JP2007065714A - Method for dynamically controlling replica for pure p2p communication, device having it, and its program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control the number of replicas in consideration of a demand degree at a certain time for every file and to smooth loads regarding a certain file. <P>SOLUTION: When a value of congestion state C<SB>k</SB>(G<SB>N</SB>äS(t)}) of a certain file k is checked near a predetermined core servant S and the value is larger than a threshold value α1 (Step 103), the servant S distributes the load by performing replication on the file k and increasing the number of replicas (Step 104). When the value is smaller than a threshold value α2 (Step 105), a value of a rating function θ is compared to the threshold value (Step 109) and if it is smaller than the threshold value, its replica is deleted from a memory and the replica held by itself is eliminated (Step 110). As a result, the number of replicas can be optimized. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、IP(Internet Protocol)ネットワーク上で、いわゆるP2P(Peer−to−Peer)型通信を行う場合に、ある短期間内であるサーバントへの検索やダウンロードの負荷が集中することを防ぐため、予めダウンロードを要求されるファイルのレプリケーションを実行して負荷分散を図ることにより、回線やサーバントの輻輳を防止し、なおかつ、混雑度が低い場合には、レプリカの数を低減させることにより、ネットワーク内の負荷の均等化を図ることを目的としたピュアー型P2P通信における動的レプリカ制御方法およびそれを具備した装置、ならびにそのプログラムに関する。   The present invention prevents concentration of search and download loads on a servant within a short period of time when performing so-called P2P (Peer-to-Peer) type communication on an IP (Internet Protocol) network. Executes replication of files that are requested to be downloaded in advance to prevent load congestion by reducing the number of replicas when the congestion level is low. The present invention relates to a dynamic replica control method in pure type P2P communication for the purpose of equalizing loads in the network, an apparatus including the dynamic replica control method, and a program thereof.

P2P型通信には、大別して次の2種類の型がある。すなわち、
Napster型 :目的情報の所在を一括管理する専用サーバが存在するタイプ、
Gnutella型:目的情報の所在を伝言ゲーム方式で次々に問い合わせていくタイプ、
前者は、各サーバントからの検索要求パケットが、専用サーバに集中するため、サーバボトルネックとなり易い。また、後者は、TTLに設定された値のホップ数の範囲まで次々に目的の情報の有無を隣接サーバントに対して問い合わせていき、各サーバントでは、隣接サーバントへ延ばしている「腕」の分だけ分岐されてパケットが送出されることになる。
P2P type communication is roughly divided into the following two types. That is,
Napster type: A type with a dedicated server that collectively manages the location of target information.
Gnutella type: A type that makes inquiries about the location of purpose information one after another using a message game system.
The former tends to be a server bottleneck because search request packets from each servant concentrate on a dedicated server. Further, the latter inquires the adjacent servant for the existence of the target information one after another up to the hop number range set in the TTL, and in each servant, only the “arm” extended to the adjacent servant. The packet is sent after being branched.

このような情報検索パケットが多数のサーバントから並列に発信される場合には、網内のパケット数が爆発的に増加し、網内の広域に渡っての混雑が予想される。また、IP網においてP2P型通信を行っている場合に、あるコンテンツ(ファイル)へのヒット率を向上させるために当該コンテンツの複製(レプリカ)を他のサーバントに送っておき、サーバントの負荷や回線の使用率上昇を抑える手法がある(レプリケーション)(これについては、非特許文献1〜3参照)。   When such information retrieval packets are transmitted in parallel from a large number of servants, the number of packets in the network increases explosively, and congestion over a wide area in the network is expected. In addition, when performing P2P communication in an IP network, a copy (replica) of the content is sent to another servant in order to improve the hit rate for the content (file), and the load of the servant or the line (Replication) (see Non-Patent Documents 1 to 3 for this).

Q.Lv,P.Cao,E.Cohen,K.Li,Li,and S.Shenker,“Search and replication in unstructured peer−to−Peer networks,”procedings of 16th ACM International Conference on Supercomputing(ICS’02),June 2002.Q. Lv, P.M. Cao, E .; Cohen, K.M. Li, Li, and S.R. Schenker, “Search and replication in unstructured peer-to-peer networks,” productions of 16th ACM International Conference on Supercomputing (ICS'02). 後藤,阿多,村田:“P2Pネットワークにおけるサービス安定性向上のためのレプリケーション配置手法,”信学技報NS2002−152,Oct,2002.Goto, Ata, Murata: “Replication placement method for improving service stability in P2P networks,” IEICE Technical Report NS2002-152, Oct, 2002. 能上,内田:“Pure型P2Pにおけるファイル検索&レプリケーションについて、”信学総大2004(2004年3月).Nogami, Uchida: “About File Search and Replication in Pure P2P”, Shingaku Sodai 2004 (March 2004).

レプリケーション手法において、複数のコンテンツが対象である場合に、各サーバント内のメモリは有限であるために、多数のコンテンツのレプリカが何度も複製されると、メモリの空き容量が不足してレプリカを作成できなくなる。このような場合に、古くなって他のサーバントから参照あるいは検索されなくなったレプリカに関しては、それを削除してメモリ空間を確保し、直近で必要とされるレプリカ用にメモリ空間を確保し、逆に、ファイル検索や転送要求が多い場合には、さらにレプリケーションを実行することによりレプリカを作成して負荷を分散し、レプリケーションシステムを支えることが考えられる。   In the replication method, when multiple contents are targeted, the memory in each servant is limited, so if many content replicas are replicated many times, there is not enough free memory space to Can no longer be created. In such a case, for a replica that has become old and is no longer referenced or searched by another servant, delete that replica to secure memory space, reserve memory space for the most recently needed replica, and reverse In addition, when there are many file search and transfer requests, it may be possible to support the replication system by creating replicas and distributing the load by executing replication.

(目的)
本発明の目的は、ファイルごとに、そのときの要求度合いを考慮して、レプリカ数を制御することができ、あるファイルに関する負荷を平滑化させることが可能なピュアー型P2P通信における動的レプリカ制御方法およびそれを具備した装置、ならびにそのプログラムを提供することにある。
(the purpose)
An object of the present invention is to control the number of replicas for each file in consideration of the degree of request at that time, and to perform dynamic replica control in pure P2P communication capable of smoothing a load related to a certain file. To provide a method, an apparatus including the method, and a program thereof.

本発明によるピュアー型P2P通信における動的レプリカ制御方法は、あらかじめ定められた核サーバントSの近傍において、あるファイルkの混雑具合C(G{S(t)})の値をみて、混雑具合がある閾値α1より高いときには、サーバントSがそのファイルkに関してレプリケーションを行ってレプリカを増加することにより負荷を分散させ、また混雑具合がある閾値α2より低いときには、自身が持つレプリカを消去することにより、レプリカ数の最適化を図り、結果的に負荷の平均化を図ることを特徴としている。 The dynamic replica control method in the pure type P2P communication according to the present invention is based on the congestion degree C k (G N {S (t)}) of a certain file k in the vicinity of a predetermined nuclear servant S. When the condition is higher than a certain threshold value α1, the servant S replicates the file k and increases the replicas to distribute the load. When the condition is lower than the certain threshold value α2, the servant S deletes its own replica. Thus, the number of replicas is optimized, and as a result, the load is averaged.

P2P型通信においては、ある時刻において、ある特定のファイル探索及び転送要求が集中しそうなときには、レプリケーションを行って、なるべく「物理的な空間(ネットワーク)上での負荷分散」がなされるようにすると良い。しかし、レプリケーションを行うということは、各サーバント内のメモリを使用することになるため、余分なリソースを使用することにもなる。
そこで、必要な分だけのレプリカ数をその要求数に従って時間的にダイナミックに変更して常に最適な数を保持できるように制御する。しかも、そのときに「混雑度」を定義してその値により制御を行う手法を用いる。
In P2P type communication, when certain file search and transfer requests are likely to be concentrated at a certain time, replication is performed so that "load distribution on a physical space (network)" is performed as much as possible. good. However, performing replication uses memory in each servant, and therefore uses extra resources.
Therefore, control is performed so that the optimum number can always be maintained by dynamically changing the number of replicas as much as necessary according to the number of requests. In addition, a method of defining the “congestion degree” at that time and performing control based on the value is used.

本発明のよるピュアー型P2P通信における動的レプリカ制御を行い、各サーバントとして用いられる装置は、自分自身の近傍(近傍1と近傍2(これらの定義は後述する))におけるヒット数の管理手段と、自分自身の持つファイルごとに混雑度の計算を行う手段と、現時点における各レプリカファイルの持つレーティングを計算する手段と、閾値α1と混雑度を比較してレプリケーションを実行する手段と、閾値α2と混雑度を比較してレプリカを消去する手段とを有することを特徴としている。   A device that performs dynamic replica control in pure-type P2P communication according to the present invention and is used as each servant is a means for managing the number of hits in its own neighborhood (neighbor 1 and neighborhood 2 (these definitions will be described later)). Means for calculating the degree of congestion for each file owned by itself, means for calculating the rating of each replica file at the present time, means for executing replication by comparing the threshold value α1 with the degree of congestion, and a threshold value α2. And a means for erasing the replica by comparing the degree of congestion.

本発明によれば、P2P型通信を行う際に、網内の問い合わせやダウンロード要求が集中しそうな対象ファイルに対してレプリケーションを行って分散配置させ、ファイル送信要求数、検索要求数が依然として多いときには、さらにレプリケーションを実行して負荷の分散を行い、逆に、ファイル要求、検索要求数が減少してきたときには、ファイルの存続時間を計測しておき、その値がある一定以下になれば、そのサーバント内のレプリカを消去する。以上のことを実行することにより、あるファイルに関する負荷を平滑化させることが可能となる。   According to the present invention, when P2P type communication is performed, replication is performed on a target file in which inquiries and download requests in the network are likely to concentrate, and when the number of file transmission requests and search requests is still large. In addition, replication is performed to distribute the load. Conversely, when the number of file requests and search requests decreases, the lifetime of the file is measured, and if that value falls below a certain level, the servant Erase the replica in By executing the above, it is possible to smooth the load related to a certain file.

以下、本発明の原理および実施例について、図面に従って詳細に説明する。
(定義)
P2Pネットワークにおいて、あるサーバントの近傍を次のように定義する。
〔近傍の定義1〕
当該サーバントからNホップ先のサーバントまでの範囲内にある全てのサーバントを言う。このとき、特に『サーバントSのNー位置近傍サーバント』と呼ぶことにする。
The principles and embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(Definition)
In the P2P network, the vicinity of a certain servant is defined as follows.
[Neighboring definition 1]
This refers to all servants within the range from the servant to the N-hop ahead servant. At this time, it is particularly referred to as “N-position vicinity servant of servant S”.

〔近傍の定義2〕
当該サーバントから、ある時刻においてPing情報を送出し、Pongが戻ってくるまでの時間(以下では「応答時間」と呼ぶ)がt1秒以内である全てのサーバントを言う。
ここで、あるサーバントSの近傍に含まれるサーバントを「サーバントSのt1−時間近傍サーバント」と呼ぶことにする。
[Neighboring definition 2]
The servant refers to all servants that send Ping information at a certain time and have a time (hereinafter referred to as “response time”) until Pong returns within t1 seconds.
Here, a servant included in the vicinity of a certain servant S is referred to as a “servant S's t1-time vicinity servant”.

また、近傍の中心となるサーバントを「核サーバント」と呼び、次のように定義する。
〔核サーバントの定義〕
「レベルM核サーバント」とは、ディグリー(隣接サーバントへ直接伸ばしている腕の数)がM以上のサーバントのことであり、その周りに「近傍」が定義されうるサーバントのことを意味する。
(核サーバントSの近傍に他の核サーバントが含まれることもあるうる)。
Also, the servant at the center of the neighborhood is called “nuclear servant” and is defined as follows.
[Definition of nuclear servant]
The “level M kernel servant” means a servant whose degree (the number of arms directly extending to the adjacent servant) is M or more, and a “neighbor” can be defined around the servant.
(Other nuclear servants may be included in the vicinity of the nuclear servant S).

ここで、ある時刻tにおけるサーバントSのNー近傍サーバントの集合をG{S(t)}と表わすことにする。このとき、時刻tにおけるサーバントSのファイルkに関する混雑度C(G{S(t)})は、次のようにして評価する。
すなわち、あるサーバントi(∈G{S(t)})のファイルkの混雑度に関するある指標をCi,k(t)とするとき、
サーバントSのファイルkに関する混雑度は、
(G{S(t)})=ΣCi,k(t)
i∈G{S(t)}
で与えられるものとする。
このとき、この値を閾値として、レプリカ数が制御される(請求項1参照)。
Here, a set of N-neighbor servants of the servant S at a certain time t is represented as G N {S (t)}. At this time, the degree of congestion C k ( GN {S (t)}) regarding the file k of the servant S at time t is evaluated as follows.
That is, when a certain index regarding the degree of congestion of the file k of a certain servant i (εG {S (t)}) is C i, k (t),
The degree of congestion related to file k of servant S is
C k (G N {S (t)}) = ΣC i, k (t)
iεG N {S (t)}
It shall be given by
At this time, the number of replicas is controlled using this value as a threshold (see claim 1).

(実施例1)
ここで、上記混雑度の中のCi,k(t)として、次の項目が考えられる。
(1)そのサーバントを単位時間に通過するファイルkに関するPingやPongの数m1、
(2)そのサーバントを単位時間に通過するファイルkに関するQueryの数m2、
(3)そのサーバントを単位時間に通過するファイルkに関するQueryHitの数m3、
(4)そのサーバントのCPU使用率の直近N単位時間の平均値m4、
(5)そのサーバントにおいてHitしたファイルkのダウンロード(提供する側)の実行回数m5、
などが考えられる。なお、これらのうち、有力なものは、上記(3)と(5)であると考えられる。
Example 1
Here, the following items can be considered as C i, k (t) in the degree of congestion.
(1) The number m1 of Ping and Pong related to the file k passing through the servant per unit time,
(2) The number m2 of queries related to the file k passing through the servant per unit time,
(3) The number m3 of Query Hits related to the file k passing through the servant per unit time,
(4) The average value m4 of the latest N unit times of the CPU usage rate of the servant,
(5) Number of executions m5 of downloading (providing side) file k hit in the servant,
And so on. Of these, the prominent ones are considered to be (3) and (5) above.

いま、混雑度としてm3(またはm5)を採用した場合に、あるファイルkの混雑度m3(またはm5)の値をみて、この値が予め定められた閾値α1より高いときには、サーバントSがそのファイルkに関してレプリケーションを行って、レプリカを増やすことで負荷を分散させ、また、混雑度m3(またはm5)の値が予め定められた閾値α2より低いときには、サーバントS自身が持つレプリカを消去することで、レプリカ数の最適化を図る。   Now, when m3 (or m5) is adopted as the degree of congestion, the value of the degree of congestion m3 (or m5) of a certain file k is seen, and if this value is higher than a predetermined threshold value α1, the servant S has the file Replication is performed for k, and the load is distributed by increasing the number of replicas. When the value of the congestion degree m3 (or m5) is lower than a predetermined threshold value α2, the replica of the servant S itself is deleted. Optimize the number of replicas.

(実施例2)
図3は、本発明の実施例2に係る有限存続のファイルによるレプリカファイル消去法を示す説明図である。
実施例2では、P2P型通信を行う各サーバントでレプリケーションを実施する場合に、レプリカが生成された後にメモリ内に存続する時間TTLを定義し、また、ファイルについて時間とともに減衰する関数F(t)を定義し、このファイルが検索されて、ヒットする度ごとに関数F(t)をリセットして予め定めた値を持たせて、再び減衰を続行し、そのファイルの値が0になったときにそのファイルを消去する。
(Example 2)
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a replica file erasing method using a finite-surviving file according to the second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, when replication is performed by each servant that performs P2P communication, a time TTL that remains in the memory after the replica is generated is defined, and a function F (t) that decays with time for the file When this file is searched and the function F (t) is reset every time it is hit to give a predetermined value, attenuation continues again, and the value of the file becomes 0 Delete that file.

図3では、有限存続のファイルによるレプリカファイルの消去法として、例1と例2の2種類の計算例を示している。
レプリカ毎にメモリ内に存続させる時間(ファイルTTL)を2種類の方法(例1と例2)で定めておき、時間が到来したならばそのレプリカファイルを消去するのである。例1は減衰関数F(t)による場合であり、例2はヒット数の観測に基づいて存続時間τ(k)を与える場合である。
FIG. 3 shows two types of calculation examples, Example 1 and Example 2, as a replica file erasing method using a finite-lived file.
The time (file TTL) to be kept in the memory for each replica is determined by two kinds of methods (Example 1 and Example 2), and when the time has come, the replica file is deleted. Example 1 is a case where the decay function F (t) is used, and Example 2 is a case where the lifetime τ (k) is given based on the observation of the number of hits.

(例1)
減衰関数F(t)による場合は、ファイルkについて時間とともに減衰する関数F(t)を定義しておき、そのファイルが検索されて、ヒットする度ごとに関数F(t)の値に1を加算する。図3(例1)では、時刻t,t,tで検索がヒットしたので、減衰した値に1が加算されている。1が加算された後、再び減衰を続け、その値が0になったときにファイルkが消去される。例1では、tがレプリカが作成された時点、t,tがレプリカが参照およびダウンロードされた時点、総存続時間はt−tとなっている。
(Example 1)
In the case of the decay function F (t), a function F (t) that decays with time is defined for the file k, and the value of the function F (t) is set to 1 every time the file is searched and hit. to add. In FIG. 3 (example 1), since the search hits at times t 1 , t 2 , and t 3 , 1 is added to the attenuated value. After 1 is added, attenuation continues again, and when the value reaches 0, file k is deleted. In Example 1, t 1 is the time when the replica is created, t 2 and t 3 are the times when the replica is referenced and downloaded, and the total lifetime is t 4 −t 1 .

(例2)
この場合には、ヒット数の観測に基づいて存続時間τ(k)を与える方法であって、ファイルが生成された時刻から一定時間内に、検索されヒットし、またダウンロードされた数を考慮して、ファイル消去までの時間の長さを決定する。図3(例2)では、k回検索ヒットおよびダウンロードしたので、与えられた存続時間τ(k)の後にファイルが消去されている。この場合、存続時間τ(k)=√k*tで表わされ、総存続時間=t−tで表わされている。
(Example 2)
In this case, it is a method of giving the lifetime τ (k) based on the observation of the number of hits, taking into account the number of searched, hit and downloaded within a certain time from the time when the file was generated. Determine the length of time until file deletion. In FIG. 3 (example 2), the file has been deleted after a given lifetime τ (k) since it has been searched and downloaded k times. In this case, the lifetime is represented by τ (k) = √k * t 0 , and the total lifetime is represented by t 3 −t 1 .

P2P型通信における各サーバントでレプリケーションが実施される場合において、有限のメモリ内における各レプリカファイルの任意の時点でのレプリカの優先順位を、その時点における持ち点数(ここでは、レーティングと呼ぶ)により決定する。図3に示すレプリカ存続時間を観測し、レーティング関数θがある閾値α2を下回れば削除することが考えられる。   When replication is performed at each servant in P2P type communication, the priority of replicas at any point in time for each replica file in a finite memory is determined by the number of points at that point (here called rating) To do. It is conceivable that the replica lifetime shown in FIG. 3 is observed and deleted if the rating function θ falls below a certain threshold value α2.

図1は、本発明の一実施例に係るサーバントのレプリカ数制御法を示すフローチャートである。
まず、Kの値の初期値0をセットし(ステップ101)、その値のインクリメントが行われ(ステップ102)、このサーバント自身の近傍における混雑度Cが閾値α1より大きな値であるか否かが判別され(ステップ103)、もし閾値α1より大きければ新しいレプリケーション実行のサブルーチン内に移って、それが実行される(ステップ104)。また、もし、混雑度Cが閾値α1より小さければ、サーバント自身の近傍における混雑度C閾値α2より大きな値か否かが判別され(ステップ105)、もし小さければ、観測サブルーチン(点線内の107)に移る。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a servant replica number control method according to an embodiment of the present invention.
First, set the initial value 0 of the value of K (step 101), the increment value is made (step 102), whether the congestion degree C K in the vicinity of the servant itself is greater than the threshold α1 Is determined (step 103), and if it is larger than the threshold value α1, the process proceeds to a new replication execution subroutine and executed (step 104). Further, If the congestion degree C K is smaller than the threshold value [alpha] 1, whether a value greater than or congestion degree C K threshold α2 in the vicinity of the servant itself is determined (step 105), smaller if the observation subroutine (within the dotted line 107).

ステップ105の判別の結果、混雑度Cが閾値α2より大きければ、Kの値がKmaxと比較され(ステップ106)、KとKmaxが同じ値であればステップ101へ、異なる値であればステップ102へ、それぞれ飛ぶ。
観測サブルーチン内では、このレプリカに関するレーティング関数θの値の観測がスタートし(ステップ108)、これとは独立にステップ106から再度処理がスタートする。
観測サブルーチン内では、レーティング関数θの値が閾値と比較され(ステップ109)、閾値より小さければ、このレプリカがメモリから削除され(ステップ110)、サブルーチンが終了する(ステップ111)。また、閾値より大きければ、観測が継続され(ステップ112)、またステップ109に戻る。
If it is determined in the step 105, if the congestion degree C K is larger than the threshold value [alpha] 2, the value of K is compared with Kmax (step 106), if K and Kmax is equal to step 101, if the different value step Fly to 102 respectively.
Within the observation subroutine, observation of the value of the rating function θ relating to this replica starts (step 108), and the process starts again from step 106 independently of this.
In the observation subroutine, the value of the rating function θ is compared with a threshold value (step 109). If the value is smaller than the threshold value, this replica is deleted from the memory (step 110), and the subroutine ends (step 111). If it is larger than the threshold value, the observation is continued (step 112), and the process returns to step 109.

図2は、本発明の一実施例に係るサーバントのハードウェア構成図である。
図2において、1はサーバント(端末装置)であり、通常のPCの機能を持ついわゆる端末であるが、P2Pアプリケーションレイヤとしてはサーバントとして見えるものである。2は、通常のタイマである。3は情報計算部であって、レーティング関数計算部4とレーティング情報計算部5を内蔵する。レーティング関数計算部4は、各レプリカファイルのレーティング関数θを計算する機能を有し、レーティング情報計算部5は、レーティング、すなわち各ファイルのレプリカの優先順位である持ち点数を計算する機能を有する。
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of a servant according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a servant (terminal device), which is a so-called terminal having a normal PC function, but appears as a servant as a P2P application layer. 2 is a normal timer. An information calculation unit 3 includes a rating function calculation unit 4 and a rating information calculation unit 5. The rating function calculation unit 4 has a function of calculating a rating function θ of each replica file, and the rating information calculation unit 5 has a function of calculating a rating, that is, a score that is a priority of replicas of each file.

図2において、6は情報管理/転送部であり、レプリカ検索情報管理部7、ヒット情報管理部8、近傍管理部9および要求情報転送部10を内蔵する。レプリカ検索情報管理部7は、他のサーバントからのレプリカ検索情報で管理する機能を有する。ヒット情報管理部8は、その検索が本サーバント1内でヒットした情報を管理する機能を有する。近傍管理部9は、当該サーバントの近傍情報を管理する機能を有する。要求情報転送部10は、ヒットしたレプリカを他サーバントへ転送する機能を有する。   In FIG. 2, reference numeral 6 denotes an information management / transfer unit that includes a replica search information management unit 7, a hit information management unit 8, a neighborhood management unit 9, and a request information transfer unit 10. The replica search information management unit 7 has a function of managing with replica search information from other servants. The hit information management unit 8 has a function of managing information for which the search has hit in the servant 1. The neighborhood management unit 9 has a function of managing neighborhood information of the servant. The request information transfer unit 10 has a function of transferring a hit replica to another servant.

図2において、11はメモリ部であり、メモリ容量管理/制御部12とメモリ13を内蔵する。メモリ容量管理/制御部12は、メモリの残容量を管理したり、不要な情報を削除したり、新しい情報を書き込んだりする制御機能を有する。メモリ13は、各種レプリケーション情報やヒット情報、保持しているファイルに関する情報、サーバントのIPアドレス、等を格納/蓄積する場所である。   In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a memory unit that includes a memory capacity management / control unit 12 and a memory 13. The memory capacity management / control unit 12 has a control function for managing the remaining capacity of the memory, deleting unnecessary information, and writing new information. The memory 13 is a place for storing / accumulating various types of replication information, hit information, information about held files, IP addresses of servants, and the like.

図2において、14はレプリケーション実行部であり、レプリケーション情報解析部15とレプリケーションアクション決定/実行部16とを内蔵する。レプリケーション情報解析部15は、どのファイルをいつどのようなタイミングでレプリケーションするかを解析する機能を有している。レプリケーションアクション決定/実行部16は、レプリケーションに関してとるべきアクションを決定し、実行する機能を有する。   In FIG. 2, reference numeral 14 denotes a replication execution unit, which includes a replication information analysis unit 15 and a replication action determination / execution unit 16. The replication information analysis unit 15 has a function of analyzing which file is replicated at what timing. The replication action determination / execution unit 16 has a function of determining and executing an action to be taken for replication.

図2において、17はPAD(パケット組み立て/分解部)であり、各種情報をIPパケットに変換したり、その逆にIPパケットから各種情報への分解を行ったりする機能を有する。18はパケット送信部であり、IPパケットを他のサーバントに送出する機能を有している。19はパケット受信部であり、網内の他のサーバントからの到着パケットを受信する機能を有する。20は、このサーバントが接続されているIP網(インターネット)である。   In FIG. 2, reference numeral 17 denotes a PAD (packet assembling / decomposing unit), which has a function of converting various types of information into IP packets, and conversely decomposing IP packets into various types of information. A packet transmission unit 18 has a function of transmitting IP packets to other servants. A packet receiving unit 19 has a function of receiving an arrival packet from another servant in the network. Reference numeral 20 denotes an IP network (Internet) to which this servant is connected.

また、サーバントは、次の機能を有している。
1)ある時間単位(T)を定義する。この時間間隔ごとに、自身の持つレプリカファイル毎のヒット数を記録し、現時点における各レプリカファイルの持つレーティングを計算する機能を有する。
2)ある時刻において、レプリケーションを実行しようとするとき、メモリ容量が不足することが判明した場合、その時点において、最小のレーティングを持つレプリカファイルをメモリ内から消去する機能を有する。新しいレプリケーションが実行できるメモリ容量が確保できるまで、次々にレーティング最小のレプリカファイルを消去する。
The servant has the following functions.
1) Define a time unit (T). Each time interval has a function of recording the number of hits for each replica file, and calculating the rating of each replica file at the present time.
2) When it is determined that the memory capacity is insufficient when executing replication at a certain time, the replica file having the minimum rating is erased from the memory at that time. The replica files with the lowest rating are deleted one after another until the memory capacity to execute new replication is secured.

3)レプリカファイル毎にファイルTTLを管理し、ファイルTTLの値が0になったならば、その該当するレプリカファイルをメモリから消去する機能を有する。
4)自身が持つレプリカに対して、過去に問い合わせがあった時刻と減衰関数F(t)とからなる情報セットをサーバント毎に格納しておく機能を有する。
3) The file TTL is managed for each replica file, and when the value of the file TTL becomes 0, the corresponding replica file is erased from the memory.
4) It has a function of storing, for each servant, an information set consisting of a time when an inquiry is made in the past and an attenuation function F (t) with respect to the replica held by itself.

5)サーバントは、これらの情報セットを、レーティングの大きい順番に並べることができる機能を有する。そして、メモリ内に新しいレプリカを格納しようとする場合に、メモリに容量が不足する場合には、上記の優先度順に並べられた情報セットの情報に基づいて、新しいレプリカを格納するために必要なメモリ容量を確保できるまで優先度が低いレプリカファイルから順番に消去していく機能を有する。 5) The servant has a function of arranging these information sets in order of rating. When a new replica is to be stored in the memory and the capacity is insufficient in the memory, it is necessary to store the new replica based on the information of the information set arranged in the above priority order. It has a function of erasing in order from replica files with low priority until the memory capacity can be secured.

図2に示すサーバント1は、コンピュータ制御により動作する装置であって、情報計算部3、情報管理/転送部6、レプリケーション実行部14およびメモリ部11は、いずれもCPU、演算回路、レジスタ、メモリ等により処理される。すなわち、予めプログラムされた一連の命令をその順序に従って解釈実行していく逐次制御動作であり、実行の際に使用されるデータも、命令語と同じメモリに格納されている。そして、データの取出し、書込み、その処理を逐行していくための各種レジスタ、制御ゲートなどが配置される。
データはバスを介してレジスタとメモリ間、レジスタと入出力装置間、レジスタと各種機能装置間で転送されるようになる。
The servant 1 shown in FIG. 2 is a device that operates under computer control. The information calculation unit 3, the information management / transfer unit 6, the replication execution unit 14, and the memory unit 11 all include a CPU, an arithmetic circuit, a register, and a memory. And so on. In other words, this is a sequential control operation in which a series of pre-programmed instructions are interpreted and executed according to the order, and data used for execution is also stored in the same memory as the instruction word. Various registers, control gates, and the like for arranging data fetching, writing, and processing are sequentially arranged.
Data is transferred between the register and the memory, between the register and the input / output device, and between the register and various functional devices via the bus.

図1に記載されたフローチャートをプログラム化し、完成されたプログラムをCD−ROMなどの記録媒体に格納しておけば、サーバント内のレプリケーション実行部14のコンピュータに記録媒体を装着して、プログラムをコンピュータにインストールし、実行させることにより、本発明のレプリカ制御方法を容易に実現することができる。また、このプログラムをインターネットを介して広く他のコンピュータにダウンロードすることで、このプログラムの汎用化が可能となる。   If the flowchart shown in FIG. 1 is programmed and the completed program is stored in a recording medium such as a CD-ROM, the recording medium is mounted on the computer of the replication execution unit 14 in the servant, and the program is stored in the computer. It is possible to easily implement the replica control method of the present invention by installing and executing the software. In addition, by downloading this program widely to other computers via the Internet, this program can be generalized.

本発明の一実施例に係るサーバントのレプリカ制御方法の動作フローチャートである。5 is an operation flowchart of a servant replica control method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係るサーバントのハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of the servant which concerns on one Example of this invention. 本発明における有限存続のファイルTTLによるレプリカファイル消去法の説明図である。It is explanatory drawing of the replica file erasing method by the file TTL of finite survival in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:サーバント
2:タイマ
3:情報計算部
4:レーティング関数計算部
5:レーティング情報計算部
6:情報管理/転送部
7:レプリカ検索情報管理部
8:ヒット情報管理部
9:近傍管理部
10:要求情報転送部
11:メモリ部
12:メモリ容量管理/制御部
13:メモリ
14:レプリケーション実行部
15:レプリケーション情報解析部
16:レプリケーションアクション決定/実行部
17:PAD
18:パケット送信部
19:パケット受信部
20:IP網
1: Servant 2: Timer 3: Information calculation unit 4: Rating function calculation unit 5: Rating information calculation unit 6: Information management / transfer unit 7: Replica search information management unit 8: Hit information management unit 9: Neighborhood management unit 10: Request information transfer unit 11: Memory unit 12: Memory capacity management / control unit 13: Memory 14: Replication execution unit 15: Replication information analysis unit 16: Replication action determination / execution unit 17: PAD
18: Packet transmitter 19: Packet receiver 20: IP network

Claims (5)

P2P型通信を行う各サーバント装置でレプリケーションを実施するためのコンピュータ制御によるレプリカ制御方法において、
核サーバント装置と近傍のサーバント装置との間で情報送受信を行い、送受信された情報に基づいて、あらかじめ定められた核サーバントの近傍において、あるファイルの混雑具合の値をみて、上記混雑具合が予め定められた第1の閾値より高いときには、上記核サーバントが上記ファイルに関してレプリケーションを行って、レプリカを増加することにより、負荷を分散させ、
また、混雑具合が第2の閾値より低いときには、上記核サーバント装置のメモリにアクセスして、該核サーバント装置自身が持つレプリカを消去することを特徴としたピュアー型P2P通信における動的レプリカ制御方法。
In a computer controlled replica control method for performing replication in each servant device that performs P2P communication,
Information is transmitted / received between the nuclear servant device and the neighboring servant device, and based on the transmitted / received information, in the vicinity of the predetermined nuclear servant, the value of the degree of congestion of a certain file is observed, and the degree of congestion is determined in advance. When higher than a defined first threshold, the nuclear servant performs replication on the file, increasing the number of replicas to distribute the load,
Also, when the congestion level is lower than the second threshold, the dynamic servant control method in pure P2P communication is characterized in that the memory of the nuclear servant device itself is accessed and the replica of the nuclear servant device itself is deleted. .
ピュアー型P2P通信における動的レプリカ制御を行うサーバント装置において、
当該サーバント装置の近傍におけるヒット数を管理する管理手段と、
該管理手段に接続され、該管理手段が持つヒット数の情報を参照することにより、当該サーバント装置の持つファイルごとに混雑度の計算を行う手段と、
該管理手段に接続され、該管理手段が持つヒット数の情報を参照することにより、現時点における各レプリカファイルの持つレーティングを計算する手段と、
該管理手段に接続され、該管理手段が持つヒット数の情報を参照することにより、第1の閾値と混雑度を比較してレプリケーションを実行する手段と、
該管理手段に接続され、該管理手段が持つヒット数の情報を参照することにより、第2の閾値と混雑度を比較して、メモリ手段にアクセスし、該メモリ手段に格納されているレプリカを消去する手段と
を有することを特徴としたピュアー型P2P通信におけるサーバント装置。
In a servant device that performs dynamic replica control in pure P2P communication,
Management means for managing the number of hits in the vicinity of the servant device;
Means for calculating the degree of congestion for each file of the servant device by being connected to the management means and referring to information on the number of hits of the management means;
Means for calculating a rating of each replica file at the present time by referring to information on the number of hits of the management means connected to the management means;
Means for performing replication by comparing the first threshold and the degree of congestion by referring to information on the number of hits possessed by the management means and connected to the management means;
By referring to information on the number of hits held by the management means and comparing the second threshold and the degree of congestion, the memory means is accessed, and the replica stored in the memory means is And a servant device in pure type P2P communication, characterized by comprising: means for erasing.
請求項2に記載のサーバント装置において、
前記混雑度は、ある時刻tにおけるサーバント装置のNホップ先のサーバントまでの範囲内にある全てのサーバントの集合をG{S(t)}と表わし、あるサーバントiのファイルkの混雑度に関するある指標をCi,k(t)とするとき、
(G{S(t)})=ΣCi,k(t)
i∈G{S(t)}
で与えられることを特徴とするサーバント装置。
The servant device according to claim 2,
The congestion degree represents a set of all servants within a range up to the N-hop ahead servant of a servant device at a certain time t as G N {S (t)}, and relates to the congestion degree of a file k of a servant i. When an index is C i, k (t),
C k (G N {S (t)}) = ΣC i, k (t)
iεG N {S (t)}
A servant device characterized by being given by:
請求項2または3に記載のサーバント装置において、
前記混雑度の中のCi,k(t)としては、該サーバント装置を単位時間に通過するファイルkに関するPingやPongの数、あるいはQueryの数、あるいはQueryHitの数、あるいは該サーバント装置のCPU使用率の直近N単位時間の平均値、あるいは該サーバントにおいてHitしたファイルkのダウンロードの実行回数、のうちの1つを選択することを特徴とするサーバント装置。
The servant device according to claim 2 or 3,
Ci , k (t) in the degree of congestion is the number of Pings and Pongs relating to the file k passing through the servant device per unit time, the number of queries, the number of query hits, or the CPU of the servant device A servant device that selects one of an average value of the most recent N unit times of usage rate or the number of times of execution of downloading a file k hit in the servant.
ピュアー型P2P通信における動的レプリカ制御を行うサーバント装置のコンピュータに、ファイルKの値の初期値のセット、および、ファイルKの値をインクリメントする手順、上記サーバント装置の近傍における混雑度が第1の閾値より大きな値であるか否かを判別する手順、もし第1の閾値より大きければ新しいレプリケーション実行のサブルーチン内に移って、該サブルーチンを実行する手順、もし、混雑度が第1の閾値より小さければ、上記サーバント装置の近傍における混雑度が第2の閾値より大きな値か否かを判別する手順、もし小さければ、観測サブルーチンに移る手順、混雑度が第2の閾値より大きければ、Kの値とKmaxとを比較する手順、KとKmaxが同じ値であれば上記ファイルKの初期値セットの手順に戻り、異なる値であれば上記インクリメントの手順に戻る手順、該観測サブルーチン内では、当該レプリカに関するレーティング関数の値の観測をスタートさせる手順、レーティング関数の値と閾値とを比較する手順、閾値より小さければ、当該レプリカをメモリから削除する手順、閾値より大きければ、観測を継続する手順を、それぞれ実行させるためのレプリカ数制御用プログラム。   The computer of the servant device that performs dynamic replica control in pure type P2P communication sets the initial value of the value of the file K, the procedure for incrementing the value of the file K, and the degree of congestion in the vicinity of the servant device is the first. A procedure for determining whether or not the value is larger than the threshold value, and if it is larger than the first threshold value, a procedure for moving to a new replication execution subroutine and executing the subroutine. If the congestion degree is smaller than the first threshold value. For example, a procedure for determining whether or not the degree of congestion in the vicinity of the servant device is a value greater than the second threshold. If smaller, a procedure for moving to an observation subroutine. If the degree of congestion is greater than the second threshold, the value of K. And the procedure for comparing Kmax, and if K and Kmax are the same value, the procedure returns to the initial value setting procedure for file K. If the value is different, the procedure to return to the increment procedure, the procedure to start the observation of the value of the rating function related to the replica in the observation subroutine, the procedure to compare the value of the rating function and the threshold, A replica number control program for executing a procedure for deleting the replica from the memory and a procedure for continuing the observation if the replica is larger than the threshold.
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