JP2004533684A - 分散格納のためのp2pネットワークアーキテクチャ - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、例えば、ビデオ・オン・デマンド(VOD)といったブロードバンドサービスを、インターネットといったデータネットワークを介して可能にするシステム及び方法に係る。
【背景技術】
【0002】
ピア・ツー・ピアネットワークを介して高品質のVODを供給することは、潜在的なサービスプロバイダに大変な技術的及び組織的課題を課す。デジタルビデオファイルは、圧縮されていても、この目的には大きいと考えられている。例えば、MPEG2形式でのフルフィーチャ映画のサイズは、4ギガバイトより大きくなってしまうことがある。このデータ量を、DSL、ケーブル、又は、T1接続を介して転送するには時間がかかってしまう場合がある。
【0003】
[発明の概要]
ダウンロード時間が長くなると、例えば、ネットワーク輻輳、発信元及び宛先のハードウェア及び/又はソフトウェアの機能不良等といった様々な理由からデータ転送が失敗する確率が増加する。インターネットを介するデータ転送には、最終宛先に到達する前に幾つかのルータを経由する必要のあるデータパケットの伝送が関連する。パケットが次のルータに転送されるたびに、ホップが発生する。インターネットを介するビデオのダウンロード及びストリーミングは、データパケット当りのホップ数が増加するに従いより頻繁に発生する失敗により妨げられる。例えば、一部のデータが供給されなかったり、受信機械がフリーズしてしまったりする。
【0004】
従って、発明者は、とりわけ、ビデオ・オン・デマンドサービスといったブロードバンドサービスを、ピア・ツー・ピアネットワーク環境において、ケーブルオペレータが可能にするネットワークアーキテクチャを提案する。このネットワークは、例えば、ケーブルオペレータローカル局であるサービスプロバイダハブ又はプロキシ間の高速で信頼度の高いデータネットワーク接続を利用する。エンドユーザは、各ハブの周りにピア・ツー・ピアネットワークコミュニティを形成する。ピア・ツー・ピアネットワークは、数個のホップ分しか離れていないハブからダウンロードされるコンテンツの分散格納を提供する。コンテンツは、コミュニティリソースを用いてローカルで格納され、また、バーチャル・プライベート・ウェブ・サービスを介してコミュニティに対し利用可能にされる。このサービスは、コンテンツ・ルックアップ、コンテンツ配給、接続設定、著作権保護、及び、他の機能を可能にする。
【0005】
現行のピア・ツー・ピア(P2P)ソリューションは、低い又は不確定の(ビデオ)品質を有するコンテンツを供給し、タイムリーなコンテンツデリバリを保証することができず、また、コンテンツのための適切な著作権保護を有さない。本発明の1つの面は、例えば、VODに対し、上述の欠点を解決する拡張性のあるサービスを提供する。本発明は更に、VODサービスを、安価に且つ高品質で提供可能にするビジネスモデルを可能にする。低価格のサービスは、更に、ピア・ツー・ピアネットワーキングに一般的に関連付けられるコンテンツの著作権侵害を抑止し得る。
【0006】
発明者は、今日のメディアサービスオペレータ(例えば、ケーブルオペレータ、衛星オペレータ)は、ブロードキャスト及び高帯域幅ネットワークを介してオーディオ/ビデオコンテンツへのアクセスを消費者に与えることを認識している。メディアサービスプロバイダは、ローカル記憶装置(例えば、HDD)、高い処理能力、及び、IP通信機能を含む消費者セットトップボックス(STB)の特徴及びソフトウェアを決める。従って、拡張可能で且つ効率のよいコンテンツ格納及びルーティングを有するハイブリッドのパブリック/プライベートの高帯域幅ローカルネットワークを形成するには条件が存在する。本発明の1つの面によると、例えば、デジタルビデオであるコンテンツは、好適には安全なデリバリ機構を介してローカルネットワークオペレータ(ヘッド−エンド)によって受信される。次に、コンテンツ及び/又はその一部は、ローカルネットワーク内の複数のSTB、又は、格納能力を有する他のネットワークイネーブルされた装置に分配される。コンテンツは、STBに格納され、且つ、VODプロバイダによってホストされるルックアップサービスと共に登録される。コンテンツの格納は、サービスプロバイダによって制御される。コンテンツには、コンテンツプロバイダによる効果的な著作権管理を確実にする為に未承認のアクセスを阻止するよう暗号化するか又は電子透かしを入れることが可能である。VODサービスのユーザは、プロバイダによりホストされるルックアップサービスから、コンテンツアイテム(例えば、映画)を選択することができる。ルックアップは、例えば、なじみのある電子番組ガイド(EPG)形式で提示することが可能である。ユーザが視聴するためのコンテンツを選択した後、サービスは、コンテンツの場所に基づいて、ストリームオプションか又はダウンロードオプションを決定する。コンテンツ及び/又はその一部は、様々なSTBにあるので、サービスは、現在のネットワークトラフィック負荷及び/又はルーティングパターンに基づいてコンテンツデリバリを最適化し得る。例えば、異なる章を、異なるSTBから特定のSTBにダウンロードし、それにより、例えば、ケーブルモデム、衛星リンク等といったネットワークアクセスの非対称(アップロード速度より高いダウンロード速度)の性質という問題を解決することができる。例えば、ケーブルは、そのアップロード帯域幅がダウンロード帯域幅より低いので、非対称IP環境である。ダウンロード(サーバからクライアント)速度は、一般的に、毎秒100キロバイトであり、アップロード(クライアントからルータ又はサーバ)速度は、約毎秒10キロバイトである。
【0007】
章毎のダウンロードに関し、ユージン・シュテイン(Eugene Shteyn)に対し1999年11月4日に出願された「PARTITIONING OF MP3 CONTENT FILE FOR EMULATING STREAMING」なる名称の米国特許出願番号09/433,257(代理人整理番号PHA23,782)を参照されたい。この文書は、サーバ側でセグメントのシーケンスに分割される電子ファイルに関する。第1のセグメントは、ダウンロードされると再生される。第1のセグメントが再生される間に、第2のセグメントがダウンロード、且つ、バッファリングされ、それにより、第1のセグメントの再生が完了したときには第2のセグメントが利用可能となる。複数のセグメントのうち、現在のセグメントを再生する間に、次のセグメントがダウンロード且つバッファリングされる。この分割及び連続再生は、ファイルのストリーミングをエミュレートし、電子ファイルをダウンロードする際の待ち時間を最小限にすることが可能となる。
【0008】
本発明の1つの面によると、エンドユーザの機器は、コンテンツデリバリ及び配給システムの一部にされる。サービス又はコンテンツプロバイダの制御下において、コンテンツは、ルックアップサービスを介してアクセス可能にされる。ユーザは、ストリーミングされるコンテンツのソース場所(ハブ、他のエンドユーザ)を知らない、また、知る必要がないことが好適である。本発明の利点は、とりわけ、ローカル入手可能性によってダウンロード距離が短く、データトラフィックがローカルネットワークに限定される点である。従って、本発明は、複数のエンドユーザが、コンテンツ情報を受信することを可能にする方法に係る。コンテンツ情報は、ハブに供給され、そして、各エンドユーザにある各装置のピア・ツー・ピアネットワークが用いられる。周知のように、ハブは、装置のクラスタの共通接続点であり、従って、ネットワークが形成される。これらの装置は、ハブの制御下における、コンテンツ情報のネットワークでの分散格納の為にハブに接続される。「可能にする」という表現は、特定のエンドユーザの上流にある関係者、コンテンツ情報をエンドユーザに渡すことに関する関係者を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明を以下に例示的に、且つ、添付図面を参照しながら説明する。
【0010】
全図を通し、同一の参照番号は、同一の又は対応する特徴を示す。
【0011】
図1は、コンテンツアイテム101が入力されるときの本発明のデータ処理システム100を示す図である。コンテンツアイテム101は、外部コンテンツデータベース102から、例えば、衛星、インターネット、ケーブル、又は物理的デリバリサービス(図示せず)といったネットワーク接続105を介して、サービスエリアネットワーク(SAN)110又は111により受信される。SAN110のヘッドエンド制御システム120は、少なくとも1つのエンドユーザシステム130を選択し、接続125を試験し、そして、コンテンツアイテム101又はその一部を、ユーザエンドシステム130にルータ115を介してダウンロードする。この処理には、ホスト−インテリジェント・ダイナミック・ルーティング・アルゴリズムが用いられることが好適である。更なる詳細は、例えば、http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/routing.htmおけるルーティング・ベイシックスを参照されたい。デリバリされたコンテンツは、例えば、HDDといったローカル記憶装置135を用いてユーザエンドシステム130に格納される。コンテンツのダウンロードとコンテンツの確認が完了すると、制御システム120は、このエンドユーザ又は別のエンドユーザ138によるローカル記憶装置135内のコンテンツのアクセスに関するデータを、ルックアップサービス150を用いて登録する。或いは、コンテンツ101は、例えば、DVDプレイヤ180といったエンドユーザシステムにおけるソースを介してSAN110によって要求される。その場合、ソフトウェアコンポーネント131がデジタル所有権管理(DRM)サービス160と通信して、適切な保護を確実にする。コンテンツに、配給の許可が与えられていると、ソフトウェアコンポーネント131は、DVDのコンテンツをローカルの記憶装置135に格納し、ルックアップサービス150を更新する。必要である場合には、DRMサービス160は、外部ソース(図示せず)から適切な配給許可を獲得する場合もある。同様の方法で、DVDのコンテンツは、SAN110内において、例えば、システム138といった他のエンドユーザシステムにも配給できるよう利用可能にすることができる。
【0012】
本発明と、ナップスター(Napster)サービスといった周知のコンテンツ情報処理システムとの大きな違いは、ユーザは、ローカルの記憶装置135に格納される、且つ、例えば、データベース102から受信されたコンテンツを制御しない点である。ユーザは、システム130の保全性を妨害することなくローカル記憶装置135のコンテンツを動かす、削除する、又は、修正することができない。この例では、ローカル記憶装置135は、SAN110上で分散された格納を介するコンテンツデリバリサービスを可能にするための、SAN110のローカルコンテンツ配信システムに内在する部分である。別の面では、ローカル記憶装置135に格納されるコンテンツの品質は、システム100により保証される。何故なら、システム100は、データベース102といった承認されているソースを利用し、且つ、転送時及び転送後にコンテンツを確認するからである。
【0013】
図2は、エンドユーザが再生のためのコンテンツを見つけ且つ選択した際に関連する幾つかの機能性を説明する本発明の図である。ユーザインタフェースソフトウェアコンポーネント237は、ユーザがルックアップサービス150にアクセスすることを可能にする。ルックアップサービスのコンテンツは、検索、ブラウズ、クエリー、EPG(電子番組ガイド)、又は、例えば、システム130の表示モニタ239を用いる他のタイプのインタラクションを介して、提示することが可能である。システム100は、例えば、プロファイル261といったユーザアクセス履歴を用いて、SAN110上で利用可能なコンテンツを予め選択するか又は推薦することが好適である。プロファイル又はその一部は、例えば、ユーザエンド装置130及び/又はユーザプロファイルデータベース260に格納することが可能である。ヘッド−エンド制御システム120は、現在の及び/又は予測されるSAN110上のネットワークトラフィックに基づいて、SAN110上の特定のコンテンツが利用可能となる時間枠も決定し得る。最短の予測デリバリ経路を有するコンテンツアイテムが、最初に提供/推奨されることが好適である。例えば、ローカル記憶装置135又は隣接するシステム138に、全体又はその一部が既に格納されている映画を、最初に提供することができる。
【0014】
図3は、システム130のエンドユーザが、直ぐに再生する、又は、予定して再生するためのコンテンツアイテムを選択すると始動するシステム100の更なる機能性を説明する図である。ソフトウェアコンポーネント338は、ルックアップサービス150とインタラクトして、選択されたコンテンツアイテム又はその一部のネットワーク上の場所に関する情報を入手する。このコンテンツアイテムの一部が、SAN110内のエンドユーザシステム330のローカル記憶装置334にあると仮定する。ルックアップサービス150は、この情報をソフトウェアコンポーネント338に供給し、そして、ソフトウェアコンポーネント338は、スイッチ/ルータ115を介するエンドユーザシステム330からの、このコンテンツ一部のダウンロードを開始する。この処理には、ルータ−インテリジェント・ダイナミック・ルーティング・アルゴリズムが用いられることが好適である。コンテンツアップロード/ダウンロード率が、再生に十分ではない場合、制御システム120は、ソフトウェア338に、ここではエンドユーザシステム390のローカル記憶装置393である少なくとも1つの別のソースから、要求されるコンテンツの一部を得るよう命令することが可能である。ソフトウェア338は、ローカル記憶装置135上に既に利用可能なコンテンツによってコンテンツダウンロード待ち時間があたかもないようにすることができることが好適である。この文脈において、上述した米国特許出願番号09/433,257(代理人整理番号PHA23,782)を参照されたい。制御システム120は更に、例えば、ルータ315であるシステム330に最も近いネットワーク上の場所において、アップロード/ダウンロード帯域幅率を修正することも可能にされる。ローカル記憶装置にダウンロードされるコンテンツは、SAN110内の他のエンドユーザへの将来の分散のためにルックアップサービス150と共に登録され得る。
【0015】
図4は、ローカル記憶装置135のハイブリッド構成を示す図である。ローカル記憶装置135は、例えば、上述したようにエンドユーザの機器を用いて、分散コンテンツ格納を確立するためにサービスプロバイダ又はコンテンツプロバイダの制御下にある部分436を含む。ローカル記憶装置135を収容する機器のユーザは、部分436にローカル格納されるコンテンツについて知らないことが好適である。ローカル記憶装置は更に、ユーザの制御下にあり、且つ、必ずしもサービスに露出される必要がない部分438も含む。部分436及び部分438は、ユーザが両方の部分におけるコンテンツへのアクセスを有する場合は、一体化されたユーザインタフェース440に表示されることが好適である。この文脈に関し、本願に参照として組込むユージン・シュテイン(Eugene Shteyn)及びルービィ・ロス(Ruby Roth)のために2000年5月11日に出願された「ELECTRONIC CONTENT GUIDE RENDERS CONTENT RESOURCES TRANSPARENT」なる名称の米国特許出願番号09/568,932(代理人整理番号000106)を参照されたい。この文書は、家庭用ネットワーク上のデータ管理システムに関する。このシステムは、電子番組ガイド(EPG)を含むネットワーク上の様々なリソースにおいて利用可能なコンテンツ情報を記述するデータを収集する。データは、1つのメニュにまとめられ、それにより、ユーザが、コンテンツを、リソースに関係なく選択することを可能にする。
【0016】
以下の文書も本願に参照として組込む。
【0017】
−ユージン・シュテインの為に1999年4月1日に出願された「TIME− AND LOCATION−DRIVEN PERSONALIZED TV」なる名称の米国特許出願番号09/283,545(代理人整理番号PHA23,633)。この文書は、ユーザがコンテンツ情報(例えば、ビデオ、オーディオ)にアクセスすることを可能にする方法に関する。この方法は、ユーザが、例えば、ブロードキャスト又はマルチキャストサービスに関する電子番組ガイドから、コンテンツ情報を選択することを可能にする。選択されたコンテンツ情報は、それがブロードキャスト又はマルチキャストされるときに記録される。この方法は、ユーザが、記録された、選択されたコンテンツ情報が、再生の為に利用可能となる複数の地理的に異なる場所から少なくとも特定の1つを予め選択することを可能にする。ユーザは更に、記録コンテンツ情報を、その特定の場所において再生するために利用可能にするために、時間フレームを特定することも可能にされることが好適である。コンテンツ情報は、例えば、サーバといった第1の記録システムにおいて記録されることが可能であり、その後に、記録された選択コンテンツ情報は、例えば、インターネット又はAOLのようなプライベートネットワークといったネットワークを介して、第1の記録システムから、ユーザによって特定される場所にストリーミングされる。その特定された場所が、第2の記録システムを有する場合、第2の記録システムに記録している間はインターネット帯域幅利用率を低く維持するために、ストリーミングは、低帯域幅プロトコルを用いる。ユーザは、ユーザの選択に応答して予め記録された特定のブロードキャスト又はマルチキャスト番組の再生のための場所を予め指定する。ユーザは、その場所においてそのコンテンツが利用可能となる。例えば、ユーザは、特定の時間帯において、親戚の家にいる、特定のホテルにいる、特定の航空会社の特定のフライト中である、特定のバーにいる、特定のレストランにいる等ことを指定して、コンテンツがその場所で記録されることを要求することが可能である。このことは、これらの場所が上述のサービスのインフラストラクチャに組込まれることが必要となる。
【0018】
−ラウル・マラート(Raoul Mallart)のために1999年9月27日に出願された「SCALABLE SYSTEM FOR VIDEO−ON−DEMAND」なる名称の米国特許出願番号09/406,642(代理人整理番号PHA23,768)。この文書は、NVOD(ニア・ビデオ・オン・デマンド)アーキテクチャにエミュレートされるVODサービスに関する。コンテンツ情報は、NVODアーキテクチャにおいてエンドユーザに対し利用可能にされる。コンテンツ情報の導入部分が、例えば、一晩ダウンロードすることにより、エンドユーザの機器に格納される。エンドユーザにおいて導入部分を再生する間に、NVODアーキテクチャで供給されるコンテンツ情報がエンドユーザの機器においてバッファリングされることが可能となる。この機器は、格納された導入部分の再生から、バッファリングされたコンテンツ情報の再生に切替わるよう制御される。
【0019】
−グリート・ブルインスティーン(Greet Bruynsteen)に対し2000年3月8日に出願された「BUSINESS MODEL FOR LEASING STORAGE SPACE ON A DIGITAL RECORDER」なる名称の米国特許出願番号09/521,051(代理人整理番号US000052)。この文書は、CE装置上の固定HDDの格納空間の利用可能な容量を、データネットワークを介して調節することに関する。消費者は、HDDの設定を遠隔制御する第三者サービスを介して、装置を更新することができる。
【0020】
−本願に参考として組込む、チャンダ・ダラップ(Chanda Dharap)に対し1999年8月16日に出願された「SEMANTIC CACHING」なる名称の米国特許出願番号09/374,694(代理人整理番号PHA23,737)。この文書は、電子コンテンツ情報の意味タイプに基づいて電子コンテンツ情報をキャッシュに入れることに関する。キャッシュ管理ストラテジは、異なる意味タイプに対し異なるキャッシングポリシーを用いることにより、各意味タイプに対しカスタマイズされる。ニュース及び天候といった動的情報を含むものと予期され得る意味タイプは、能動キャッシングポリシーを用いる。能動キャッシングポリシーでは、キャッシュメモリ内のコンテンツ情報は、キャッシュメモリ内にその情報があった時間に基づいて置換のために選択される。逆に、百科事典的な情報といった静的コンテンツ情報を含むものと予期され得る意味タイプは、例えば、LRU(最長時間未使用)及びLFU(最低使用頻度)といった、キャッシュメモリ内に情報があった継続時間に略関係のない、より保守的なキャッシングストラテジを用いる。更に、通信された電子メールメッセージ、ニュースグループメッセージ等といった一部の意味タイプは、多数のストラテジの組合せであるキャッシングポリシーを用い、そのポリシーでは、コンテンツ情報は、動的キャッシングポリシーを有する能動キャッシュから、それほど動的ではないキャッシングポリシーを有するより静的なキャッシュへ進む。意味コンテンツタイプとそのタイプに関連付けられるキャッシングポリシーとの関係は、予め決定されるか、又は、ユーザによって直接決められるか、又は、少なくとも部分的に、コンテンツ情報とのユーザのインタラクションのユーザ履歴及びプロファイルに基づくことが可能である。
【0021】
−ユージン・シュテインのために2001年3月8日に出願された「ACTIVITY SCHEDULE CONTROLS PERSONALIZED ELECTRONIC CONTENT GUIDE」なる名称の米国特許出願番号09/802,618(代理人整理番号US018028)。この文書は、ユーザの電子カレンダ内の予定される活動及びユーザのプロファイルと宣言された関心に基づいて再生される電子コンテンツ情報及び時間枠を決定することに関する。こうすることにより、コンテンツの記録及びダウンロードが、ユーザのライフスタイルに基づいて自動的にされる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明のサービスエリアネットワークを示すブロック図である。
【図2】本発明のサービスエリアネットワークにおける機能性を説明するブロック図である。
【図3】本発明のサービスエリアネットワークにおける機能性を説明するブロック図である。
【図4】エンドユーザのローカル記憶装置のハイブリッド構成を示すブロック図である。
Claims (8)
- 複数のエンドユーザがコンテンツ情報を受信することを可能にする方法であって、
上記コンテンツ情報をハブに供給する段階と、
各エンドユーザが有し、且つ、上記ハブに接続される各装置のピア・ツー・ピアネットワークを用いて、上記ハブの制御下で上記ネットワーク上で上記コンテンツ情報を分散格納する段階と、を含む方法。 - 格納されたコンテンツ情報を、少なくとも1つの別の装置に供給するよう上記装置のうち特定の装置を遠隔制御する段階を含む請求項1記載の方法。
- 上記ネットワーク上にて利用可能なコンテンツ情報を提示する電子コンテンツガイドを供給するサービスを含む請求項1記載の方法。
- 複数のハブを用い、各ハブは、多数のピア・ツー・ピアネットワークのうちの各ピア・ツー・ピアネットワークに接続される請求項1記載の方法。
- 上記装置を制御する段階を含む請求項1記載の方法。
- 上記コンテンツ情報から選択するために、上記エンドユーザにユーザインタフェース(UI)を供給する段階を含む請求項1記載の方法。
- 複数のエンドユーザがコンテンツ情報を受信することを可能にする方法において用いる装置であって、
上記方法は、
上記コンテンツ情報をハブに供給する段階と、
各エンドユーザが有し、且つ、上記ハブに接続される各装置のピア・ツー・ピアネットワークを用いて、上記ハブの制御下で上記ネットワーク上で上記コンテンツ情報を分散格納する段階と、を含み、
上記装置は、
上記コンテンツ情報の少なくとも一部を格納する記憶装置と、
上記ネットワークに格納されたコンテンツ情報を供給するために、上記装置の遠隔制御を、上記エンドユーザとは異なる関係者に供給する制御器と、を含む装置。 - ネットワークからのコンテンツ情報を格納し、上記ネットワークに上記コンテンツ情報を供給するための記憶装置と、
上記格納及び上記供給を遠隔制御するための制御モジュールと、を含む消費者電子装置。
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