JP2009533754A - ピアツーピア（ｐ２ｐ）コンテンツ配信ネットワークを使用したビデオ・サービスの遅延ダウンロード - Google Patents

Abstract

ピアツーピア・ネットワークにおいて利用可能なコンテンツのリストを第１のピアが受信する工程と、コンテンツ単位のコンテンツ利用可能性情報を第１のピアが要求する工程と、コンテンツ利用可能性情報を第１のピアが受信する工程とを含む、ピアツーピア・ネットワークにおけるコンテンツをダウンロードするシステム及び方法を説明する。コンテンツ利用可能性情報に対する要求に応じてコンテンツ利用可能性情報を転送する工程であって、コンテンツ利用可能情報が、コンテンツ単位の場所、及びコンテンツ単位が利用可能な、ピアツーピア・ネットワークにおける各ピアの状態を含む工程と、コンテンツ単位のダウンロードをスケジューリングする旨の予約を受信する工程とを含む、ピアツーピア・ネットワークにおけるコンテンツをダウンロードするシステム及び方法も説明する。本願のシステム及び方法は、コンテンツの予約に応じて遅延ダウンロードを可能にする機能も含む。

Description

本発明は、ネットワーキングに関し、特に、ピアツーピア・コンテンツ配信ネットワークを介したビデオ・サービスの配信に関する。

近年、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）コンテンツ配信は、その展開及び処理の容易性及び低コストが理由で、メディア及び娯楽産業に対してかなりの影響をもたらしてきた。

Ｐ２Ｐコンテンツ配信の背後にある考え方は、顧客のコンピュータをピアとして利用してネットワークを形成するので、顧客リソースを使用してコンテンツを記憶し、配信することが可能であるというものである。サービス・プロバイダは、より低い投資及び保守費用でコンテンツ配信を連係するに過ぎない。

従来のＰ２Ｐコンテンツ配信は、ファイル共用や音楽ストリーミング／ダウンロードなどのストリーミング又は即時ダウンロード・サービスをサポートすることが可能である。本発明は、Ｐ２Ｐ ＣＤＮを使用した遅延配信システムの特定の課題及び解決策に対処する。

映画ファイルなどの大容量コンテンツの場合、遅延ダウンロードは、ピアツーピア・コンテンツ配信ネットワーク（ＣＤＮ）を使用して実現することができる。本発明により、前述の遅延ダウンロード・サービスの場合にどのようにしてＰ２Ｐコンテンツ配信ネットワークを使用するかが説明される。Ｐ２Ｐ ＣＤＮにおけるディレクトリ・サービスを拡張して、遅延ダウンロードの場合のコンテンツ及びピア状態に関する将来の情報を供給するための機構が提供されるので、ネットワーク及びコンピュータ・リソースのオフピーク時間を利用してインフラストラクチャにわたる配信の効率を向上させることが可能である。

従来のＰ２Ｐ ＣＤＮソリューションは、必要な帯域がビデオ・ファイルのダウンロードと比較して小さい音楽及び／小容量データ・ファイルのダウンロードに使用されている。標準品位（ＳＤ）ＤＶＤファイルの容量は４ＧＢよりも大きく、前述のファイルのリアルタイム・バースト・ストリーミング・レートは最大１１Ｍｂｐｓになり得る。ビデオ・ファイルのダウンロード又はストリーミングは非常に遅い。下りリンクの容量が十分高い場合でも、速度は、下りリンクの容量よりも通常はずっと小さい上りリンクの容量によって制限される。遅延配信は、現在のインフラストラクチャにおける大容量のＳＤ又はＨＤのビデオ・コンテンツを扱う場合に実行可能な代替策である。

従来のＰ２Ｐ ＣＤＮは、ピア・コンピュータによって形成されるネットワークである。図１に示すように、ＣＤＮのエッジは、顧客のコンピュータまで突き出ており、その場合、コンテンツのホスティング及び配信は、ピアのリソースを使用して提供される。よって、従来のＰ２Ｐ ＣＤＮは以下のように機能する。

１． ピア・コンピュータのうち、少なくとも１つのピアは、ピア・コンピュータからコンテンツの利用可能性及びアクセス可能性の情報を収集するディレクトリ・サ―ビスを実行する必要がある。

２． ピアはディレクトリ・サービスに照会する。ディレクトリ・サービスは、コンテンツの利用可能性の情報を含むメッセージを返す。

３． 要求ピアは次いで、コンテンツを含むピアからのポイントツーポイント・ダウンロードを行うことにより、要求コンテンツをダウンロードする。

従来のＰ２Ｐ ＣＤＮにおけるディレクトリ・サービスは、ユーザ／顧客（ピア）が、コンテンツの利用可能性を知り、ダウンロードの決定を行うことが可能であるように、コンテンツ及びピア状態に関する情報を提供する。即時ダウンロードはコンテンツの容量が小さい場合にうまく機能する。

従来のＰ２Ｐ ＣＤＮでは、ピアがビジー状態又はイナクティブ状態にある場合、このピア上のコンテンツは、他のピアに利用可能でない。本発明の一局面では、ピアは、コンテンツを将来の時点において他のピアに利用可能にすることが可能である。本発明では、Ｐ２Ｐ ＣＤＮのディレクトリ・サービスは、ピア間での通信に使用されるプロトコルを修正することにより、遅延ダウンロードを行うために拡張／拡充される。

ピアツーピア・ネットワークにおいて利用可能なコンテンツのリストを第１のピアが受信する工程と、コンテンツ単位のコンテンツ利用可能性情報を第１のピアが要求する工程と、コンテンツ利用可能性情報を第１のピアが受信する工程とを含む、ピアツーピア・ネットワークにおけるコンテンツをダウンロードするシステム及び方法を説明する。コンテンツ利用可能性情報に対する要求に応じてコンテンツ利用可能性情報を転送する工程であって、コンテンツ利用可能情報が、コンテンツ単位の場所、及びコンテンツ単位が利用可能な、ピアツーピア・ネットワークにおける各ピアの状態を含む工程と、コンテンツ単位のダウンロードをスケジューリングする旨の予約を受信する工程とを含む、ピアツーピア・ネットワークにおけるコンテンツをダウンロードするシステム及び方法も説明する。本願のシステム及び方法は、コンテンツの予約に応じて遅延ダウンロードを可能にする機能も含む。

本発明は、添付図面とともに読むと以下の詳細な説明から最もうまく理解される。図面には、以下に簡単に説明した以下の図が含まれ、図中の同じ数字は同じ構成要素を表す。

ディレクトリ・サービスとピアとの間のプロトコルは、ディレクトリ・サービスによって送出されるメッセージにより、最もうまく例証される。例えば、利用可能なコンテンツに関する情報（（１）コンテンツをホスティングするピア、及び（２）ピアの現在の状態。表１に示す。）とともに、Ｐ２Ｐ ＣＤＮにおいて利用可能なコンテンツのリストを得ることが可能である。コンテンツは、いくつかのピア上で利用可能であり得る。ディレクトリ・サービス又はコンテンツを所望するピアは、要求ピアが所望するコンテンツを最もよく満たすピアを選択することが可能である。

この表は、映画１がピア２、４及び６上で利用可能であり、映画３がピア１、４及び６上で利用可能である。ピア１は映画３を現在サービス中である。ピア２はアイドル状態にある。ピア４は他のコンテンツをサービス中でビジー状態である。ピア６は電源がオフにされている。ピアは、現在アイドル状態であるピア２から映画１を要求することができる。しかし、映画３をホスティングするピアは全て、ビジー状態にあるか、又は電源がオフにされているので、映画３を要求することは可能でない。遅延ダウンロードがサポートされるようにディレクトリ・サービスとピアとの間のプロトコルが、本明細書及び特許請求の範囲記載の通り、拡充される。すなわち、ピアは、映画３に対する要求を行い、後の時点でダウンロードさせることが可能である。遅延ダウンロードは更に、オフピーク時のネットワーク・リソースを使用することにより、トラフィック負荷を平滑化することが可能であり、互いに近いピア間のダウンロードに割り当てることにより、トラフィック負荷を削減することが可能である。

ディレクトリ・サービスは、コンテンツ利用可能性に対する要求への応答において将来のスケジューリング情報を提供することにより、拡張される。ピア要求及びピア状態に基づいて生成される将来のスケジューリング情報は、（１）将来におけるコンテンツの場所（表２参照）及び（２）将来におけるピアの状態（表３参照）を含む。別個の２つの表として示しているが、場所及び状態表は、単一の表として併合することが可能である。ピアの将来状態の情報は、ピア自体から得ることが可能である。例えば、ピアは、Ｐ２Ｐコミュニティ／ネットワークに加入すると、Ｐ２Ｐネットワークの一部に留まる期間を特定することが可能である。更に、この情報は定期的に更新することが可能である。

このようにして、遅延ダウンロード・サービスは、以下の例示的な工程を使用してサポートすることが可能である（図２を参照）。

１）工程２０５では、ピアＡは、Ｐ２Ｐネットワークにおける利用可能なコンテンツのコンテンツ・リストをディレクトリ・サービスから得る。

２）工程２１０では、ピアＡは、コンテンツｍに対する要求を（ディレクトリ・サービスに向けて）行う。

３ａ）ディレクトリ・サービスは、工程２２１で、（ａ）コンテンツ・リストに基づいてｍの場所を返し、（ｂ）ピア状態リスト（表３を参照）に基づいて、コンテンツｍをホスティングするピアの状態を返す。

３ｂ）工程２２０で、コンテンツｍの利用可能性に関する応答をピアＡに送出する。

４）工程２３０では、ピアＡは、コンテンツｍをダウンロードするための所望のスケジュールに対して、ディレクトリ・サービスに予約を行う。配信スケジュールは、工程２３１で、所望のコンテンツをダウンロードするための期間（期間Ｔ）及びソース・ピア（例えば、ピアＢ）を含む。

５）工程２４０及び２４１では、ディレクトリ・サービスは、期間Ｔ＝［ｔ_１，ｔ_２］について確認されたスケジュールをピアＡ及びピアＢに返す。

６）ディレクトリ・サービスが、所望のスケジュールを却下した場合、ピアＡは、工程２４５で、別の選択を行うよう要求される。

７）ディレクトリ・サービスが、選択されたスケジュールを受け入れた場合、ピアＡは、工程２５０で、スケジュールに基づいてコンテンツｍをダウンロードする。

Ｐ２Ｐ ＣＤＮにおいて参加するピア全てがディレクトリ・サービスによって確認されたスケジュールに従うことをこの方法は必要とする。ピアは、それ自身の要求に対するスケジュールにコミットするのみならず、他のピアにサービスするようコミットすべきである。Ｐ２Ｐネットワークの状態は非常に変わりやすいことがあり得るので、この要件を達成するのは容易でないことがあり得る。例えば、ピアは常に、そのコンピュータをオフにすることが可能である。

ネットワーク・リソースが利用可能になるまで、要求コンテンツの遅延ダウンロードをサポートする、ピア間のプロトコルに対する修正を次に説明する。ダウンロードは、要求に対する応答により、遅延させられ得るのみならず、ネットワーク・リソースが利用可能になるまで遅延させられ得る。上記方法は、本明細書及び特許請求の範囲では、遅延ディレクトリ・サービスと呼ばれる。例示的な実施例（図３に示す）は以下の工程を含む。

１）工程３０５で、ピア（ピアＡ）は、Ｐ２Ｐ ＣＤＮにおけるコンテンツのＰ２Ｐ ＣＤＮのディレクトリ・サービスからコンテンツ・リストを受信する。

２）工程３１０で、ピアＡは、コンテンツｍに対する要求をディレクトリ・サービスに向けて行い、ディレクトリ・サービスからの応答を待つ。この応答は、例えば、ディレクトリ・サービスをホスティングするピアに対して実行するソフトウェアによって処理される。

３）工程３２０では、ディレクトリ・サービスは、ピアＡによって行われた要求をキューイングする。工程３２１では、キューの順序は、先入先出ベースか、期限時間ベースか、又は特定の他の手法であり得る。

４）工程３３０及び３３１では、ディレクトリ・サービスは、コンテンツｍを配信することが可能なピア、及び、コンテンツｍに対するピアＡの要求をサービスすることが可能なピア（例えば、ピアＢ）が存在することになる時点（期間）を含む要求コンテンツ利用可能性情報をピアＡに送出する。

５）工程３４０で、ピアＡは次いで、遅延ディレクトリ・サービスのスケジュールにより、コンテンツｍをダウンロードする。

ディレクトリ・サービスは、コンテンツｍに関するコンテンツ利用可能性情報を更新する旨のメッセージをピアＡに送出する時点を判定する。要求は好ましい順序でキューイングされるので、ディレクトリ・サービスは、ピアの要求のダウンロード順序を制御する。例えば、ディレクトリ・サービスは、まずピアＣにディレクトリ更新メッセージを送出することにより、ピアＢに、ピアＡよりも先にピアＣをサービスさせることにし得る。これは、例えば、ピアＣによって行われた要求が、ピアＡによって行われた要求よりも早かったためであり得る。

次に図４を参照すれば、（少なくとも一ピア上でホスティングされた）ディレクトリ・サービスは、各ピアの状態、現在のコンテンツの場所、並びに（コンテンツ及びピアの）将来の利用可能性を有する。ディレクトリ・サービスは、コンテンツ及びピア状態情報を常に収集する（図４のデータ・フロー線１を参照されたい）。ピアＡはディレクトリ・サービスにコンテンツｍを要求すると（図４のデータ・フロー行２参照）、特定の将来の期間においてコンテンツｍを有するか、又は有することになるピアからピアＡがダウンロードする旨のダウンロード命令で直ちに応答することが可能である。２つのケースを図４に示す。第１のケースでは、ディレクトリ・サービスは、時点ｔでピアＢからコンテンツｍをダウンロードする旨をピアＡに応答する（図４のデータ・フロー線３を参照されたい）。第２のケースでは、ピアＢは現時点でコンテンツｍを有しないことがあり得る。ピアＣは、現時点でコンテンツを有し得る。しかし、ピアＣは、現在利用可能でないか、又は、さもなければ、ビジー状態にあり得る。したがって、ディレクトリ・サービスは、ｔ₀＜tの期間においてピアＢにコンテンツｍをダウンロードするようピアＣに命令する（図４のデータ・フロー線４を参照されたい）。ピアＡに直接応答する（図４のデータ・フロー線３を参照されたい）代わりに、この第２のケースの場合、ディレクトリ・サービスは、ネットワーク・リソースが利用可能になるまで待ち、時点ｔで、ピアＢからコンテンツｍをダウンロードするようピアＡに命令する（図４のデータ・フロー線５を参照されたい）。何れの場合にも、ピアＡは、ディレクトリ・サ―ビスからの命令／指示に基づいて時点ｔにおいてピアＢにコンテンツｍを要求する（図４のデータ・フロー線６を参照されたい）。

各コンテンツ部分は独立した、小容量のコンテンツであるとみなされるので、何れの方法も、コンテンツ・ストライピングに使用することが可能である。コンテンツ・ストライピングでは、コンテンツは小単位に分割され、各単位は、特定のピアの組上で利用可能である。要求ピアは、要求された映画に対する合計コンテンツ単位数が通知され、ディレクトリ・サービスは、複数のピアから配信される対象の個々のコンテンツ単位をスケジューリングすることが可能である。要求ピアは、複数の単位に対するスペースを予約し、受信されるにつれて順番に入れなければならないので、これはより複雑であるが、直列でなく並列に単位が送受信される場合、コンテンツをより速く受信することが可能であることを意味する。

ネットワーク・ストレージ・リソースの信頼度が高く、本明細書及び特許請求の範囲記載の拡充を効果的に適用することが可能な、パーソナル・ネットワーク・ストレージ（ＰＮＳ）ベースのＰ２Ｐ ＣＤＮにおいても、Ｐ２Ｐ ＣＤＮの拡充を使用することが可能である。

本発明は、種々の形態のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特殊用途向プロセッサ、又はそれらの組み合わせで実現することができる。好ましくは、本発明は、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせとして実現される。更に、ソフトウェアは好ましくは、プログラム記憶装置上に有形に実施されたアプリケーション・プログラムとして実現される。アプリケーション・プログラムは、何れかの適切なアーキテクチャを有するマシンにアップロードし、前述のマシンによって実行することができる。好ましくは、マシンは、１つ又は複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）や、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースなどのハードウェアを有するコンピュータ・プラットフォーム上に実現される。コンピュータ・プラットフォームは、オペレーティング・システム及びマイクロ命令コードも含む。本明細書及び特許請求の範囲記載の種々の処理及び機能は、オペレーティング・システムによって実行されるアプリケーション・プログラムの一部若しくはマイクロ命令コードの一部（又はそれらの組み合わせ）であり得る。更に、種々の他の周辺装置を、更なるデータ記憶装置や、印刷装置などのコンピュータ・プラットフォームに接続することができる。

添付図面に表す構成システム部分及び方法工程の一部は好ましくはソフトウェアで実現されるが、システム部分（又は処理工程）間の実際の接続は、本発明がプログラムされるやり方によって変わり得る。本明細書及び特許請求の範囲記載の教示があれば、当業者は、本発明の前述及び同様な実現形態又は構成に想到することができるであろう。

従来のピアツーピア・コンテンツ配信ネットワークにおけるデータ・フローを示す概略図である。 本発明の拡張プロトコル・メッセージ機構を示すフローチャートである。 本発明の遅延ディレクトリ・サービス機構を示すフローチャートである。 本発明を示す概略図である。

Claims (24)

1. ピアツーピア・ネットワークにおいてコンテンツをダウンロードする方法であって、
   前記ピアツーピア・ネットワークにおいて利用可能なコンテンツのリストを第１のピアが受信する工程と、
   コンテンツの単位のコンテンツ利用可能性情報を前記第１のピアが要求する工程と、
   コンテンツ利用可能性情報を前記第１のピアが受信する工程とを含む方法。
2. 請求項１記載の方法であって、前記コンテンツの単位のダウンロードをスケジューリングする旨の予約を行う工程を更に含む方法。
3. 請求項２記載の方法であって、
   前記予約の確認を前記第１のピアが受信する工程と、
   前記コンテンツの単位をダウンロードする工程とを更に含む方法。
4. 請求項２記載の方法であって、前記予約の却下を受信する工程を更に含む方法。
5. 請求項１記載の方法であって、前記コンテンツ利用可能性情報は、前記コンテンツの単位の場所、及び前記コンテンツの単位が利用可能な、前記ピアツーピア・ネットワークにおける各ピアの状態を含む方法。
6. 請求項２記載の方法であって、前記スケジュールは、第２のピアと、前記コンテンツの単位の前記ダウンロードを可能にするために前記第２のピアが利用可能な期間とを含む方法。
7. 請求項１記載の方法であって、前記ピアツーピア・ネットワークが無線である方法。
8. 請求項１記載の方法であって、前記ピアツーピア・ネットワークがコンテンツ配信ネットワークである方法。
9. 請求項１記載の方法であって、前記コンテンツの単位を遅延ダウンロードする工程を更に含む方法。
10. ピアツーピア・ネットワークにおいてコンテンツをダウンロードするシステムであって、
    前記ピアツーピア・ネットワークにおいて利用可能なコンテンツのリストを第１のピアが受信する手段と、
    コンテンツの単位のコンテンツ利用可能性情報を前記第１のピアが要求する手段と、
    コンテンツ利用可能性情報を前記第１のピアが受信する手段とを含むシステム。
11. 請求項１０記載のシステムであって、前記コンテンツの単位のダウンロードをスケジューリングする旨の予約を行う手段を更に備えるシステム。
12. 請求項１１記載のシステムであって、
    前記予約の確認を前記第１のピアが受信する手段と、
    前記コンテンツの単位をダウンロードする手段とを更に含むシステム。
13. 請求項１１記載のシステムであって、前記予約の却下を受信する手段を更に含むシステム。
14. 請求項１０記載のシステムであって、前記ピアツーピア・ネットワークが無線であるシステム。
15. 請求項１０記載のシステムであって、前記ピアツーピア・ネットワークがコンテンツ配信ネットワークであるシステム。
16. 請求項１０記載のシステムであって、前記コンテンツの単位を遅延ダウンロードする手段を更に含むシステム。
17. ピアツーピア・ネットワークにおいてコンテンツをダウンロードする方法であって、
    コンテンツ利用可能性情報を、前記コンテンツ利用可能性情報に対する要求に応答して転送する工程であって、前記コンテンツ利用可能性情報が、コンテンツの単位の場所と、前記コンテンツの単位が利用可能な、前記ピアツーピア・ネットワークにおける各ピアの状態とを含む工程と、
    前記コンテンツの単位のダウンロードをスケジューリングする旨の予約を受信する工程とを含む方法。
18. 請求項１７記載の方法であって、前記予約の確認を転送する工程を更に含む方法。
19. 請求項１７記載の方法であって、前記ピアツーピア・ネットワークが無線である方法。
20. 請求項１７記載の方法であって、前記ピアツーピア・ネットワークがコンテンツ配信ネットワークである方法。
21. 請求項１７記載の方法であって、前記コンテンツの単位を遅延ダウンロードする工程を更に含む方法。
22. ピアツーピア・ネットワークにおいてコンテンツをダウンロードするシステムであって、
    コンテンツ利用可能性情報を、前記コンテンツ利用可能性情報に対する要求に応答して転送する手段であって、前記コンテンツ利用可能性情報が、コンテンツの単位の場所と、前記コンテンツの単位が利用可能な、前記ピアツーピア・ネットワークにおける各ピアの状態とを含む手段と、
    前記コンテンツの単位のダウンロードをスケジューリングする旨の予約を受信する手段とを含むシステム。
23. 請求項２２記載のシステムであって、前記予約の確認を転送する手段を更に備えるシステム。
24. 請求項２２記載のシステムであって、前記コンテンツの単位を遅延ダウンロードする手段を更に備えるシステム。

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