JP2001249910A - ネットワーク上のノードへのプログラム配置方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理端末やアクティブノードの処理負荷に応
じて、アクティブノードの個数や位置を動的に最適化す
る。 【解決手段】 投入されたプログラムを実行可能なノー
ドを含むネットワークの当該ノードに分担処理プログラ
ムを投入してこれをアクティブノード化し、端末が実行
すべき処理の一部を前記アクティブノードに分担させる
ネットワーク上のノードへのプログラム配置方法におい
て、前記端末およびアクティブノードの少なくとも一方
における前記処理の負荷が予定の基準負荷に達している
か否かを判別する手順（ステップＳ２１，２２）と、前
記処理負荷が予定の基準負荷に達すると、ネットワーク
上の少なくとも一つのノードに、前記分担処理プログラ
ムを投入してアクティブノード化する手順（ステップＳ
２３，２４）とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、端末同士がノード
を介して接続されるネットワークに係り、特に、端末が
実行すべき処理の一部をノードに分担させることで端末
の処理負荷を軽減するアクティブネットワーク技術に好
適な、ネットワーク上のノードへのプログラム配置方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】端末同士が複数のノードを介して接続さ
れたネットワークにおいて、端末が実行すべき処理の一
部を各ノードに分担させるための分担処理プログラム
を、当該ノードに投入かつ配置（以下、アクティブ化と
表現する場合もある）し、アクティブ化されたノード
（以下、アクティブノードと表現する場合もある）に分
担処理プログラムを実行させるアクティブネットワーク
技術が提案されている。このようなアクティブネットワ
ーク技術によれば、端末の処理負荷が各アクティブノー
ドに分散されるので、当該端末の処理負荷を軽減するこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したアクティブネ
ットワークでは、分担処理プログラムを格納したアクテ
ィブノードを多数配置するほど端末の負担が軽減される
反面、多数のアクティブノードがパケットやパケット内
のデータに対して分担処理プログラムを実行することに
なる。このため、送受信端末間での伝送遅延は、端末の
負荷が軽減されることによる短縮分と、アクティブネッ
トワーク内で分担処理プログラムの実行回数が増加する
ことによる増加分との差分だけ改善されることなる。し
たがって、分担処理プログラムを投入してアクティブ化
するノードの数は、端末やアクティブノードの処理負荷
が過大とならない範囲で最小に抑えることが望ましい。

【０００４】さらに、アクティブノードはパケットの入
力が集中する位置に配置することが望ましく、パケット
が集中しないノードに分担処理プログラムを配置してア
クティブ化しても、十分な改善効果を得ることはできな
い。

【０００５】しかしながら、端末やアクティブノードの
処理負荷、あるいはパケットの集中箇所等は逐次変化す
るため、最適なアクティブノード数や配置位置を予め設
定することは難しい。このため、従来のアクティブネッ
トワーク技術では、アクティブ化するノードの位置や個
数の最適解を、シュミレーション結果や経験則に基づい
て予測し、この予測結果に基づいて所定のノードを固定
的にアクティブノード化していた。すなわち、端末や各
ノードの処理負荷が変化しても、最初に配置したアクテ
ィブノードの位置や個数がそのまま維持され続けてい
た。

【０００６】このように、従来のアクティブネットワー
ク技術では、端末やアクティブノードでの実際の処理負
荷とは無関係に、所定のノードが固定的にアクティブノ
ード化されていたため、ネットワーク全体の処理負荷や
伝送遅延を効率良く改善することが難しかった。

【０００７】本発明の目的は、上記した従来技術の課題
を解決し、時々刻々と変化する処理端末やアクティブノ
ードの処理負荷に応じて、アクティブ化するノードの個
数や位置を動的に最適化できるネットワーク上のノード
へのプログラム配置方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、投入されたプログラムを実行可能な
ノードを含むネットワークの当該ノードに分担処理プロ
グラムを投入してこれをアクティブノード化し、端末が
実行すべき処理の一部を前記アクティブノードに分担さ
せるネットワーク上のノードへのプログラム配置方法に
おいて、前記端末およびアクティブノードの少なくとも
一方における前記処理の負荷が予定の基準負荷に達して
いるか否かを判別する手順と、前記処理負荷が予定の基
準負荷に達すると、ネットワーク上の少なくとも一つの
ノードに、前記分担処理プログラムを投入してアクティ
ブノード化する手順とを含むことを特徴とする。

【０００９】上記した特徴によれば、端末やアクティブ
ノードの処理負荷が高くなったときに初めて、他のノー
ドに分担処理プログラムが配置されて新たにアクティブ
ノード化され、当該新たなアクティブノードがデータ処
理の一部をさらに分担する。したがって、アクティブ化
するノードの数を、端末やアクティブノードの処理負荷
が過大とならない範囲で最小に抑えることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明を適用したアクティブネ
ットワークの構成を示した図であり、ここでは、ネット
オークションを例にして本発明の実施形態を説明する。

【００１１】受信端末としてのオークション端末１０
は、少なくとも１つのノードＮ（Ｎ1，Ｎ2 ，…Ｎn ）
を含むネットワークＮＴを介して、送信端末としての複
数のクライアント端末Ｓ（Ｓ1 ，Ｓ2 …Ｓn ）と接続さ
れている。各クライアント端末Ｓから入力された入札希
望価格Ｙinは、前記ネットワークＮＴを介してオークシ
ョン端末１０へ入力される。前記オークション端末１０
は、各クライアント端末Ｓから入力される入札希望価格
Ｙinを比較し、最高価格を入札したクライアント端末に
対して購入権を与える。

【００１２】図２は、上記したオークション端末１０の
主要部の構成を示した機能ブロック図であり、当該オー
クション端末１０をネットワークＮＴに接続するための
通信インターフェース１０１と、ＲＯＭ１０２に格納さ
れたプログラムにしたがって所定の処理を実行するＣＰ
Ｕ１０３と、前記ＣＰＵ１０３のワークエリアとして機
能するＲＡＭ１０４とを少なくとも含む。

【００１３】前記ＲＯＭ１０２には、当該オークション
端末１０が通信端末として機能するための基本プログラ
ムの他に、上記したネットオークションを実行するため
のオークションプログラム１０２ａと、当該オークショ
ン端末１０の処理負荷を前記ＣＰＵ１０３の稼働率やＲ
ＡＭ１０４の占有率、あるいは通信インターフェース１
０１の送受信バッファのキュー長等に基づいて判定し、
処理負荷が高い場合にネットワークＮＴ内のノードＮを
動的にアクティブノード化するアクティブ化プログラム
１０２ｂとが格納されている。

【００１４】前記ＲＡＭ１０４には、上記したワークエ
リアとは別に、ネットワークＮＴ内のノードＮをアクテ
ィブ化するために、当該ノードＮに対して転送される分
担処理プログラム１０４ａが格納されている。

【００１５】次いで、図３のフローチャートを参照し
て、上記したオークションプログラム１０２ａの動作に
ついて説明する。

【００１６】ステップＳ１１において、いずれかのクラ
イアント端末Ｓから送出された入札希望価格Ｙinを検知
すると、ステップＳ１２では、これまでに入力された入
札希望価格Ｙinの最高額である最高価格Ｙmax と、前記
検知された今回の入札希望価格Ｙinとが比較される。入
札希望価格Ｙinが最高価格Ｙmax 以下であれば、ステッ
プＳ１３において、当該入札希望価格Ｙinを送出したク
ライアント端末Ｓに対して、当該入札希望価格Ｙinが最
高価格Ｙmax 以下である旨を表す失敗メッセージが送出
される。

【００１７】また、前記ステップＳ１２において、入札
希望価格Ｙinが最高価格Ｙmax を上回っていれば、ステ
ップＳ１４において、現在の最高価格Ｙmax が今回の入
札希望価格Ｙinに更新される。ステップＳ１５では、更
新された最高価格Ｙmax が、ネットワークＮＴ上の各ノ
ードＮを経由して全クライアント端末Ｓへ通知される。
これにより、各クライアント端末Ｓでは現在の最高価格
Ｙmax を認識できるようになる。

【００１８】次いで、図４のフローチャートを参照し
て、上記したアクティブ化プログラム１０２ｂの動作に
ついて説明する。

【００１９】ステップＳ２１では、ＣＰＵ１０３の稼働
率やＲＡＭ１０４の占有率、あるいは通信Ｉ／Ｆ１０１
の送受信バッファのキュー長等に基づいて、当該オーク
ション端末１０の現在の処理負荷Ｌが検知される。ステ
ップＳ２２では、検知された現在の処理負荷Ｌと基準負
荷Ｌref とが比較される。

【００２０】ここで、図５に示したように、オークショ
ンに参加しているクライアント端末Ｓが少なく、例え
ば、クライアント端末Ｓ2 ，Ｓ8 のみであれば、オーク
ション端末１０の処理負荷は低いままである。したがっ
て、ステップＳ２２の判断は否定となり、いずれのノー
ドＮもアクティブ化されることはない。このため、オー
クション端末１０は各クライアント端末Ｓ4 ，Ｓ8 から
転送された入札希望価格Ｙinを、上記したオークション
プログラム１０２ａにしたがって全て自身で順次処理す
ることになる。

【００２１】これに対して、図６に示したように、オー
クションに参加するクライアント端末Ｓの数が増大し、
前記ステップＳ２２において、処理負荷Ｌが基準負荷Ｌ
refを超えたと判断されると、ステップＳ２３におい
て、アクティブ化すべきノードＮが選択される。本実施
形態では、以下の理由から、オークション端末１０に隣
接するノードＮ1 が選択される。

【００２２】すなわち、アクティブノードをオークショ
ン端末１０に隣接配置した場合と離間配置した場合と
で、オークション端末１０から送出される最高価格Ｙma
x の更新結果の到達時刻を比較すると、隣接配置された
アクティブノードへは、離間配置されたアクティブノー
ドよりも早く到達する。したがって、隣接ノードをアク
ティブ化すれば、離間ノードをアクティブ化する場合に
比べて、より多くの入札希望価格をフィルタリングする
ことができ、オークション端末１０の負荷を、より多く
軽減できるからである。

【００２３】ステップＳ２４では、前記選択されたノー
ドＮ1 に対して、前記ＲＡＭ１０４に格納されている分
担処理プログラム１０４ａが投入される。

【００２４】分担処理プログラム１０４ａを投入された
ノードＮ1 はアクティブ化（ＡＮ1）され、以下に図７
のフローチャートを参照して詳述するように、当該分担
処理プログラム１０４ａを実行してオークション端末１
０の処理を分担するので、オークション端末１０の処理
負荷が低減される。

【００２５】図７は、前記分担処理プログラム１０４ａ
を投入されたアクティブノードＡＮ1 が、当該分担処理
プログラム１０４ａに従って実行する分担処理の動作を
示したフローチャートである。

【００２６】分担処理プログラム１０４ａが起動される
と、本実施形態では、ステップＳ３０〜Ｓ３８の『オー
クション処理』と、ステップＳ４０〜Ｓ４３の『負荷判
定処理』とが並列的に実行される。

【００２７】『オークション処理』では、ステップＳ３
０でアンロードタイマＴm がスタートする。このアンロ
ードタイマＴm は、当該分担処理プログラム１０４ａが
十分に活用されないにもかかわらずノードＮに常駐する
ことを防止するために設けられ、処理対象の入札希望価
格Ｙinが入力されない経過時間を計測する。

【００２８】ステップＳ３１において、いずれかのクラ
イアント端末Ｓから送出された入札希望価格Ｙinを検知
すると、ステップＳ３２では、前記アンロードタイマＴ
m がリセットされる。ステップＳ３３では、当該アクテ
ィブノードＡＮ1 における現在までの最高価格Ｙmax1と
前記検知された入札希望価格Ｙinとが比較され、入札希
望価格Ｙinが最高価格Ｙmax1以下であれば、ステップＳ
３８において、当該入札希望価格Ｙinを送出したクライ
アント端末Ｓに対して失敗メッセージが送出される。

【００２９】また、前記ステップＳ３３において、入札
希望価格Ｙinが最高価格Ｙmax1を上回ったと判定される
と、ステップＳ３４では、現在の最高価格Ｙmax1が今回
の入札希望価格Ｙinに更新される。ステップＳ３５で
は、更新された現在の最高価格Ｙmax1がオークション端
末１０へ転送される。

【００３０】一方、前記ステップＳ３１において、入札
希望価格Ｙinが検知されないと、ステップＳ３６では、
前記アンロードタイマＴm と基準時間Ｔref とが比較さ
れ、アンロードタイマＴm が基準時間Ｔref を下回って
いる限りは、前記ステップＳ３１へ戻って上記した各処
理が繰り返される。また、アンロードタイマＴm が基準
時間Ｔref を上回ると、ステップＳ３７において、当該
分担処理プログラムが削除され、アクティブノードＡＮ
1 は通常のノードＮ1 に戻る。

【００３１】一方、『負荷判定処理』では、ステップＳ
４０において、当該アクティブノードＡＮ1 の現在の処
理負荷Ｌが、ＣＰＵの稼働率やメモリの占有率、あるい
は送受信バッファのキュー長等に基づいて検知される。
ステップＳ４１では、検知された現在の処理負荷Ｌと基
準負荷Ｌref とが比較される。

【００３２】ここで、図８に示したように、オークショ
ン参加者が増加してアクティブノードＡＮ１の処理負荷
も増大し、現在の処理負荷Ｌが基準負荷Ｌref を超えた
と判定されると、ステップＳ４２において、アクティブ
化すべきノードとして、隣接するノードＮ2 が選択され
る。ステップＳ４３では、ノードＮ2 に対して分担処理
プログラムが投入されてアクティブノード化される。

【００３３】この結果、アクティブノードＡＮ2 からＡ
Ｎ1 へは、現在の最高価格以下の入札希望価格が入力さ
れなくなるので、当該アクティブノードＡＮ1 の処理負
荷が大幅に低減されることになる。

【００３４】上記したように、本実施形態によれば、受
信端末としてのオクション端末１０や、既にアクティブ
化されたノード（アクティブノードＡＮ）の処理負荷を
監視し、処理負荷が大きくなった場合のみ、所定のノー
ドＮをアクティブ化して処理を分散するので、必要以上
に多くのノードがアクティブ化されることにより生じ得
る伝送遅延の増大を防止しながら、受信端末やノードの
負荷が軽減されることによる伝送遅延の解消が可能とな
り、総合的に伝送遅延を大幅に改善することができる。

【００３５】また、本実施形態では、受信端末あるいは
アクティブノードの処理負荷が増加してノードＮのいす
れかをアクティブ化する際に、隣接したノードから順に
アクティブ化するようにしたので、アクティブノードに
おいて生じ得る伝送遅延を最小限に抑えながら、ノード
のアクティブ化による負荷の分散効果により、過大な処
理負荷が原因で生じていた伝送遅延を解消できるように
なる。

【００３６】さらに、本実施形態では、アクティブ化さ
れたノードがアクティブノードとしての機能を十分に発
揮していない場合には、分担処理プログラムをアンロー
ドして通常のノードへ戻すようにしたので、処理負荷の
分散に寄与しないアクティブノードが分担処理プログラ
ムを無駄に実行することによる伝送遅延の発生を防止で
きるようになる。

【００３７】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、以下に説明するように、種々のオプ
ションを設定することも可能である。

【００３８】上記した実施形態では、処理負荷の高くな
ったオークション端末あるいはアクティブノードＡＮが
他のノードに分担処理プログラムを投入してアクティブ
ノードＡＮを増やすものとして説明した。しかしなが
ら、例えば図６に示したように、ノードＮ1 がアクティ
ブ化されているときに当該アクティブノードＡＮ1 の処
理負荷が過大となった際、ノードＮ2 を追加的にアクテ
ィブ化するのではなく、図９に示したように、分担処理
プログラムを他のノードＮ2 に移動、すなわち分担処理
プログラムをノードＮ2 へ投入すると同時に自身の分担
処理プログラムを消去し、自らは通常のノードに戻るよ
うにしても良い。

【００３９】さらに、上記した実施形態では、オークシ
ョン端末１０やアクティブノードＡＮから分担処理プロ
グラムを投入されたノードが、無条件でアクティブ化さ
れるものとして説明した。しかしながら、分担処理プロ
グラムを投入されたノードＮが自身の処理負荷Ｌを検知
し、処理負荷Ｌが既に高い場合等には分担処理プログラ
ムの配置を拒否したり、あるいは投入された分担処理プ
ログラムを、処理負荷の低い他のノードへ再投入するよ
うにしても良い。

【００４０】さらに、上記した実施形態では、オークシ
ョン端末やアクティブノードＡＮが、隣接するノードＮ
へ分担処理プログラムを投入してアクティブ化するもの
として説明した。しかしながら、本発明はこれのみに限
定されるものではなく、隣接以外の任意のノードＮをア
クティブ化しても良い。

【００４１】例えば、図１０に示したように、クライア
ント端末に近いノードＮ6 に入力が集中しているような
場合には、隣接するノードＮ1 をアクティブ化するより
も、当該ノードＮ6 をアクティブ化する方が効率的であ
る。したがって、各パケットが経由したノードの履歴を
当該パケットのヘッダ等に全て登録し、分担処理プログ
ラムを投入しようとするオークション端末１０あるいは
アクティブノードＡＮが受信パケットのヘッダを参照
し、最も多く登録されているノードＮ3 に分担処理プロ
グラムを投入してアクティブ化するようにしても良い。

【００４２】さらに、上記した実施形態では、本発明の
理解を容易なものとするためにネットオークションを例
にして説明した。しかしながら、本発明はこれのみに限
定されるものではなく、インターネット等で広く普及し
ているクライアント／サーバ型のアプリケーション、た
とえばＷＷＷ（World Wide Web）サーバやキャッシュサ
ーバの処理負荷を軽減する目的での適用も可能であり、
その適用範囲は極めて広い。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が達
成される。

【００４４】(1) 端末あるいはアクティブノードの処理
負荷を監視し、処理負荷が過大となった場合のみ、ネッ
トワーク上の少なくとも一つの他のノードをアクティブ
ノード化するので、アクティブノードの数を、端末やア
クティブノードの処理負荷が過大とならない範囲で最小
に抑えることができる。したがって、アクティブノード
が分担処理プログラムを実行することにより生じ得る伝
送遅延を最小限に抑えながら、ノードのアクティブ化に
よる負荷の分散効果により、過大な処理負荷が原因で生
じていた伝送遅延を解消できる。

【００４５】(2) 端末あるいはアクティブノードの処理
負荷が過大になると、隣接（ないしは近接）するノード
をアクティブ化するようにしたので、隣接しない（ない
しは近接しない）ノードをアクティブ化する場合に比べ
て、新たなアクティブノードの分担比率を増加させるこ
とができ、端末あるいは既存のアクティブノードの処理
負荷を大幅に減じることが可能になる。

【００４６】(3) アクティブ化されたノードがアクティ
ブノードとしての機能を十分に発揮していない場合に
は、分担処理プログラムを削除して通常のノードへ戻す
ようにしたので、処理負荷の分散に寄与しないアクティ
ブノードが分担処理プログラムを無駄に実行することに
よる伝送遅延の発生を防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したアクティブネットワークの構
成を示した図である。

【図２】本発明を適用した受信端末の機能ブロック図で
ある。

【図３】オークションプログラムの動作を示したフロー
チャートである。

【図４】アクティブ化プログラムの動作を示したフロー
チャートである。

【図５】本発明によるアクティブネットワークの構築過
程（その１）を模式的に示した図である。

【図６】本発明によるアクティブネットワークの構築過
程（その２）を模式的に示したあ図である。

【図７】分担処理プログラムの動作を示したフローチャ
ートである。

【図８】本発明によるアクティブネットワークの構築過
程（その３）を模式的に示した図である。

【図９】本発明によるアクティブネットワークの構築過
程（その４）を模式的に示したあ図である。

【図１０】本発明によるアクティブネットワークの構築
過程（その５）を模式的に示したあ図である。

【符号の説明】 １０…オークション端末，１０１…通信インターフェー
ス，１０２…ＲＯＭ，１０２ａ…オークションプログラ
ム，１０２ｂ…アクティブ化プログラム，１０３…ＣＰ
Ｕ，１０４…ＲＡＭ，１０４ａ…分担処理プログラム，
Ｎ…ノード，ＮＴ…ネットワーク，端末Ｓ…クライアン
ト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 15/16 ６２０ Ｇ０６Ｆ 17/60 １４８ 17/60 １４８ 9/06 ４２０Ｊ (72)発明者 杉山 啓三 埼玉県上福岡市大原２−１−15 株式会社 ケイディディ研究所内 (72)発明者 中尾 康二 埼玉県上福岡市大原２−１−15 株式会社 ケイディディ研究所内 Ｆターム(参考） 5B045 GG04 HH02 5B049 AA02 AA04 BB36 EE04 5B076 BB06 5B089 GA11 GB02 JA11 JA40 JB07 JB22 KA06 KB04 KC28 KC60 MA03 5B098 AA10 GC10 GC16

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投入されたプログラムを実行可能なノー
   ドを含むネットワークの当該ノードに分担処理プログラ
   ムを投入してこれをアクティブノード化し、端末が実行
   すべき処理の一部を前記アクティブノードに分担させる
   ネットワーク上のノードへのプログラム配置方法におい
   て、 前記端末およびアクティブノードの少なくとも一方にお
   ける前記処理の負荷が予定の基準負荷に達しているか否
   かを判別する手順と、 前記処理負荷が予定の基準負荷に達すると、ネットワー
   ク上の少なくとも一つのノードに、前記分担処理プログ
   ラムを投入してアクティブノード化する手順とを含むこ
   とを特徴とするネットワーク上のノードへのプログラム
   配置方法。
2. 【請求項２】 前記端末は、自身の処理負荷が予定の基
   準負荷に達すると、ネットワーク上の少なくとも一つの
   ノードに前記分担処理プログラムを投入し、これをアク
   ティブノード化することを特徴とする請求項１に記載の
   ネットワーク上のノードへのプログラム配置方法。
3. 【請求項３】 前記アクティブノードは、自身の処理負
   荷が予定の基準負荷に達すると、ネットワーク上の少な
   くとも一つのノードに前記分担処理プログラムを投入
   し、これをアクティブノード化することを特徴とする請
   求項１または２に記載のネットワーク上のノードへのプ
   ログラム配置方法。
4. 【請求項４】 前記ノードは、自身が過負荷状態である
   と、前記分担処理プログラムを自身に配置させないこと
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のネッ
   トワーク上のノードへのプログラム配置方法。
5. 【請求項５】 前記ノードは、自身に投入された分担処
   理プログラムを配置することなく他のノードに再投入
   し、これをアクティブノード化することを特徴とする請
   求項４に記載のネットワーク上のノードへのプログラム
   配置方法。
6. 【請求項６】 前記各アクティブノードに配置された分
   担処理プログラムは、当該分担処理プログラムの利用頻
   度が小さい場合に削除されることを特徴とする請求項１
   ないし５のいずれかに記載のネットワーク上のノードへ
   のプログラム配置方法。
7. 【請求項７】 前記端末およびアクティブノードは、自
   身と隣接する他のノードに分担処理プログラムを追加的
   に投入することを特徴とする請求項１ないし６のいずれ
   かに記載のネットワーク上のノードへのプログラム配置
   方法。
8. 【請求項８】 前記端末およびアクティブノードは、自
   身と隣接する他のノードに分担処理プログラムを投入
   し、自身の分担処理プログラムは削除することを特徴と
   する請求項１ないし６のいずれかに記載のネットワーク
   上のノードへのプログラム配置方法。