバの実効バ
ンド幅を表し、点線曲線８６は、適応型負荷制御システ
ム４０を備えるコンテンツ・サーバ３１の実効バンド幅
を表す。図６に見られるように、より少ない資源集約型
コンテンツ形式への切り換えによって、コンテンツ・サ
ーバ３１の場合の曲線８６の実効バンド幅は急激に落下
する。これは、サーバのバンド幅の利用度が不十分とな
ることを意味する。

【００５５】コンテンツ・サーバ３１が過負荷状態であ
る時、コンテンツ・アダプタ４１が到来アクセス要求の
一部分だけを格下げすることによってこの問題を克服す
ることができる。一部分は、到来アクセス要求のすべて
と全くなしの間にある。このメカニズムはコンテンツ・
アダプタ４１において実施される。このメカニズムは、
部分的格下げの範囲を調整する外部制御ノブとみなすこ
とができる入力制御パラメータＧを使用する。Ｇ＝Ｍａ
ｘであれば、格下げされる要求はなく、Ｇ＝０であれ
ば、すべての到来要求が格下げされる。Ｇを減少すれ
ば、サーバ負荷は減る。

【００５６】使用可能コンテンツ・ツリーの合計数がＭ
ａｘであり、コンテンツ・ツリーが品質の昇順に１から
Ｍａｘまで番号が付けられていると仮定する(ツリー０
は要求拒絶を表す特別のツリーである)。ＩをＧの整数
部分、Ｆをその小数点部分とする。次の規則が使用され
る。

【００５７】Ｇが整数(例えばＧ＝Ｉ、Ｆ＝０)であれ
ば、コンテンツ・アダプタ４１は、あらゆる要求をツリ
ーＩからサービスさせる。Ｇが整数でなければ、コンテ
ンツ・アダプタ４１は、各要求を受け取る都度(範囲[0,
1]における)疑似乱数Ｎを計算する。Ｎ＜Ｆならば、要
求はツリーＩ＋１からサービスされる。その他の場合、
要求はツリーＩからサービスされる。

【００５８】このアルゴリズムは、最高品質コンテンツ
・ツリーでのすべての要求へのサービスとすべての要求
の拒絶との間にわたる連続的部分的格下げ分布を提供す
る。次に、過負荷を回避し、かつ、指定された目標利用
度を維持するような、最善の値Ｇを自動的に選択するた
め、監視／フィードバックを使用する自己制御手法を、
図３を参照して、記述する。

【００５９】図３は、本発明の別の１つの実施形態に従
って部分的格下げを制御する図２の適応型負荷制御シス
テム４０の制御／フィードバック・ループを示す。図３
に示されているこの実施形態において、部分的格下げを
制御するため部分的格下げモジュール６０が使用され
る。モジュール６０は、一体コントローラ６２および加
算器６１を含む。達成されたサーバ利用度が負荷モニタ
３２からモジュール６０の加算器６１へ送られる。所望
の負荷利用度もまた加算器６１に送られる。(２つの利
用度の差である)最終結果Ｅが一体コントローラ６２へ
フィードバックされる。次に、一体コントローラ６２
は、コンテンツ・アダプタ４１を制御して適応のためア
クセス要求の数を調整させるため制御パラメータＧを調
整する。フィードバックを使用して、コンテンツ・アダ
プタ４１は、目標または所望の利用度に近くなるように
格下げ要求の数を迅速にかつ自動的に調整することがで
きる。以上、特定の実施形態を参照して本発明を記述し
たが、当業者に明らかなように、本発明の理念を逸脱す
ることなく上記実施形態に種々の修正および変更を加え
ることは可能である。

【００６０】本発明には、例として次のような実施様態
が含まれる。 (1)外部アクセス要求によるアクセスに備えて完全コン
テンツ形式またはサービスのため完全形式ほど資源を必
要としない適応型コンテンツ形式で各々記憶される複数
のコンテンツ・ファイルを記憶するコンテンツ・サーバ
と、上記コンテンツ・サーバにアクセス要求を渡すため
上記コンテンツ・サーバに接続された適応型負荷制御シ
ステムと、を備え、上記適応型負荷制御システムが、上
記コンテンツ・サーバが過負荷状態にある時、コンテン
ツ・サーバが安全負荷状態に維持されるように、適応型
コンテンツ形式の対応するコンテンツ・ファイルにアク
セスするようにアクセス要求を修正する、データ・サー
ビス・ネットワーク・システムにおけるデータ・サービ
ス・システム。 (2)上記適応型負荷制御システムが、上記コンテンツ・
サーバが過負荷状態にない時、完全コンテンツ形式の対
応するコンテンツ・ファイルにアクセスするようにアク
セス要求を修正する、前記(1)に記載のデータ・サービ
ス・システム。 (3)上記適応型負荷制御システムが、コンテンツ・サー
バの負荷状態を監視する負荷モニタと、上記負荷モニタ
および上記コンテンツ・サーバに接続され、上記コンテ
ンツ・サーバが過負荷状態にあることを上記負荷モニタ
が標示する時、適応型コンテンツ形式の対応するコンテ
ンツ・ファイルにアクセスするようにアクセス要求を修
正するコンテンツ・アダプタと、を含む、前記(1)に記
載のデータ・サービス・システム。

【００６１】(4)上記適応型負荷制御システムが、上記
負荷モニタおよびコンテンツ・アダプタに接続され、上
記コンテンツ・サーバが過負荷状態にあることを上記負
荷モニタが標示する時、適応型コンテンツ形式の対応す
るコンテンツ・ファイルにアクセスするようにアクセス
要求を修正するようにコンテンツ・アダプタに指示する
適応コントローラを更に含み、上記適応コントローラ
が、上記負荷モニタによって受け取られた負荷情報をコ
ンテンツ・サーバのあらかじめ定められた所望の負荷値
と比較することによって、コンテンツ・サーバが過負荷
状態にあるか否かを判断する、前記(3)に記載のデータ
・サービス・システム。 (5)上記コンテンツ・アダプタがアクセス要求のＵＲＬ
を修正することによってアクセス要求を修正し、コンテ
ンツ・ファイルの各々ごとに、完全コンテンツ形式また
は適応型コンテンツ形式いずれかの対応するコンテンツ
・ファイルにアクセスするように上記修正された要求を
仕向けるサービス・ディレクトリをコンテンツ・サーバ
が含む、前記(1)に記載のデータ・サービス・システ
ム。

【００６２】(6)外部アクセス要求によるアクセスに備
えて複数のコンテンツ・ファイルを記憶するコンテンツ
・サーバを有するデータ・サービス・ネットワーク・シ
ステムのデータ・サービス・システムにおいて、安全負
荷状態でコンテンツ・サーバを維持する方法であって、
コンテンツ・サーバに記憶されているコンテンツ・ファ
イルのうちの１つにアクセスするアクセス要求をデータ
・サービス・システムが受け取る時コンテンツ・サーバ
の負荷状態を判断するステップと、上記コンテンツ・サ
ーバが過負荷状態にあると判断されると、上記コンテン
ツ・サーバが安全負荷状態に維持されるように、適応型
コンテンツ形式の対応するコンテンツ・ファイルにアク
セスするようにアクセス要求を修正するステップと、を
含む方法。

【００６３】(7)上記コンテンツ・サーバが過負荷状態
にないと判断されると、完全コンテンツ形式の対応する
コンテンツ・ファイルにアクセスするようにアクセス要
求を修正するステップを含む、前記(6)に記載の方法。 (8)負荷状態を判断する上記ステップが、負荷モニタを
使用して上記コンテンツ・サーバの実際の負荷状態を取
得するステップと、上記実際の負荷状態をあらかじめ定
められた所望の負荷状態と比較して、上記コンテンツ・
サーバが過負荷状態にあるか否かを判断するステップ
と、を含む、前記(6)に記載の方法。 (9)アクセス要求を修正する上記ステップが、アクセス
要求のＵＲＬを修正することによって実行される、前記
(6)に記載の方法。

【００６４】

【発明の効果】本発明によると、ウェブ・サーバが過大
な負荷状態になった時ウェブ・サーバへのアクセス要求
が自動的に制御され、その結果、安全負荷状態が維持さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】多数のデータ・サービス・システムを含むデー
タ・アクセス・ネットワーク・システムを示すブロック
図である。

【図２】図１の適応型データ・サービス・システムのう
ちの本発明の１つの実施形態に従った構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】図２の適応型データ・サービス・システムの部
分的格下げに関する制御およびフィードバック・ループ
を示すブロック図である。

【図４】図２の適応型データ・サービス・システムのコ
ンテンツ・サーバの構成を示すブロック図である。

【図５】従来技術のデータ・サービス・システムと図２
の適応データ・サービス・システムの間の接続失敗率の
比較を示すグラフ図である。

【図６】従来技術のデータ・サービス・システムと図２
の適応データ・サービス・システムの間のバンド幅の比
較を示すグラフ図である。

【図７】図２および図３の負荷モニタによって利用され
るギャップ推定手法を示すブロック図である。

【符号の説明】

３０データ・サービス・システム３１コンテンツ・サーバ４０適応型負荷制御システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者テレック・ファルーク・アブデルザハーアメリカ合衆国48105ミシガン州アン・アーバー、クラム・プレイス 2203、ナンバー１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部アクセス要求によるアクセスに備えて
完全コンテンツ形式またはサービスのため完全形式ほど
資源を必要としない適応型コンテンツ形式で各々記憶さ
れる複数のコンテンツ・ファイルを記憶するコンテンツ
・サーバと、上記コンテンツ・サーバにアクセス要求を渡すため上記
コンテンツ・サーバに接続された適応型負荷制御システ
ムと、を備え、上記適応型負荷制御システムが、上記コンテンツ・サー
バが過負荷状態にある時、コンテンツ・サーバが安全負
荷状態に維持されるように、上記適応型コンテンツ形式
の対応するコンテンツ・ファイルにアクセスするように
アクセス要求を修正する、データ・サービス・ネットワーク・システムにおけるデ
ータ・サービス・システム。