JP2002507791A - 包括的世界情報ネットワーク同報通信システム及びその実現 - Google Patents

包括的世界情報ネットワーク同報通信システム及びその実現

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JP2002507791A JP2000537142A JP2000537142A JP2002507791A JP 2002507791 A JP2002507791 A JP 2002507791A JP 2000537142 A JP2000537142 A JP 2000537142A JP 2000537142 A JP2000537142 A JP 2000537142A JP 2002507791 A JP2002507791 A JP 2002507791A
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Abstract

(57)【要約】 包括的世界情報同報通信システム及びその実現は集中した位置からローカルインターネットサービスプロバイダ（１２）に対し直接的に、高速衛星リンク（２６）の使用を通して更新された情報を一般にインターネットサービスプロバイダ（１２）と呼ばれる複数のものに提供するのに使用されるべく設計されている。衛星同報通信システム（２５）は、エンドユーザがデータにアクセスする必要があるまでウェブ及びその他のデータを記憶するのに役立つクライアントサイトにあるキャッシング又はプロキシサーバー（１５）として知られているサーバ、及び衛星同報通信システムを介してこれらのクライアントサイトに対する情報の選択及び伝送を調整するマスターキャッシュセンタ（２１）と組合わされる。できるかぎりエンドユーザーの近くでのデータオブジェクトのキャッシングは、バックボーン網を通過するのにより少ないデータしか必要としなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本出願は、その全文が本書に参考として内含されている１９９８年３月１５日
に提出された米国特許出願第０９/ ０３９．７１０号の分割出願である。
【０００２】技術分野 本発明は、現在インターネット又はインターネットシステムと呼ばれている世
界情報ネットワーク、特に、包括的世界情報ネットワーク同報通信システム及び
従来の設計において固有のネットワーク配信及びキャッシングシステムの制限を
克服するべく、包括的世界情報ネットワーク同報通信システムを提供するための
システム及び同報通信リンクを用いてこれを実現する方法に関する。
【０００３】発明の背景 インターネット及びその他の類似システムの利用が爆発的に拡大したことによ
り、インターネットプロトコル（ＩＰ）及びインターネットに関連する通信基盤
の性能面に対して非常に多くの要求が作り出されてきた。通信及びアプリケーシ
ョンのこの爆発的な拡大を被っている分野には、あらゆるＩＰネットワーク又は
インターネット又は相互に接続された公共又は私設のあらゆるコンピュータ群が
内含されるであろう。本発明は、インターネットと呼ばれている現行のシステム
に特に応用されるものである。
【０００４】 ネットワーク上の性能要求はさらに、ＩＰネットワークアーキテクチャにおけ
る固有の制限及びネットワーク上のいくつかのアプリケーションの人気の高さと
も複合される。ウェブブラウザといったようなインターネット上の最も人気のあ
るアプリケーションの一部は、ネットワークを横断してポイントツーポイント又
はエンドツーエンド接続を構築する又は構築しようと試みる。インターネットブ
ラウザアプリケーションでは、インターネット参加者は、汎用資源位置（「ＵＲ
Ｌ」）アドレスに対しウェブブラウザを「ポイントし」、今度はブラウザがこの
アドレスを用いて、ネットワークに接続しＵＲＬアドレスで情報を表示しようと
試みる。
【０００５】 ネットワークを横断してのエンドツーエンド接続のため、待ち時間（latency
）及びネットワーク待ち合わせ遅延（network queing delay）といったネットワ
ーク性能パラメータは、少なくとも部分的にポイントツーポイント接続チェーン
内の各リンクに依存する要因となる。ＩＰは同様に固有のデータ集中特性を有す
ることから、ネットワークの性能は、ネットワークバックボーン上のトラヒック
の集中によって著しく劣化する可能性がある。従って、ネットワークの性能、例
えばネットワーク待ち時間は往々にして最も輻輳したリンクの待ち時間によって
支配される。従って、従来のＩＰネットワークにおける問題点は、「エンドツー
エンド」待ち時間が最大の輻輳をもつリンクによって支配され得るということに
ある。データの集中は、過剰加入のバックボーンリンク上での普通以上の待ち時
間をひき起こす可能性がある。
【０００６】 ネットワーク輻輳及びデータの集中に関連する問題点は、インターネット及び
そのアプリケーションの人気の現在の成長速度にある。現在の成長速度のため、
単にバックボーンサイズを増大させることによってネットワーク性能を増大させ
ること、又ネットワーク性能を維持することさえも、問題の多い解決法である。
例えばインターネット利用における現行の成長速度では、そのコストが回収でき
ないうちに、バックボーン及び通信装置を交換する必要がでてくる可能性がある
。かくして、インターネットサービスのための従来のアーキテクチャ及び価格設
定構造は、一部のケースにおいて自己資金調達力のないものとなりうる。
【０００７】 ネットワーク需要のもう１つのシステム面の原因は、多数のユーザに対し同じ
データを移動させるのにネットワークが呼出されている回数の増大にある。実際
には、これは、特定のウェブサイト又はいわゆるウェブポータルの人気の増大に
よってひき起こされる可能性がある。 重複データの伝達の問題は、ネットワークキャッシュの使用を通して部分的に
対処されてきた。ネットワークキャッシュは、ネットワーク内部にデータを記憶
し、キャッシュ内に記憶されたデータからデータに対するユーザ需要にサービス
提供する。かくして、ネットワークキャッシュは、ローカルキャッシュからデー
タに対する要求に局所的にサービス提供することによってネットワークを通して
エンドツーエンドに渡されつつある同一の項目の数を減少させることができる。
しかしながら、ネットワークキャッシュの成功は、キャッシュ（単数又は複数）
のための理想的な場所つまり最適な位置がエンドユーザーにできるかぎり近いネ
ットワーク基盤の端にあるという事実によって妨げられている。従って、ネット
ワークの端近くでのキャッシュの最適な位置づけは、本質的に通信及び調整上の
挑戦を示すものである。
【０００８】 例えばネットワークの中心の数個の大型中央キャッシュではなくむしろネット
ワークの端の数多くの小型キャッシュを使用するといった、ネットワークの端で
のキャッシングは、さらに、小型キャッシュが、制限あるキャッシュコミュニテ
ィサイズを有する可能性があるという事実によって複雑化される。制限あるつま
り小さいキャッシュコミュニティサイズは、いずれか１つのキャッシュを使用す
るユーザーが数人居ることを意味する。小さいキャッシュコミュニティサイズは
、典型的には、少数の情報要求と関連づけられ、これは、高いキャッシュヒット
率を数学的に達成することを、不可能とはいわないまでも困難にする。
【０００９】 キャッシュヒット率は、情報要求１００回あたりのキャッシュの使用において
遭遇したヒット数を表現する数学的用語である。高いキャッシュヒット率は、高
い百分率のユーザー要求がそのキャッシュによるサービス提供を受けることを意
味する。このことはすなわち、キャッシュがネットワーク上の負荷を低減させる
ように働いていることを意味する。しかしながら、キャッシュヒット率は、キャ
ッシュのユーザー又はキャッシュコミュニティのメンバー数により左右される。
従って、従来のキャッシュ設計には、工学的トレードオフが存在する。すなわち
、１つのキャッシュは、ネットワークの端における待ち時間を改善するにあたり
有用であるが、このキャッシュは、キャッシュコミュニティサイズが小さいので
より低いヒット率を有することになる。
【００１０】 従来のネットワークにおけるもう１つの問題点は、従来のアーキテクチャの範
囲内で達成可能な一般的同報通信のレベルにある。インターネットが確立される
につれて、ネットワークトラヒックの大部分は、ポイントツーポイントの性質を
有していた。しかながら、現在のネットワークでは、ネットワーク上の同報通信
データは、量的にみてその他のトラヒック形態を凌駕したが、このネットワーク
は、ネットワーク内での同報通信を実現するため物理的媒体又は論理的構造を提
供しないポイントツーポイントアーキテクチャをひきつづき有している。その結
果、インターネットは、複製されたデータで自ら閉塞し、任意の与えられた時点
で同じデータの何千ものコピーをあちこちに移動させることになる。現在とネッ
トワークが作り出された時点との主たる差異は、より多くのデータを動かすこと
のできるスイッチ容量及び伝送ラインのサイズの増大である。しかながら、ＩＰ
ネットワークはなおも、当初のシステムで見られたものと同じ基本アーキテクチ
ャを使用している。
【００１１】 ネットワーク性能に影響を及ぼすもう１つの要因は、インターネット上のデー
タの大部分が頻繁にアクセスされないということにある。インターネット上で利
用可能なデータのうちわずかな割合が、システム上での問合せ又は「ヒット」の
大部分を受けている。 ネットワーク性能を改善するため何度も試みがなされてきた、問題の１つのア
プローチ方法は、より大容量の記憶装置及び／又はより高速の通信装置を利用す
ることによるものである。こうして、より速いネットワーク応答時間が提供され
かつ／又は短期間でネットワークの輻輳及び遅延が改善される可能性がある。実
際、より大きな容量でより低コストの記憶技術がつねに利用可能であることによ
り、これは、ネットワーク輻輳に対する費用効果性のある短期間の、ただし一時
しのぎのアプローチになっている。上述のように、インターネットの人気の成長
速度から、装置のコストを回収できないうちに装置を交換する必要性がでてくる
可能性がある。同様に、数多くの米国特許が、数多くの異なる方法を通して対話
形ネットワークの速度及び記憶容量を改善する試みについて記述している。これ
らの特許には、「対話型コンピュータネットワークにおけるデータ記憶方法」に
ついて Robert Filepp et al. に対し発行された第５, ４４２, ７７１号、及び
「インターネットプロトコル用の主要な管理方式のための方法及び装置」につい
てAshar Azizに発行された特許第５, ５８８, ０６０号が含まれる。発明の要約 本発明の目標は、インターネットの性能を改善するべく上述の不足及び問題分
野に対処することにある。かくして、本発明の第１の目的は、ローカルキャッシ
ュ内の記憶のためのデータの選択を改善するための方法及び装置を利用すること
によってローカルキャッシュのヒット率を増大させるべく新規で非自明な方式の
使用を通し従来のキャッシングシステム設計に比べ情報上の真の改善を達成する
ことにある。
【００１２】 本発明のもう１つの目的は、ポイントツーポイントネットワークの恩典を維持
しながら、同報通信アーキテクチャの利点をネットワークが達成できるようにす
るべく、インターネットのポイントツーポイントアーキテクチャに同報通信アー
キテクチャをかみ合わせる方法にある。 本発明のもう１つの目的は、ポイントツーポイントネットワークアーキテクチ
ャ上に同報通信アーキテクチャをかみ合わせるのに用いられる方法及び装置と、
改善されたキャッシュ性能のための方法及び装置を組合わせて相補的結果を達成
することにある。
【００１３】 本発明のもう１つの目的は、ローカルキャッシュデバイスへの記憶のためのデ
ータを選択するべく具体的で実用的な解決法へと世界的情報需要を推定し、かく
して小さなキャッシュコミュニティサイズをもつキャッシュについてキャッシュ
性能を改善することにある。 本発明のもう１つの目的は、ローカルキャッシュ内への情報の選択のための関
心度パラメータしきい値を修正する可能性のある情報に対する要求リストから、
統計的に関連するサンプルを推定することにある。
【００１４】 本発明のもう１つの目的は、少なくとも部分的に、予め定められた時間窓全体
にわたるそのデータについての局所的需要に関する履歴的関心度に基づき、ロー
カルキャッシュ内に入力するための関心の対象であるデータの選択において関心
度しきい値を修正することにある。 本発明のもう１つの目的は、前記関心の対象であるデータについてのネットワ
ーク需要を予想してローカルキャッシュ内への入力のためのデータを選択する、
先を見越して行動する方法の利用にある。
【００１５】 本発明のもう１つの目的は、ローカルキャッシュ性能の改善を達成するため、
特定のローカルキャッシュ内へ向けられた情報を選択することにある。 本発明のさらにもう１つの目的は、それ自体通信装置への投資に対するより大
きな見返りをインターネットサービスプロバイダが達成できるようにし、かつ付
加的なインターネット加入者を加えるべくネットワーク容量を増して開放するこ
とになるローカルキャッシュ性能の改善を果たす料金ベースの同報通信サービス
の展開にある。
【００１６】 以下で詳述する本発明のこれらの及びその他の目的は、本書に含まれている本
発明の開示及び教示に基づき当業者にとって明らかなものとなるだろう。 インターネット性能を改善する１つの方法は、ネットワーク内のキャッシュの
うち少なくとも一部分についてキャッシュヒット率を改善することにある。キャ
ッシュがユーザーの情報要求にサービスを提供するとき、その要求にサービス提
供するのにエンドツーエンド接続が必要とされないことから、ネットワークは容
量を保存する。ローカルキャッシュ内での記憶のためのデータ選択を改善するた
めの新しい方法は、ネットワーク上のデータに対する関心を全体としてか又は全
体としての人気を決定する１つのサンプルとして決定することにある。これは、
情報に対するアクセス要求回数及びローカルキャッシュ上で入手不可能であった
情報のタイプを測定するシステムによって達成することができる。これらは、ロ
ーカルキャッシュミス情報と呼ぶことができる。システムはこのとき、ローカル
サイトの一部分又は全てからのローカルキャッシュミス情報を調査し、どの情報
がインターネットコミュニティにとって世界的関心の対象となっているかを決定
する。このときシステムは、以下でさらに詳述するさまざまな方法によって、ど
の情報がローカルキャッシュ内への記憶にとってすぐれた選択であるかを決定す
ることができる。このようにしてシステムは、ローカルキャッシュミス情報のプ
ール（pool）からローカルキャッシュ内への記憶用情報の選択を決定する方法を
提供することになる。
【００１７】 インターネットの動作を改善することのできる第２の要素は、充分に高い関心
度をもちそのためローカルキャッシュ内に入力しそれをローカルキャッシュシス
テムへと同報通信することが有用であると決定された情報又はデータを用いる同
報通信システムである。 この行為は、ネットワークを、ネットワークバックボーンを横断して複製され
たデータ及び重複情報を伝達するという確認済みの問題点から解放することがで
きる。この高速キャッシュ更新又は同報通信チャンネルは、ネットワークに、重
複データ伝達の高速軽減を提供し、インターネットシステム全体を横断しての輻
輳を迅速に低減することになる。
【００１８】 ローカルキャッシュサンプリング及び同報通信キャッシュ更新という２つの方
法論は、互いの個々の弱点に対する相乗的解決法を補完して提供し、かくして２
つの技術が、一体となって本明細書で記述する問題に対する単一の独特の解決法
となることを可能にする。インターネットを横断する多数の同一のデータ要素と
いう問題については、キャッシングが優れた解決法を示すが、キャッシュの高い
ヒット率及び最適な位置決めを提供しない小さなキャッシュコミュニティサイズ
のトレードオフの問題のために、キャッシングは、その実際的応用において制限
される。本明細書に記述されているデータの評価及び選択と組合わされたとき、
全てのキャッシュクライアントからのキャッシュコミュニティ要素を単一のキャ
ッシュコミュニティに集約しかくして高いヒット率を達成できるようにすること
によって、衛星一方向同報通信がこの問題に対処している。
【００１９】 インターネットに対する同報通信媒体を提供するための衛星通信の使用は、単
一の信号が衛星まで上方へ送られ、結果として得た信号が広い地理的区域へと下
方に送られることを可能にする軌道衛星によって達成されうる。しかしながら、
従来の衛星同報通信は、全てのユーザーが正確に同時刻に同報通信情報の使用を
望むことはないという事実に基づいて解決されている。情報を受入れそれを一時
記憶しかくしてそれが同報通信された正確な時刻ではない時点でそれを使用でき
るようにするキャッシュの蓄積交換能力は、衛星の一方向同報通信に関する大き
な問題点を解決する。
【００２０】 この発明は、なかんづく、衛星通信及びキャッシングサーバの能力を組合せ、
各々がもつ欠点を克服すると同時に、キャッシングサーバにより達成されうるヒ
ット率レベルを改善し、それによってインターネット及びこれらの技術を使用で
きるその他のデータネットワーク内部の帯域幅及びその他の貴重な資源を節約す
るための方法を教示している。本発明はなかでもさらに、既存のポイントツーポ
イントのインターネットネットワークに対する付加物として真の同報通信能力を
構築し、この同報通信能力を使用してキャッシュコミュニティサイズを集約し、
かくして個々のキャッシュサーバのキャッシュコミュニティサイズのメンバ数の
如何に関わらずサービスに加入する全てのキャッシュ上のキャッシュヒット率を
増大させる目的で一方向衛星通信を使用する選択システムをいかに構築するかを
教示している。
【００２１】 このようにして、本発明は、なおも共有基盤の一部分であり高いキャッシュヒ
ット率を達成する一方で、エンドユーザの近くに位置決めされたキャッシングシ
ステムを利用する完全かつ包括的なインターネット同報通信システムを提供する
。このシステムはさらに、データ又は情報が一回送信されローカルキャッシング
システムで受信され得るような形で真の同報通信を可能にしうる既存のインター
ネットの能力を継ぎ目無くオーバレイする完全かつ包括的なインターネット同報
通信システムを提供する。
【００２２】 このハイブリッド同報通信／キャッシュアーキテクチャは非常に適合力あるも
のである。さらにこのシステムは設置が容易で、全ての顧客及びインターネット
サービスプロバイダにとって容易に利用可能なものである。システムは、Inktom
i, Incから入手可能であるもののような従来のキャッシュシステム及びＧＴＥス
ペースネット又はヒューズ衛星システムといったような従来の市販の衛星サービ
スと共に機能する。
【００２３】 具体的に言うと、本発明はなかんづく、基盤のポイントツーポイント性と共に
個々のユーザにサービス提供するべくインターネットのまわりを同じ情報又はデ
ータの多数のコピーが移動させられる必要性を含め、現行の世界情報ネットワー
クにおける固有の制限を克服する上で使用するための、包括的な世界情報ネット
ワーク同報通信システムを実現する方法において、情報要求を受信し情報及びデ
ータを送信するためのマスターキャッシングセンタを提供する段階と、インター
ネットサービスプロバイダ及び顧客サイトのためのローカルキャッシングシステ
ムを設置する段階と、マスターキャッシングセンタからローカルキャッシングシ
ステムまでほぼ瞬時の情報を提供するためローカルキャッシングシステムに対し
衛星同報通信リンクシステムを提供する段階と、ローカルキャッシングシステム
に記憶するデータ要素を選択するためのプログラムを配布する段階と、マスター
キャッシングセンタにより予め定められた通りにローカルキャッシングシステム
のためのデータ及び情報更新を配信する段階とを含んでいる方法を教示している
。
【００２４】 本発明はとりわけ、基盤のポイントツーポイント性と共に個々のユーザにサー
ビス提供するべくインターネットのまわりを同じ情報又はデータの多数のコピー
が移動させられる必要性を含め、現行の世界情報ネットワークにおける固有の制
限を克服する上で使用するための、包括的世界情報ネットワーク同報通信システ
ムを運用する方法において、顧客からローカルキャッシュサイトまで情報又はデ
ータに対する要求を受信する段階と、多数の位置供給源の中から、要求されてい
る情報又はデータの位置を決定する段階と、ローカルキャッシュシステム内で要
求されたデータ又は情報を発見することができなかったことをマスターキャッシ
ュセンタに通知する段階と、特定の一つの情報又はデータについてマスターキャ
ッシュセンタが受理した要求の数を分析する段階と、関心度レベルがひとたび達
成された時点でインターネットからデータ又は情報を検索する段階と、データ又
は情報の要求がひとたび予め定められたレベルに達した時点で全てのローカルキ
ャッシュサイトに対し衛星同報通信システムを通して要求された情報又はデータ
を送る段階とを含んでいる方法も同様に教示している。
【００２５】 本発明は、なかでもさらに、基盤のポイントツーポイント性と共に個々のユー
ザにサービス提供するべくインターネットのまわりを同じ情報又はデータの多数
のコピーが移動させられる必要性を含め、現行の世界情報ネットワークにおける
固有の制限を克服する上で使用するための、包括的世界情報ネットワーク同報通
信システムにおいて、情報要求を受信しかつ情報及びデータを送り出すためのマ
スターキャッシングセンタと、情報及びデータ要求を送り出すため及び要求され
た情報を受信し記憶するための顧客及びインターネットサービスプロバイダサイ
トに位置決めされたローカルキャッシュシステムと、前記ローカルキャッシュシ
ステムと前記マスターキャッシングセンタを接続するための手段と、特定の一つ
の情報又はデータに対する関心度レベルを決定し、その情報及びデータをマスタ
ーキャッシングセンタからローカルキャッシュシステムへと送ることができるよ
うにするための手段とを含んでいるシステムを教示している。図面の説明 本発明の目的及び特長は、以下の図と合わせて取り上げられる以下の記述を参
考にすることにより、さらに一層明らかになるだろう。好ましい実施形態の説明 図に示されているように、従来のインターネットシステム１０（図１に示され
ている）は、多くの顧客又はインターネット参加者１２，１２ａ，１２ｂ及び１
２ｃを有するインターネットハイウェイ１１で構成され得る。クライアントは、
インターネットサービスプロバイダであってもよいし或いは又企業の顧客である
可能性もあり、これらの顧客の各々は、１３〜１３ｈとして示されている多数の
独自のクライアント又はインターネット参加者を有する可能性がある。典型的な
インターネットアプリケーションにおいては、一名の参加者、例えば参加者１３
が、情報供給源１４から情報を要求する可能性がある。この情報要求は、参加者
１３の装置におけるウェブブラウザといった１つのアプリケーションで発信され
るかもしれない。ウエブブラウザからのＵＲＬ要求は、参加者１３から出力され
、参加者のインターネットサービスプロバイダ１２ｃ内に入力され得る。インタ
ーネットサービスプロバイダはこのときもう１つのインターネットサービスプロ
バイダ１２ｂに要求を渡すことができる。このインターネットサービスプロバイ
ダ１２ｂはキャッシュ１５を通してインターネットハイウェイ１１へと要求を渡
すことができる。インターネットハイウェイ１１は、このときＵＲＬ要求を情報
供給源１４に渡すことができる。次に情報供給源１４は、参加者１３からのＵＲ
Ｌ要求に対する応答を作成し、ネットワーク１１上で、キャッシュ１５，インタ
ーネットサービスプロバイダ１２ｂ，インターネットサービスプロバイダ１２ｃ
を通して、その情報を要求するユーザ又は参加者１３に応答を送り戻すことがで
きる。従来のネットワークにおいては、ＵＲＬ及びＵＲＬ応答のこのエンドツー
エンド伝送は、ネットワーク上の各々及び全ての参加者に対して報告され得る。
このように、情報供給源１４からの情報は、各参加者に対し重複して伝達されう
る。
【００２６】 キャッシュがネットワーク１５，１５ａ及び１５ｂ上で作動され利用される場
合、これらはネットワーク１１を横断する情報流量を低減させる可能性がある。
単純な例では、インターネット参加者１３は上述のように、情報供給源１４から
情報を要求することができる。活動状態のキャッシュ１５は、キャッシュ１５で
局所的に情報供給源１４からの情報応答を記憶することができる。例えば、イン
ターネット参加者１３ａが情報供給源１４から同じ情報を要求するとき、情報に
対する要求は、キャッシュ１５内に記憶された情報によって満たされ得る。従っ
て、第２の参加者１３ａからの情報要求はキャッシュ１５において終結されて満
たされ、これによってネットワーク１１を横断するトラヒックを低減させること
ができる。
【００２７】 キャッシュ１５〜１５ｂがネットの周囲の位置にある場合、それはネットワー
クを横断して送られるメッセージの数を低減できる。しかしながら、これらの小
型システムのキャッシュは非常に少ない（比較的）情報要求しかもたないため、
問題が発生する。効率良く作動するためには、キャッシュは、実質的ヒット率を
もつのに充分な大きさのキャッシュコミュニティサイズを有する必要がある。従
来のキャッシュ装置に付随するコストは、小さなキャッシュコミュニティアプリ
ケーションでの費用効果性の高い実現を妨げている。従来のシステム設計がもつ
もう１つの問題点は、ネットワーク基盤である。情報はポイントツーポイントリ
ンク上を伝わらなければならないことから、サービスを加速する唯一のその他の
方法はライン又は帯域幅を広げることである。この解決法は、実現可能ではある
ものの、有限限界と見返りの減少を伴う。
【００２８】 包括的なインターネット同報通信システム２０の１つの実施形態が図２に示さ
れている。システムは、インターネット２２に動作可能な形で接続されるマスタ
ーキャッシュセンタ２１及び、今度は静止衛星２４へとデータをアップリンクで
きる衛星アップリンク送信機２３で構成され得る。標準的には、地球上の到達範
囲を低く実施するべく４つの静止衛星が利用されるが、近地球周回衛星も本発明
の範囲内に入る。アップリンク送信機２３は、通達範囲のために利用される静止
衛星の各々について、二重化されうる。このようにして、図示されていない陸上
の通信線が、その他の衛星領域へのアクセスを提供するべく遠隔アップリンクサ
イトに対し現在のデータを伝達することができる。
【００２９】 システムは、インターネットサービスプロバイダ又は顧客を含む複数のクライ
アントを有することができる。各々のクライアントは、衛星同報通信受信システ
ム２６〜２６ｃ，キャッシュアダプタ２７〜２７ｃ，及びキャッシュ２８〜２８
ｃで構成されうるローカルキャッシュシステム２５〜２５ｃを有することができ
る。キャッシュ２８〜２８ｃは、インターネット又は同報通信システムから受信
した情報及びデータの記憶のためのキャッシュディスク又はキャッシュ記憶装置
２９〜２９ｃを有することができる。
【００３０】 本発明のシステムは同様に、高速陸上通信線及び無線陸上リンク上でも利用さ
れ得る。システムは、高速半２重又は非対称通信装置を使用することによってポ
イントツーマルチポイント構成の利点を維持することができる。システムは同様
に、ＳＯＮＥＴ及び／又はＤＳ−３接続といったようなネットワーク交換運用者
から利用可能な高速リンクへの直接接続の恩恵も受けることができる。従って、
陸上通信方法を通してマスターキャッシュからローカルキャッシュまで高速接続
を確立することは、本発明の範囲内に入っている。
【００３１】 一例を挙げると、改良型システムは、情報又はデータを要求するローカルイン
ターネットサービスプロバイダのキャッシュシステム２５に対してＵＲＬ要求又
はメッセージを送るインターネットサービスプロバイダの顧客３１によって機能
可能である。インターネットサービスプロバイダのキャッシュ２８は、それが、
そのキャッシュ上に記憶された情報又はデータの現行バージョンを有するか否か
を決定することができる。このとき、キャッシュ２８は、その情報又はデータが
キャッシュアダプタ２７内にあるか否かを検査することができる。この図示例の
キャッシュアダプタは、まだその情報を記憶していないことから、素材を有して
いない。キャッシュアダプタ２７は、キャッシュ２８に対し他の場所をサーチす
るよう通知する要求に対し否定の応答をする。このときローカルキャッシュ２８
は、要求された情報について、その他のキャッシュ又はインターネットをサーチ
することができる。キャッシュアダプタ２７は、インターネット上で、マスター
キャッシングセンタ２１に対し、要求された情報の「ミス」を報告するメッセー
ジを送ることができる。このときマスターキャッシュ２１は、キャッシュミスに
関する情報を記録し、ローカルキャッシングシステム２５〜２５ｃからの情報又
はデータに対する関心度の量を測定することができる。マスターキャッシュ２１
は、どの点において関心度レベルがインターネットサービスプロバイダキャッシ
ュへと情報又はデータを同報通信するのに十分なものとなるかを決定するべく、
以下にさらに詳述するさまざまな方法を利用することができる。
【００３２】 マスターキャッシュ２１は、インターネット２２を介して供給源３０から要求
された情報又はデータを得ることができる。このとき、マスターキャッシュ２１
は、記憶又は伝送のため情報を圧縮することができる。マスターキャッシュ２１
は、以下で記述するような予め定められた伝送方式及び関心度レベルに基づいて
情報の優先順位を割当てることができる。情報又はデータは衛星２４へと同報通
信され、今度はそれがインターネットサービスプロバイダ又は顧客の衛星受信機
２６〜２６ｃへと同報通信できる。情報が衛星受信機２６により受信された後、
この情報を、キャッシュアダプタ２７〜２７ｃまで渡すことができる。このとき
キャッシュアダプタ２７〜２７ｃは、情報を見い出すためローカルキャッシュ２
８〜２８ｃのためのデータに対するユーザー要求を系統立てて示すことができる
。この行為によりローカルキャッシュ２８〜２８ｃにデータを探索させることが
できる。今度は、ローカルキャッシュが、キャッシュアダプタ２７〜２７ｃにお
いて情報又はデータを見い出すことができる。このときローカルキャッシュ２８
〜２８ｃは、キャッシュ記憶ディスク又は記憶デバイス２９〜２９ｃ上に情報を
転送し記憶することができる。本発明から成るもう１つのインタフェースにおい
ては、キャッシュアダプタ２７は、直接、情報をキャッシュファイルシステムに
転送できる。
【００３３】 ここで図３を参照するとき、完全かつ包括的なインターネット同報通信システ
ム４０を実現するための新規な方法は、以下の段階で構成され得る。すなわち、
情報要求を受信し情報及びデータを送信するためのマスターキャッシュセンタを
提供する段階４１と、インターネットサービスプロバイダ及び顧客サイトのため
のローカルキャッシングシステムを設置する段階４２と、マスターキャッシュセ
ンタからローカルキャッシングシステムまでほぼ瞬時の情報及びデータを提供す
る目的でローカルキャッシングシステムを接続するための衛星又は広帯域同報通
信リンクシステムを提供する段階４３と、ローカルキャッシングシステム内での
記憶のためにデータ要素を選択するためのプログラムを配布する段階４４と、マ
スターキャッシングセンタにより予め定められた通りにローカルキャッシングシ
ステムのためのデータ及び情報の更新を配信する段階４５とで構成され得る。
【００３４】 ここで図４を参照すると、完全かつ包括的なインターネット同報通信システム
５０を動作させる新しい方法は、以下の段階をそのプロセスで利用することがで
きる。すなわち、顧客からローカルキャッシュサイトまで情報及びデータに対す
る要求を受信する段階５１と、多数の位置供給源から要求されている情報又はデ
ータのローカルキャッシュサイトによりその位置を決定する段階５２と、要求さ
れたデータ又は情報をローカルキャッシュで発見することができなかったことを
マスターキャッシュセンタに通知する段階５３と、特定の一つの情報又はデータ
についてマスターキャッシュセンタが受理した要求の数を分析する段階５４と、
インターネットからデータ又は情報を検索する段階５５と、要求されたデータ又
は情報がひとたび予め定められたレベルに達した時点で全てのローカルキャッシ
ュサイトに対し衛星同報通信システムを通して要求された情報又はデータを送る
段階５６とを利用することができる。
【００３５】 図５は、キャッシュ更新優先順位を決定するのに使用可能な手順及び方法の代
表的ブロック図を描いている。この手順は、ネットワークキャッシュアダプタか
らキャッシュミス情報を受信することができる（１００）。キャッシュアダプタ
２７は、本発明のキャッシュ更新同報通信に対する予約サービスの一部として展
開され得るということがわかる。しかしながら、各々のサイトは、マスターキャ
ッシュに報告するキャッシュアダプタを有する必要がない。充分なキャッシュア
ダプタが展開され、キャッシュミス情報をマスターキャッシュに報告してインタ
ーネット情報に対するインターネット参加者の需要の統計的に関連性あるサンプ
ルを提供しているかぎりにおいて、又はその他の何らかのフィードバック方法を
通して、それは本発明の範囲内に入るものである。
【００３６】 システムがひとたびキャッシュミス情報を受信した時点（１００）で、システ
ムは、揮発性又は不揮発性記憶デバイス１０４にミス情報を記憶することができ
る。こうして、以下で記述するしきい値計算のための不揮発性記録を提供するこ
とができる。 本発明によって利用されうる第１の関心度しきい値の要因は、予め定められた
速度を情報要求が上回っているか否かを決定すること（１０６）にある。情報要
求速度は、情報要求をシステムが受信した時刻に関する情報を収集することによ
って決定できる。情報要求速度が予め定められた時間例えば１０分間で予め定め
られた数を上回るとき、システムは同報通信のための情報を指定することができ
る（１２０）。情報要求の速度が予め定められたしきい値を上回らない場合、シ
ステムはその情報要求を次の規則に渡すことができる（１１４）。
【００３７】 加入者キャッシュに情報を同報通信するべきか否かを決定するのにシステムが
使用できる次の規則は、情報要求が世界的需要しきい値を上回るか否かを決定す
ることにある（１０８）。この規則では、システムは、情報要求が、全体的需要
について予め定められた数を上回るか否かを決定することができる。このパラメ
ータは、一貫した長期的関心レベルを提供するウェブページを識別できる。情報
要求がこのしきい値を上回った場合には、その情報は、加入者キャッシュへの同
報通信のために指定される（１２２）。情報要求がこの予め定められたしきい値
を上回らない場合には、システムはその情報要求を次の規則に渡すことができる
。
【００３８】 次の規則は、情報に対する局所化された需要に基づいて、ローカルキャッシュ
に対して同報通信のための情報を指定するべきか否かを決定する。どの加入者キ
ャッシュがキャッシュミス情報を報告しているかを識別するキャッシュミス情報
を記憶することは、本発明の範囲内に入るものである。このときシステムは、局
所化された需要についての予め定められたしきい値を使用することができる。例
えば、本明細書に参考として含まれる上述の規則から、情報を局所加入者キャッ
シュに同報通信すべきか否かを指定するためにである（１２４）。従って、同報
通信キャッシュ更新のためにローカルキャッシュアダプタを一意的にアドレス指
定することによって、局所加入者キャッシュを更新することは、本発明の範囲内
に入っている。第１の一意的アドレス指定モードでは、一意的衛星同報通信を受
信するため従来の衛星受信機をアドレス指定できる。第２の一意的アドレス指定
モードでは、本発明は、従来のプロトコルアドレス指定技術を通してキャッシュ
アダプタをアドレス指定できる。局所情報しきい値規則（１１０）を上回らない
場合には、システムは情報要求を次の代表的規則に渡すことができる（１１８）
。
【００３９】 次の代表的規則（１１２）は、情報要求が発見的無効（heuristic override）
の対象となるか否かを決定することができる（１１２）。この発見的無効規則は
、システム運用者が手動で同報通信のための情報を指定したか否かを決定できる
。情報が同報通信のために指定されてきた場合、システムは、その情報を同報通
信に予定する（１２８）。情報が同報通信のために指定されなかった場合、シス
テムは、手順終結し、復帰することができる（１３２）。システムはその他の規
則を介して渡された情報についての要求に関係しない無効規則を実行することが
できる。システム無効規則は、局所加入者キャッシュに対し情報を直ちに同報通
信に予定することができるということがわかる。
【００４０】 システムは、キャッシュ更新データを同報通信するため優先順位方式を利用で
きる（１４０）。優先順位方式は加入者キャッシュへの同報通信のための需要の
急速な増加を指定することのできる、（１２０）から指定された情報といったよ
うなより優先順位の高い更新を可能にするため先入れ先出し規則又は重みづけさ
れた優先順位方式を使用することができる。
【００４１】 上述の方法及び技術は、その用途を集約しインターネットサービスプロバイダ
又はエンドユーザ組織の利益のためヒット率を著しく改善することが可能となる
単一のキャッシュコミュニティの形にローカルキャッシュサイトを組合せること
によって、ローカルキャッシュサイトのヒット率を増大させることにより、イン
ターネットの運用を改善する。結果として改善をもたらすシステム内に設計され
た要素としては、各々のローカルキャッシュサイトにおけるキャッシュアダプタ
の使用が含まれる。このアダプタは、ローカルキャッシュサイトに情報又はデー
タの依頼がきた時点でその知らせを受け、同様に、ローカルキャッシュサイトが
その情報及びデータを有していなかったことも知らされる。このことは、ローカ
ルキャッシュサイトがその情報又はデータをもたない場合、それはインターネッ
ト内で情報を探し次にその情報をローカルキャッシュサイト内に入れるようロー
カルキャッシュサイトに要求することから、重要である。
【００４２】 アダプタは、マスターキャッシュセンタにミス情報を伝える。マスターキャッ
シュセンタは、全てのローカルキャッシュサイトからのミスデータを分析し、以
下に記述される専用のコンパニオンソフトウェアプログラムを用いて、インター
ネットコミュニティにとって充分関心度の高い情報及びデータを決定する。こう
して、衛星接続を用いて送られた情報及びデータを有しそうしてシステム内のロ
ーカルキャッシュサイト全てに配置されることを保証する情報及びデータが決定
される。
【００４３】 ローカルキャッシングサイトに送られつつある情報及びデータの量を制御する
ことは、届けられている情報及びデータの性質上、有用でありうる。インターネ
ット上で利用可能な情報及びデータの大部分とはいわないまでも多くが、アーカ
イバル（archival）である。すなわち、めったにアクセスされないため多数の位
置にキャッシングさせるのが望ましいことではなくなっているデータとみなされ
る可能性がある。活動状態の素材とは、正規の関心度レベルを有し、或る程度の
ローカルサイトキャッシングを有することに幾分かの恩恵がある項目である。規
則的にアクセスされる人気ある素材は、キャッシングに値する。集約的（頻繁に
更新される）素材は、それほど頻繁に変更されることから、その価値が疑わしい
キャッシングである。以下で記述するソフトウェアプログラムの制御下にある要
因は、ローカルキャッシングサイトに送られつつある素材がインターネットサー
ビスプロバイダ又はエンドユーザーに対し価値を提供すべきであるということで
ある。
【００４４】 システムを改善するために数多くのプロセスを使用することが可能である。こ
れには、要求されてきたマスターキャッシュセンタの前段階情報を得ることが含
まれる。このプロセスにより、マスターキャッシュサーバーは、それが衛星まで
上方に送られることになるか否かを決定するべく評価が行なわれる前でさえ、情
報又はデータを得ることができるようになる。こうして、その情報又はデータが
、全てのローカルキャッシングサイトに伝送されるべき基準を満たすものである
という決定がひとたびなされた時点でみられる時間的遅延が最小限におさえられ
ることになる。システムは同様に、頻繁に変化せず正規の関心度レベルをもつ大
きい情報項目を位置づけるために予測モデルも使用することになる。
【００４５】 以上で私の発明をその特定的実施形態に関連して記述してきたが、明らかにこ
れは、私の発明の目的及び添付のクレームに記述されているようなその範囲に対
する制限としてではなく一例として行なわれたものにすぎないことを理解すべき
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、現行のインターネットシステムについてのシステム図である。
【図２】 図２は、新しい包括的世界情報ネットワーク同報通信システムについてのシス
テム図である。
【図３】 図３は、包括的世界情報ネットワーク同報通信システムの実現方法のブロック
図である。
【図４】 図４は、包括的世界情報ネットワーク同報通信システムを動作させる方法のブ
ロック図である。
【図５】 図５は、キャッシュ更新手順の代表的ブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポイントツーポイントインターネットアーキテクチャにオー
    バレイする直接広帯域ネットワークアーキテクチャを通してネットワークの輻輳
    を低減するための方法であって、 インターネットサービスプロバイダでネットワーク参加者からＵＲＬ要求を受
    信する段階と、 前記ＵＲＬに対する応答を前記インターネットサービスプロバイダにおいてロ
    ーカルキャッシュから生成できるか否かを決定する段階と、 前記ＵＲＬ要求に対する前記応答を前記ローカルキャッシュから生成できなか
    った時点で、マスタキャッシュに前記ＵＲＬ要求についての情報を送る段階と、 マスタキャッシュにより選択された記憶用情報を、このマスタキャッシュから
    前記ローカルキャッシュにおいて受信する段階と を含んで成る方法。
  2. 【請求項２】 少なくとも前記マスターキャッシュから前記ローカルキャッ
    シュ内に前記記憶用情報を伝達する、前記マスターキャッシュとローカルキャッ
    シュの間の広帯域接続をさらに含んで成る請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記マスターキャッシュと前記ローカルキャッシュの間のポ
    イントツーマルチポイント広帯域チャンネルにおいて、このポイントツーマルチ
    ポイントチャンネルが少なくともさらにもう１つのローカルキャッシュを前記マ
    スターキャッシュに接続し、少なくとも前記記憶用情報を前記マスターキャッシ
    ュから前記ローカルキャッシュに伝達する前記ポイントツーマルチポイント広帯
    域チャンネルをさらに含んで成る請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記広帯域接続が衛星通信リンクを介したものである請求項
    ２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ポイントツーマルチポイント広帯域チャンネルが衛星通
    信リンクである請求項３に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記ローカルキャッシュに対し動作可能な形で接続され、前
    記ローカルキャッシュ内での記憶のため前記マスターキャッシュから情報を受信
    するキャッシュアダプタを介して通信を受信する段階をさらに含む請求項１に記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 前記ＵＲＬ要求が前記ローカルキャッシュからの情報で満た
    されない場合、前記インターネットサービスプロバイダからインターネットに対
    し前記ＵＲＬ要求を伝送する段階をさらに含んで成る請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 複数のローカルキャッシュのコンテンツを出力するマスター
    キャッシュを通してネットワークトラヒックを低減させるための方法であって、 マスターキャッシュにおいてローカルキャッシュからキャッシュミスについて
    の情報を受信する段階と、 前記キャッシュミス情報で識別されたＵＲＬから情報を検索する段階と、 前記マスターキャッシュ内に前記検索された情報を記憶する段階と、 前記マスターキャッシュからの前記検索された情報を少なくとも１つのローカ
    ルキャッシュへと伝送する段階と を含んで成る方法。
  9. 【請求項９】 前記マスターキャッシュから前記ローカルキャッシュまで直
    接通信リンクを介して前記検索された情報を伝送する段階をさらに含んで成る請
    求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記直接通信リンクが、前記マスターキャッシュが前記キ
    ャッシュミス情報で識別された前記ＵＲＬから情報を検索したときに通った通信
    経路の外にある高速通信リンクである請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記直接通信リンクが衛星リンクを介している請求項９に
    記載の方法。
  12. 【請求項１２】 少なくとも部分的に前記マスターキャッシュからの情報を
    用いてプログラミングされる複数のローカルキャッシュに対するアクセスを提供
    する衛星通信リンクを介して前記マスターキャッシュから前記ローカルキャッシ
    ュまで前記検索された情報を伝送する段階をさらに含む請求項８に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 インターネット上のネットワーク輻輳を緩和するためのシ
    ステムであって、 複数のローカルハブでインターネット参加者に動作可能な形で接続されている
    複数のローカルキャッシュと、 複数のネットワークアダプタであって、少なくともその１つが前記複数のロー
    カルキャッシュのうちの少なくとも１つに動作可能な形で接続されており、その
    各々が前記キャッシュ内に記憶するためのデータを受信するためのものであるネ
    ットワークアダプタと、 前記複数のローカルキャッシュと通信状態にあるマスターキャッシュであって
    、少なくとも１つのローカルキャッシュ内のデータにより満たされない前記イン
    ターネット参加者からの情報要求についての情報を受信し、前記インターネット
    参加者によって要求された前記情報を前記複数のキャッシュの各々に送るマスタ
    ーキャッシュとを含んで成るシステム。
  14. 【請求項１４】 前記マスターキャッシュから前記複数のキャッシュまで前
    記インターネット参加者により要求された前記情報を伝達するための、前記複数
    のローカルキャッシュと前記マスターキャッシュを動作可能な形でリンクする高
    速データ接続をさらに含んで成る請求項１３に記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 前記マスターキャッシュを前記複数のローカルキャッシュ
    と動作可能な形でリンクし、ポイントツーマルチポイント同報通信接続である前
    記高速データ接続をさらに含んで成る請求項１４に記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 前記ポイントツーマルチポイント同報通信接続が衛星ベー
    スの通信リンクである請求項１５に記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 前記マスターキャッシュが、前記インターネット参加者に
    よって要求された前記情報を前記複数のローカルキャッシュに伝えるべきか否か
    を選択する請求項１３に記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 前記インターネット参加者によって要求された前記情報を
    前記複数のローカルキャッシュに伝えるべきか否かを選択するための、前記マス
    タキャッシュにおいて利用され、前記インターネット参加者により要求される前
    記情報に対するネットワーク需要を決定する予め定められた基準をさらに含んで
    成る請求項１７に記載のシステム。
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