JP2007110742A

JP2007110742A - ネットワークキャッシュ装置およびキャッシュ制御方法

Info

Publication number: JP2007110742A
Application number: JP2006312359A
Authority: JP
Inventors: Masaru Igawa; 勝井川; Koichi Shibata; 巧一柴田; Shuichi Sakamoto; 修一坂本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】動画像を含むマルチメディア再生等の大容量のデータ転送をおこなうネットワークのキャッシュ装置において、利用者の操作中断によるキャッシュデータの無駄や、無効なキャッシュ処理をなくし、安定したデータ転送をおこなうネットワークキャッシュ装置を提供する。
【解決手段】ローカルネットワーク４０に接続している利用者端末からインターネット３０上に存在するサーバにデータの転送要求があったときに、利用者要求処理プログラム１７０はキャッシュプログラム１７４を起動し、キャッシュプログラム１７４は、転送データの要求ビットレート値を読み出し、サーバとネットワークキャッシュ装置１０間のネットワークスループットと比較して、ネットワークスループットが大きい場合には、転送データのキャッシュをおこなわないことで、既キャッシュされたデータを破棄せずキャッシュヒット率の低下を防止できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ネットワーク上のキャッシュ装置に関し、特に利用者の要求データを蓄積するサーバと利用者端末の間の利用者要求データのキャッシュの制御方法に関する。

インターネットは、世界中のネットワークを相互に接続して作られる、コンピュータのネットワークであり、数多くのサーバがつながっている。インターネットに接続できる利用者端末は、そのサーバにアクセスして、ほしい情報を取り出すことができる。

インターネットを構成する個々のネットワークは、必ずしも大量の情報を流すのに十分なスループットを持っているとは限らない。十分でないスループットしかないネットワークを介してＷＥＢサーバから利用者端末へ大量の情報を送ろうとすると、転送に時間がかかってしまう。平均的なスループット改善方法として、サーバと利用者端末の間にキャッシュ装置を置き、転送データを複数回利用する方法があり、特許文献１および特許文献２にその方法が記載されている。

上記キャッシュ装置は、ネットワークの上に配置され、利用者端末がサーバ装置に情報を要求するとき、情報は必ずこのキャッシュ装置を通るようになっている。サーバから利用者端末に送られた情報は、キャッシュ装置に一時的に蓄積され、利用者端末が再度同じ情報を要求した時は、もともとその情報を保持していたサーバが配信するのではなく、同一の情報を保持するキャッシュ装置が配信する。これにより、利用者端末がサーバに情報の要求をした時に、その応答性をよくすることが可能となる。

特開平９−８１４９１号公報特開平１０−１９８６２３号公報

上記従来のネットワークキャッシュ装置では、利用者端末が、ネットワークサーバ上の動画像データのすべてを受信する前に、再生を開始する場合（ストリーミング）に動画像データの表示中断時にキャッシュデータが不完全になってしまう問題がある。つまり、従来のネットワークキャッシュ装置では、利用者端末で動画再生を止めた時点で、動画像データの転送要求も中止されるため、転送データのキャッシュをやめてしまう。再度利用者端末から同じデータが要求された時に、不完全なキャッシュデータしか持たないため、途中からはサーバから送らなければならない。このとき、ネットワークのスループット変化により、安定した動画像データの配信がおこなえないことがある。

本発明は、利用者端末から要求されたデータを、利用者端末の転送中断によらず最後までキャッシュすることにより、再要求時に安定した動画再生をおこなうネットワークキャッシュ装置を提供することを目的とする。

さらに、動画像データは多くの場合、文字データや静止画データよりはるかにサイズが大きいため、従来のネットワークキャッシュ装置では、動画像データをキャッシュするとそれ以前にキャッシュしたデータを破棄あるいは動画像以外のキャッシュデータ領域が減少してしまう。これにより、キャッシュのヒット率が低下して、ネットワーク応答性が低下する問題がある。

本発明は、転送データのキャッシュが必要ないことがわかっている場合に、キャッシュ処理を省くことにより、キャッシュヒット率の低下を防止したネットワークキャッシュ装置を提供することを目的とする。

本発明のネットワークキャッシュ装置は、サーバから利用者端末へデータを代理配信する利用者要求処理部と、転送データの蓄積処理をおこなうキャッシュ制御部から構成される。利用者要求処理部は、利用者端末の要求に従って処理が起動され、利用者端末が要求を止めると停止する。キャッシュ制御部は、利用者要求処理部より起動され、利用者要求処理とキャッシュ制御部が並行して動作する。これにより、利用者端末が途中で要求を止めても、キャッシュ制御部はデータストリームの区切りまでキャッシュ処理を継続する。

また、ネットワークキャッシュ装置は、複数のサーバとネットワークキャッシュ装置との間でデータを流すことができる最大の速さ、すなわちネットワークのスループットを保持する手段と、サーバから得られる動画像をリアルタイムで再生するために必要な再生ビットレート値を解析する手段を持ち、ネットワークスループット値と動画像データの再生ビットレート値の比較して、一定の比率でネットワークスループット値が大きい場合は、転送データのキャッシュをおこなわない。これにより、キャッシュヒット率の低下を防止することができる。

また、ネットワークキャッシュ装置は、利用者端末がサーバに要求したデータが、文字データ、静止画データ、動画像データなど異なる種類のデータを組み合わせ方をしめしたマルチメディア構成情報であるときも、そのデータ構成情報を解析する手段をもち、画像データの切り出しをおこない、転送要求レートを得る。これにより、転送データのキャッシュ可否を判断することができる。

以上説明したように、本発明のネットワークキャッシュ装置は、利用者端末が途中でサーバへのデータの読み出し要求を止めても、サーバからの要求データの読み出しを継続することで転送データのキャッシュを最後まで行うことができ、利用者端末からデータの再要求時に、良好な応答がおこなえる。また、サーバとネットワークキャッシュ装置のネットワークスループットが十分な時は、要求データのキャッシュをしないようにして、既キャッシュデータの破棄を行わないようにする。これによりキャッシュヒット率の低下を防止し、他の利用者端末のネットワークアクセスでも良好な応答性をもつネットワークキャッシュ装置を提供できる。

図２は、ネットワークキャッシュ装置１０が適用されるネットワーク環境を示した構成図である。ネットワークキャッシュ装置１０は、ネットワーク転送データを蓄積するためのハードディスク２０が接続されている。また、ネットワークキャッシュ装置１０は、インターネット３０及びローカルネットワーク４０と接続され、ローカルネットワーク４０には、複数の利用者端末５０、５１がつながっている。

利用者端末５０がインターネット内に存在するＷＥＢサーバにマルチメディアデータを要求するとき、要求メッセージは必ずネットワークキャッシュ装置を経由する。すなわち、ネットワークキャッシュ装置１０はプロキシサーバ（代理配信サーバ）として働く。ネットワークキャッシュ装置１０は、利用者端末になりかわって、インターネット内のＷＥＢサーバにマルチメディアデータの要求メッセージを送る。ＷＥＢサーバから送られてきたマルチメディアデータは、一旦ネットワークキャッシュ装置１０が受け取る。ネットワークキャッシュ装置１０は、利用者端末５０にマルチメディアデータを送ると同時に、ハードディスク２０にもマルチメディアデータを貯えていく。貯えられたマルチメディアデータはキャッシュとして働き、次回、利用者端末５１が同じマルチメディアデータをＷＥＢサーバに要求したときには、ネットワークキャッシュ装置１０がハードディスク２０内のマルチメディアデータを利用者端末５１に送る。

このように、頻繁にアクセスされるデータは、ＷＥＢサーバより近くにあるネットワークキャッシュ装置１０から得られることで、利用者は速いレスポンスでＷＥＢサーバのマルチメディアデータを得ることが可能となる。

ところが、従来のネットワークキャッシュ装置１０には、ＷＥＢサーバから利用者端末５０へ送られるマルチメディアデータが動画像データである場合、問題がある。利用者端末５０は、動画像データの配信をＷＥＢサーバから受けながら、再生も同時に行う場合がある。その場合、もし利用者端末５０が動画像データの読み出しを動画像データの途中で止めると、ネットワークキャッシュ装置１０には、途中までの動画像データしか保存されない。次に利用者端末５１が同じ動画像データを要求したとしても、マルチメディアキャッシュ装置には途中までしかその動画像データが存在しない。よって、利用者端末５１が速いレスポンスで動画像データを得ることができるのは途中までで、それより後はインターネットを介して得なければならないという問題が起こる。本発明のマルチメディアキャッシュ装置は、上記の問題を解決するものである。

図１は、本発明のネットワークキャッシュ装置１０のハードウェア構成を示す図であり従来と同様に、図２にしめすネットワーク構成で使用される。本発明のネットワークキャッシュ装置１０は、キーボード１５、ディスプレイ１４、ＣＰＵ１６、ネットワークインタフェース１１、ネットワークインタフェース１２、バス１３、主メモリ１７、ハードディスク２０からなっている。ＣＰＵ１６はバス１３を介して主メモリ１７内の各プログラムを実行させる。主メモリ１７内のプログラムはバスを介してハードディスク２０内の各種ファイルまたはテーブルにアクセスする。主メモリ１７内には、利用者要求処理プログラム１７０、マルチメディアデータ解析プログラム１７３、キャッシュプログラム１７４が存在する。ハードディスク２０内にはキャッシュファイル２２、スループットテーブル２４、キャッシュ管理テーブル２６が存在する。

図３は、ネットワークキャッシュ装置１０の機能ブロックを示す図である。これを用いて、ネットワークキャッシュ装置１０の動作を説明する。ネットワークキャッシュ装置１０は、利用者要求処理プログラム１７０、キャッシュプログラム１７４、マルチメディア解析プログラム１７３、キャッシュファイル２２、スループットテーブル２４、キャッシュ管理テーブル２６、ネットワークインタフェース１１、ネットワークインタフェース１２の機能ブロックから構成され、プロキシーサーバとして機能する。

ローカルネットワーク４０を経由して、利用者端末５０から送られてきたＷＥＢサーバアクセス要求は、ネットワークインタフェース１２を介して利用者要求処理プログラム１７０に到達する。利用者要求処理プログラム１７０は、ネットワークインタフェース１１を介してインターネットインターネット３０内に存在するＷＥＢサーバに、利用者端末５０からのマルチメディアデータ取得要求を送る。ＷＥＢサーバがマルチメディアデータを送り返してくると、ネットワークインタフェース１１を介して、利用者要求処理プログラムに到達する。それをネットワークインタフェース１２を介して利用者端末５０へ送る。ここまでは通常のプロキシサーバの働きである。

利用者要求処理プログラム１７０は、ローカルネットワーク４０を経由して、利用者端末５０からＷＥＢアクセス要求を受けた時、キャッシュプログラム１７４を起動する。キャッシュプログラム１７４は、利用者要求処理プログラムとは独立に、ネットワークインタフェース１１を介してインターネット３０内にあるＷＥＢサーバにアクセスし、一纏まりのマルチメディアデータを取得する。また、キャッシュプログラム１７４は、そのマルチメディアデータをキャッシュファイル２２に格納すると同時に、その管理情報をキャッシュ管理テーブル２６に登録する。マルチメディアデータが動画像データでも同様動作し、利用者端末５０が動画像データの取得を途中で止めても、データがキャッシュファイル２２へ格納される。

別の利用者端末５１が同じ動画像データを要求してきた場合は、利用者要求プログラム１７０はキャッシュ管理テーブル２６に問い合わせ、その動画像データが既に登録してあるかを検索する。この場合、動画像データは既に登録してあるので、利用者要求処理プログラムはキャッシュファイル２２から動画像データを取り出し、利用者端末５１へ、動画像データを最後まで配信することが可能となる。

図４は、利用者要求処理プログラム１７０の機能ブロックを示した図である。利用者要求処理プログラム１７０は、利用者要求ふりわけ部１７１と複数の利用者要求処理制御部１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃからなる。それぞれの利用者要求処理制御部は、ネットワークキャッシュ装置１０内のネットワークインタフェース１１、キャッシュプログラム１７４、キャッシュファイル２２、キャッシュ管理テーブル２６に接続している。利用者端末からのＷＥＢアクセス要求は、同時に複数来る可能性がある。利用者要求振り分け部は、それらを利用者ごとに振り分け、複数ある利用者要求処理制御部１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃに割り当てる。それぞれの利用者要求処理制御部は、利用者端末とＷＥＢサーバ間のやり取りを仲介する。以上の構成により、複数の利用者端末からのＷＥＢアクセス要求を平行して処理することが可能となる。

図５は、キャッシュプログラム１７４の機能ブロックを示した図である。キャッシュプログラム１７４は、キャッシュ処理ふりわけ部１７５と複数のキャッシュ処理制御部１７６Ａ、１７６Ｂ、１７６Ｃからなる。それぞれのキャッシュ処理制御部は、ネットワークインタフェース１１、マルチメディア解析プログラム１７３、キャッシュファイル２２、キャッシュ管理テーブル２６、スループットテーブル２４と接続している。利用者要求処理プログラム１７０からキャッシュ処理の起動の指示が来ると、キャッシュ処理ふりわけ部１７５が利用者ごとに処理を分け、それぞれのキャッシュ処理制御部に割り当てる。それぞれのキャッシュ処理制御部１７６Ａ、１７６Ｂ、１７６Ｃでは、利用者要求処理プログラム１７０から指示されたＷＥＢデータをネットワークインタフェース１１を経由して取得し、キャッシュファイル２２への格納、キャッシュ管理テーブル２６の作成・更新をおこなう。以上の構成により、複数の利用者からのＷＥＢアクセス処理に対応し、利用者要求処理制御プログラム１７０によるキャッシュリード処理とキャッシュプログラム１７４のキャッシュライト処理を並行に行うことが可能となる。利用者要求処理プログラム１７０とは独立したプログラムとしてキャッシュプログラム１７４が存在することで、利用者が動画像のアクセスを途中で止めても、動画像データのキャッシュ処理を最後まで行うことが可能となる。

図６はキャッシュ管理テーブル２６の例である。キャッシュ管理テーブル２６は、ネットワークキャッシュ装置１０が保持するキャッシュファイル名とキャッシュされている動画像データのＷＥＢサーバ上の格納場所とが対応付けて格納されている。キャッシュファイル名は２６０の列に格納され、動画像データを保持するＷＥＢサーバのアドレスは２６２に格納され、ＷＥＢサーバ内の場所は２６４の列にファイルシステムのディレクトリの形で格納されている。キャッシュプログラム１７４は、新たにキャッシュファイルを作成した時に、キャッシュ管理テーブル２６を更新する。また、利用者要求処理プログラム１７０は、利用者端末５０からＷＥＢサーバに要求した動画像データがキャッシュファイルとして保持しているかどうかを調べるために、キャッシュ管理テーブル２６を検索する。

図７は、本発明のネットワークキャッシュ装置１０が適用されるもうひとつのネットワーク構成を示した図である。このネットワーク構成は図２のものとは異なり、ネットワークキャッシュ装置１０とインターネット３０との間にローカルネットワーク４２が存在する。例として、サービスプロバイダが利用者にインターネット接続サービスを行っている場合がある。ローカルネットワーク４０、４２およびネットワークキャッシュ装置１０は、サービスプロバイダが管理している。ローカルネットワーク４２には、通常のＷＥＢサーバ６０の他に、動画像を保持するＷＥＢサーバ６１が接続している。

このネットワーク構成において、従来のネットワークキャッシュ装置はひとつの問題点を持っている。ローカルネットワーク４２は、動画像データを流すのに十分高いスループットを持っているため、ネットワークキャッシュ装置１０がなくても安定した動画像再生をおこなうことができるため、ネットワークキャッシュ装置１０のキャッシュが有効に機能しない。これだけでなく、ネットワークキャッシュ装置１０に大容量の画像データがキャッシュされることのより、ハードディスクを大きく消費され、その他のデータが破棄される。これにより、他利用者端末の応答が低下する問題がある。

上記キャッシュ装置のハードディスクの消費量を低減する方法を、図３の機能ブロック図を用いて説明する。既に述べた実施例と同様に、利用者端末５０のＷＥＢサーバアクセス要求を利用者要求処理プログラム１７０が受け取った後、キャッシュプログラム１７４を起動する。スループットテーブル２４には、動画像データを保持するＷＥＢサーバごとにサーバとネットワークキャッシュ装置１０間のネットワークのスループット値に対応する許容値が格納されている。動画像データの再生ビットレートは、動画像データにふくまれ、内部データを解析することにより知ることができる。例えば、ＭＰＥＧ１という動画符号化方式は、国際標準であるＩＳＯによって規定されているおり、動画像データの中を解析することにより、その動画像のビットレートを知ることができる（ＭＰＥＧ１は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２ー１によって定義されている）。ネットワークスループットが動画像再生ビットレート値より高い場合は、利用者端末５０はネットワークキャッシュ装置１０を利用しなくともリアルタイムに動画像を受信、再生することが可能となる。キャッシュプログラム１７４は、動画像データの解析をおこない、再生ビットレートが上記スループットテーブルで示された許容スループット値より大きい場合にのみキャッシュを開始し、そうでない場合にはキャッシュを行わない。この処理により、ネットワークキャッシュ装置１０は、キャッシュをする必要がない動画像データはキャッシュしないという判断をすることなり、ハードディスクの消費を低減し、ネットワーク応答の低下を防止することができる。

図８は、スループットテーブル２４の例を示している。スループットテーブル２４は、ＷＥＢサーバのアドレスと、そのＷＥＢサーバとネットワークキャッシュ装置１０の間のスループット値が対応付けて格納されている。２４０にはＷＥＢサーバのアドレス、２４２にはキャッシュをおこなう否かを判断するためのスループット値が格納されている。このテーブルは、あらかじめネットワークキャッシュ装置１０からアクセスされることが多いＷＥＢサーバについて情報を収集しておき、ネットワークキャッシュ装置１０の管理者が設定値を入力しておく。しかし、スループットはネットワークの込み具合によって変わることがある。もし、時間帯によってネットワークの込み具合が変わることがあらかじめわかっている場合は、スループット検出プログラム１７７で時間帯ごとのスループットデータを収集しておき、その情報をもとに自動的にスループットテーブル２４を更新することにより、キャッシュをするか否かの判断がより正確に行える。さらに、ネットワークのスループット検出プログラム１７７により、動的にスループットテーブル２４を更新してもよい。さらに、許容スループット２４２は、ローカルネットワーク４２のネットワーク負荷率から最適な値を設定してもよい。

図９は、利用者要求処理プログラム１７０の、従来からおこなわれている利用者端末５０の動画像データの呼び出し要求を処理するフローチャートである。最初に、利用者からＷＥＢ検索要求を受け取る（８０１）。さらに、検索要求の中から動画像データの格納場所、つまり動画像データを保持するＷＥＢサーバのアドレスとＷＥＢサーバ内における場所情報を得る。つぎに、キャッシュ管理テーブルを検索し、要求された動画像データが既にキャッシュファイルとして存在しているかどうかを調べる（８０２）。以下の処理はキャッシュとして存在するかしないかによって異なり（８０３）、存在する場合には、利用者端末５０から要求された動画像データを動画像キャッシュファイル２２から読み出し、利用者端末５０に送る（８０４）。一方存在しない場合には、キャッシュプログラム１７４を開始する（８０５）。その際に動画像データの格納場所、つまり動画像データを保持するＷＥＢサーバのアドレスとＷＥＢサーバ内の場所情報をわたす。ここでキャッシュプログラム１７４は起動され、利用者要求処理プログラム１７０とは独立に動作する。次に、利用者端末５０から要求された動画像データをＷＥＢサーバから受け取り、利用者端末５０に送る（８０６）。

図１０は、キャッシュプログラム１７４の、本発明のスループットテーブル２４を用いて動画像データをキャッシュする処理フローチャートである。キャッシュプログラム１７４は、利用者要求処理プログラム１７０から起動要求を受ける。その際、動画像データの格納場所、つまりキャッシュしようとする動画像データを保持しているＷＥＢサーバのアドレスとＷＥＢサーバ内の場所を受け取る（８１１）。次にキャッシュプログラム１７４は、ＷＥＢサーバから動画像データの最初の一部だけを読み出し、データ解析をおこなって画像データの再生ビットレートを得る（８１２）。次に、スループットテーブル２４を検索し、動画像データを保持するＷＥＢサーバとネットワークキャッシュ装置１０との間のスループット値を検索する（８１３）。調べようとしたＷＥＢサーバがスループットテーブルスループットテーブル２４内に存在しない場合は、直ちに８１６にジャンプし（８１４）、ＷＥＢサーバから画像データを受け取る。存在する場合は、スループットテーブル２４の許容スループットと、８１２で求めた動画像データの再生ビットレートを比較（８１５）し、スループット値の方が大きい場合は、直ちにキャッシュ処理を終了する。動画像ビットレートの方が大きい場合は、８１６へ進む。８１６では、動画像データをＷＥＢサーバから受け取り、そのデータをキャッシュファイル２２として格納する。そして、キャッシュ管理テーブル２６に、新しいキャッシュファイルの情報を追加する。

上記実施例では、動画像データの転送時のキャッシュ制御について説明したが、音声データについても同様におこなうことができる。つまり、キャッシュプログラム１７４が、サーバからの転送データの種別を解析し、音声データの転送の場合には、利用者端末５０の転送要求が中断した場合にも、サーバからの転送を継続し、音声データのキャッシュ処理を最後まで行う。また、音声データの再生ビットレートとサーバとネットワークキャッシュ装置間のネットワークスループットを比較し、キャッシュ処理を制御する。

また、大容量のデータファイルやプログラムファイルの転送をおこなう場合には、その要求ビットレートを利用者端末５０とネットワークキャッシュ装置１０間のネットワークスループットとすることにより、上記実施例と同様におこなうことができる。

次に、さらに別の実施例を説明する。この実施例のネットワーク構成も図７で示される。これまでの実施例と異なる点は、利用者端末５０が要求するデータが単なる動画像データではなく、マルチメディア構成情報という複雑な内容であることである。ここでマルチメディア構成情報と呼んでいるのは、動画像データの他に静止画像や文字データなど異なる種類のデータの組みあわせ方を表す情報であり、ＭＰＥＧ４のＦＬＥＸＭＵＸフォーマットやＳＭＩＬなどがある。ＭＰＥＧ４は国際標準のＩＳＯで規定されている（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６ー１に規定）。ＳＭＩＬはＷ３Ｃ（ＷｏｒｌｄＷｉｄｅＷｅｂＣｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）で規定されている（ＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ１．０Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｗ３ＣＲｅｃｏｍｅｎｄａｔｉｏｎに規定）。マルチメディア構成情報は、ひとつのマルチメディアデータを構成する個々のデータの種類と内容、及び時間的または空間的配置の方法を保持している。ここでは説明のため、さまざまな情報のうち、本発明に関わる部分だけを抜き出したものを図１１に示す。これは、マルチメディア構成情報２８の中に、個々のデータが格納されるＷＥＢサーバのアドレスとＷＥＢサーバ内の場所、さらに個々のデータの属性が格納されている。ＷＥＢサーバのアドレスは２８０に、ＷＥＢサーバ内の場所は２８２に、データの属性は２８３に格納されている。データの属性は、それが静止画であるのか、動画像であるのか、文字であるのかという区別の他に、個々のデータの種類に特有な属性情報も格納されている。例えば動画像データの場合、その再生ビットレート値などである。

このような構成情報を用いる利点は、サーバのファイル消費量という点で、異なるＷＥＢサーバ上にマルチメディアデータを効率よく配置できるということである。すなわち、利用者にとってひとつのマルチメディアデータとして視聴できるデータを、静止画、動画像、文字など、異なる種類のデータごとに異なるＷＥＢサーバ上に配置することを可能とする。例えば、あるマルチメディア構成情報Ａは、動画像Ｂと静止画像Ｃをその要素に持っているとする。別のマルチメディア構成情報はＤもやはり動画像Ｂをその要素に持っているとするとき、動画像Ｂは同じＷＥＢサーバ上の同じデータを指すことにより、重複して格納する必要がない。動画像データは一般的にサイズが大きく、ハードディスクを多く消費するが、共有することでＷＥＢサーバのハードディスクを節約できる。動画像データ専用のＷＥＢサーバを用意しておくと、利用者端末が要求したマルチメディアデータを配信する際、動画像データは全て動画像データ専用のＷＥＢサーバから配信することになる。これは、動画像データを保持するＷＥＢサーバだけ配信性能に優れたマシンを用意することにより、利用者端末から見てより快適なアクセスも可能にする。

次に、再び図３を用いて、利用者端末５０がマルチメディア構成情報にアクセスした場合に、本発明のネットワークキャッシュ装置１０がどのように動作するかを説明する。利用者要求処理プログラム１７０が利用者端末５０からＷＥＢサーバアクセス要求を受け取った後、利用者要求処理プログラム１７０がキャッシュプログラム１７４を起動するところまでは、以前説明した実施例の場合と同じである。ただし、利用者端末５０は単なる動画像データではなく、マルチメディア構成情報にアクセスしようとしているので、キャッシュプログラム１７４は利用者要求処理プログラム１７０からマルチメディア構成情報を受け取る。キャッシュプログラム１７４はここでマルチメディア解析プログラム１７３を起動し、マルチメディア構成情報の中から動画像データに関する情報を取り出す。マルチメディア構成情報内に含まれる、動画像データに関する情報は、動画像データが実際に格納されているＷＥＢサーバのアドレスとＷＥＢサーバ内の場所、それに動画像データのビットレート値である。

ここから後は以前説明した実施例と同様の処理を行う。すなわち、キャッシュプログラム１７４は動画像データを既にキャッシュファイルとして保持しているかどうかをキャッシュ管理テーブル２６に問い合わせる。もし保持していなければ、次にスループットテーブル２４を検索して動画像データが格納されているＷＥＢサーバとネットワークキャッシュ装置１０間のスループットを得る。動画像データのビットレート値がスループットより高く、キャッシュをする意味がある場合は、ＷＥＢサーバから動画像データを全て読み出し、キャッシュファイルとして登録する。以上の動作により、利用者端末５０がアクセスしたマルチメディア構成情報によって特定される動画像データを、利用者端末５０が最初から最後まで再生したか否かに関わらず、キャッシュファイルとして全て保持することを可能とする。また、利用者端末５０がアクセスしたデータが動画像でなくマルチメディア構成情報であっても、スループットを考慮して選択的にキャッシュを行い、キャッシュヒット率の低下を防止できる。

利用者端末５０がアクセスしたデータが動画像データではなく、マルチメディア構成情報である場合も、キャッシュ管理テーブル２６、スループットテーブル２４の内容は同じで、図６、図８となる。また、利用者要求処理プログラム１７０、キャッシュプログラム１７４の機能ブロックは、同様に図４、図５で示される。

図１２は、利用者要求処理プログラム１７０の処理の流れを示した図である。最初に利用者要求処理プログラム１７０は、利用者端末５０からＷＥＢ検索要求を受け取る（８２１）。そのＷＥＢ検索要求で要求されているマルチメディア構成情報をＷＥＢサーバに要求し、受け取る。しかしこの時点ではマルチメディア構成情報によって特定される動画像データは取り出さない。次に、利用者要求処理プログラム１７０は、マルチメディア解析プログラム１７３を起動し、マルチメディア構成情報の中から動画像データの格納場所を取り出す（８２２）。次にキャッシュ管理テーブル２６を検索し、マルチメディア構成情報の中から参照されている動画像データと同じ物を既にキャッシュファイルとして保持しているかどうかを調べる（８２３）。既に保持している場合と保持していない場合で、処理が異なる（８２４）。保持している場合は、マルチメディア構成情報で特定される動画像データと同じデータをキャッシュファイル２２から取り出し、利用者端末５０に送る（８２５）。保持していない場合は、キャッシュプログラム１７４を開始し（８２６）、マルチメディア構成情報を渡す。そして、マルチメディア構成情報によって指定される動画像データを、保持するＷＥＢサーバから受け取り、利用者端末５０に送る（８２７）。

図１３は、キャッシュプログラム１７４の処理の流れを示した図である。キャッシュプログラム１７４は、利用者要求処理プログラム１７０によって起動され、起動の際に利用者端末５０によって要求されたマルチメディア構成情報を利用者要求処理プログラム１７０から受け取る（８３１）。次に、マルチメディア解析プログラム１７３を起動して、マルチメディア構成情報の中から動画像データの格納場所とビットレート値を取り出す（８３２）。スループットテーブル２４を検索し、動画像データを保持するＷＥＢサーバとキャッシュ装置間のスループット値を取得（８３３）し、もしそのＷＥＢサーバがスループットテーブルに存在しない場合は、８３６へジャンプする（８３４）してＷＥＢサーバから画像データを受け取る。。存在する場合は、スループットテーブル２４の許容スループットと動画像データの再生ビットレート値を比較（８３５）し、スループットの方が大きい場合は、キャッシュをする意味がないので、キャッシュプログラムは終了する。動画像ビットレート値の方が大きい場合は、８３６へ進み、キャッシュ処理を行う。すなわち、動画像データをＷＥＢサーバから受け取り、キャッシュファイル２２として保持する（８３６）。そして、キャッシュ管理テーブル２６にキャッシュファイルを追加したことを登録する（８３７）。

以上説明してきた方法により、利用者端末５０が要求するデータが単なる動画像データではなく、マルチメディア構成情報という複雑な内容のものである場合も、内部のデータ解析をおこない動画像データを切り出すことにより、動画像データの転送と同様のキャッシュ制御をおこなうことができる。

本発明のネットワークキャッシュ装置のハードウェア構成を示す図。従来のネットワークキャッシュ装置及び本発明のネットワークキャッシュ装置が適用されるネットワーク構成を示す図。本発明のネットワークキャッシュ装置の機能ブロック図。利用者要求処理プログラムの機能ブロック図。キャッシュプログラムの機能ブロック図。キャッシュ管理テーブルの例。本発明のネットワークキャッシュ装置が適用されるネットワークの構成を示す図。スループットテーブルの例。利用者要求処理プログラムの処理の流れを示すフローチャート。キャッシュプログラムの処理の流れを示すフローチャート。マルチメディア構成情報の内容を示すテーブル。利用者要求処理プログラムの処理の流れを示すフローチャート。キャネットワークキャッシュ装置１０の処理の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１０ネットワークキャッシュ装置
１１ネットワークインタフェース
１２ネットワークインタフェース
１３バス
１４ディスプレイ
１５キーボード
１６ＣＰＵ
１７主メモリ
１７０利用者要求処理プログラム
１７１利用者要求ふりわけ部
１７２Ａ利用者要求処理制御部
１７２Ｂ利用者要求処理制御部
１７２Ｃ利用者要求処理制御部
１７３マルチメディア解析プログラム
１７４キャッシュプログラム
１７５キャッシュ処理ふりわけ部
１７６Ａキャッシュ処理制御部
１７６Ｂキャッシュ処理制御部
１７６Ｃキャッシュ処理制御部
１７７スループット検出プログラム
２０ハードディスク
２２キャッシュファイル
２４スループットテーブル
２６キャッシュ管理テーブル
３０インターネット
４０ローカルネットワーク
４２ローカルネットワーク
５０利用者端末
５１利用者端末
６０ＷＥＢサーバ
６１ＷＥＢサーバ

Claims

利用者により操作される利用者端末からの要求に従いサーバから転送されるデータであって、個々のデータの組み合わせ方を表すマルチメディア構成情報によって表されるマルチメディアデータの一部を構成する個々のデータを、一旦蓄積しておくネットワークキャッシュ装置において、
転送されるマルチメディアの一部を構成する個々のデータの再生ビットレートを解析し保持する手段と、前記サーバとネットワークキャッシュ装置の間のネットワークスループットを検出し保持する手段と、前記ネットワークスループットと再生ビットレートの比較手段とを備え、ネットワークスループットが一定比率以上大きい場合は、前記個々のデータの蓄積はおこなわないことを特徴とするネットワークキャッシュ装置。
サーバから転送された前記個々のデータが動画像データか判別する動画像データ判別手段と、動画像の再生ビットレート解析手段を持ち、前記ネットワークスループットが、利用者端末が要求した動画像データの再生ビットレートより一定比率以上大きい場合は、動画像データの蓄積をおこなわないことを特徴とする請求項１記載のネットワークキャッシュ装置。
前記ネットワークスループットを定期的に検出し保持する手段を持ち、ネットワークスループットが前記再生ビットレートより一定比率以上大きい場合は、前記個々のデータの蓄積をおこなわないことを特徴とする請求項１記載のネットワークキャッシュ装置。
サーバに動画像データ転送要求を行うたびに、サーバとネットワークキャッシュ装置の間のネットワークスループットを検出し保持する手段を持ち、ネットワークスループットが前記再生ビットレートより一定比率以上大きい場合は、前記個々のデータの蓄積をおこなわないことを特徴とする請求項１記載のネットワークキャッシュ装置。
前記マルチメディア構成情報により表されるマルチメディアデータの一部を構成する個々のデータを特定するマルチメディア構成情報解析手段と、マルチメディア構成情報に設定されたサーバからの動画像データの再生ビットレート解析手段を持ち、前記動画像データを蓄積するサーバとネットワークキャッシュ装置の間のネットワークスループットが、前記動画像データの再生ビットレートより一定比率以上大きい場合は、前記動画像データの蓄積をおこなわないことを特徴とする請求項１記載のネットワークキャッシュ装置。
利用者が要求したマルチメディアデータの一部を構成する個々のデータを蓄積するサーバごとに、前記サーバとネットワークキャッシュ装置の間のネットワークスループットから算出される許容スループット値の保持手段をもち、前記個々のデータをキャッシュするか否かの判定を、当該個々のデータの再生ビットレートと前記保持手段に格納されている値との比較によりおこなうことを特徴とする請求項１記載のネットワークキャッシュ装置。