JP2010057107A - Server disposition method, server disposition method in carrier type cdn, server disposition system, carrier type cdn system, and program - Google Patents

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憲昭 上山
Ryoichi Kawahara
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize a total traffic volume flowing inside a carrier type CDN (Contents Delivery Network). <P>SOLUTION: A server base disposition apparatus 101 selects one of nodes on a network, disposes an original server system for storing all contents (S901), selects a plurality of nodes from among the nodes, and disposes them as a content server 103 (cache server system) for caching and distributing contents stored in the original server system (S902). In such a case, the original server system and the cache server system are selected so as to minimize an average hop count of a distribution flow by input of, as input information, an NW topology and a generation frequency of distribution requests from each client computer to the contents. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、インターネットにおけるコンテンツ配信サーバの配置技術に係り、特に、キャリア型CDN(Contents Delivery Network)における大容量のリッチコンテンツの配信を効率的に行うのに好適なサーバの配置技術に関するものである。   The present invention relates to content distribution server placement technology on the Internet, and more particularly to server placement technology suitable for efficiently delivering large-capacity rich content in a carrier-type CDN (Contents Delivery Network). .

従来、インターネットにおいては、Web等のテキストや静止画像といった容量の小さい小サイズのコンテンツのダウンロードが主要な利用形態であった。しかし、近年、各種コンテンツプロバイダによって提供される映画やライブ放送等の、数100Mから数Gバイト以上の非常にサイズの大きな動画象コンテンツのストリーミング配信が急速に広まりつつある。   Conventionally, on the Internet, downloading of small-sized contents with a small capacity such as texts such as Web and still images has been the main usage form. However, in recent years, streaming distribution of very large moving image content of several hundred megabytes to several gigabytes or more such as movies and live broadcasts provided by various content providers is rapidly spreading.

そのため、これら大容量のリッチコンテンツをユーザにストレスなく、また、ネットワーク(NW)に負担をかけることなく経済的かつ快適に配信することがインターネットに求められている。   Therefore, the Internet is required to distribute these large-capacity rich contents economically and comfortably without stressing the user and without burdening the network (NW).

従来、小サイズのコンテンツをユーザに配信するための技術としてCDNが広く普及している。このCDNサービスをコンテンツプロバイダに対して提供するCDN事業者として、Akamai Technologies社(商標)やLimelight Networks社(商標)を含め、多数存在する。   Conventionally, CDN has been widely used as a technique for distributing small-sized contents to users. There are many CDN providers that provide this CDN service to content providers, including Akamai Technologies (trademark) and Lifetime Networks (trademark).

CDNは、NWインフラの伝送容量が限られていた時代に設計された技術であり、ユーザのレスポンス時間の改善を目的とし、可能な限り多数のサーバを様々なNW上に配置し、ユーザに近いサーバを配信に用いる。   CDN is a technology designed in an era when the transmission capacity of the NW infrastructure was limited, and aims to improve the response time of users, placing as many servers as possible on various NWs and being close to the users Use the server for distribution.

例えば、Akamai Technologies社(商標)の場合、全世界70カ国の約1,000のNW上に、2万台以上のサーバを配置している。   For example, in the case of Akama Technologies (trademark), more than 20,000 servers are arranged on about 1,000 NWs in 70 countries around the world.

このように、サーバの数が膨大であることから、各サーバの容量は限られたものになる。従来のインターネットにおいて配信されるコンテンツは、テキストや静止画像等の小サイズのものが中心であり、このような配信形態でも有効であった。   Thus, since the number of servers is enormous, the capacity of each server is limited. Conventionally, contents distributed on the Internet are mainly small-sized contents such as text and still images, and such distribution forms are also effective.

尚、以上の従来技術については、非特許文献1等に記載されている。   The above prior art is described in Non-Patent Document 1 and the like.

近年、動画コンテンツのストリーミング配信サービスの利用が急増している。例えば、YouTube(商標)といったユーザ自身が作成した動画コンテンツ(UGC: User−Generated Content)を配信するシステムの場合、各コンテンツの容量(サイズ)が小さいため従来のCDNでも十分に対応可能である。   In recent years, the use of video content streaming distribution services has increased rapidly. For example, in the case of a system for distributing video content (UGC: User-Generated Content) created by the user himself such as YouTube (trademark), the capacity (size) of each content is small, and thus a conventional CDN can be sufficiently handled.

しかし、今後、テレビ放送局や映画製作会社といった有力なコンテンツプロバイダが保有する魅力的なコンテンツの配信がインターネットにおいても普及していくことが予想される。これらのコンテンツは容量が大きく、このようなサイズの大きいコンテンツ(リッチコンテンツ)を従来のCDNで提供することは、各サーバに蓄積可能なコンテンツ数に大きな制約があり困難である。   However, in the future, it is expected that the distribution of attractive content owned by leading content providers such as TV broadcasting stations and movie production companies will spread on the Internet. These contents have a large capacity, and it is difficult to provide such a large-sized content (rich content) with a conventional CDN because the number of contents that can be stored in each server is greatly limited.

このようなリッチコンテンツを効率的に配信するために、Limelight Networks社(商標)は、限定された箇所に大規模なデータセンタ(コンピュータシステム)を設け、それらを独自の大容量NWインフラで接続した新しい形態のCDN事業を展開し始めている。   In order to efficiently deliver such rich contents, Light Networks Networks (trademark) has established a large-scale data center (computer system) in a limited location and connected them with its own large-capacity NW infrastructure. We are starting to develop a new form of CDN business.

この新しい形態のCDNは「第二世代CDN」と呼ばれ、各データセンタにおいては、大量のサーバをクラスタリング技術によって統合し、大容量のリッチコンテンツを多数、全てのデータセンタに用意することを目指している。   This new form of CDN is called “second generation CDN”, and each data center aims to integrate a large number of servers with clustering technology and prepare a large amount of rich content in all data centers. ing.

また近年、目的コンテンツを保有する他のユーザから配信を受けるBitTorrent(登録商標)等のP2P(Peer to Peer)型のコンテンツ配信が広く普及している。   In recent years, P2P (Peer to Peer) type content distribution such as BitTorrent (registered trademark) receiving distribution from other users who possess the target content has become widespread.

例えば、BitTorrent(登録商標)では、コンテンツのデータを複数のブロックに分割し、コンテンツを取得したいユーザはブロックのダウンロードを行うと同時に、他の同一コンテンツの配信を希望するユーザ(ピア)に対してアップロードを並列して行う。   For example, in BitTorrent (registered trademark), content data is divided into a plurality of blocks, and a user who wants to acquire content downloads the block and at the same time, another user (peer) who wants to distribute the same content. Upload in parallel.

この技術では、コンテンツを取得したいユーザの数が増加するほど該当コンテンツを保有するピア数が増加するため、人気の極めて高いコンテンツを多数のユーザに配布する際に非常に効果的な配信形態となる。   In this technology, as the number of users who want to acquire content increases, the number of peers holding the corresponding content increases. Therefore, it becomes a very effective distribution form when distributing extremely popular content to a large number of users. .

通常、同一のコンテンツを有するサーバが多数存在する場合、経由ホップ数の少ない位置に存在するサーバから配信を受けることが、NWの消費資源量やユーザのレスポンス時間の観点から望ましい。   Normally, when there are a large number of servers having the same content, it is desirable to receive distribution from a server that exists at a position with a small number of via hops from the viewpoint of NW consumption resource amount and user response time.

そのため、多くのCDNでは、ユーザの配信要求に対しホップ距離の近いサーバから配信を行う。   Therefore, in many CDNs, distribution is performed from a server with a short hop distance in response to a user's distribution request.

しかし、BitTorrent(登録商標)等、多くのP2P型配信システムにおいては、配信元となるピアはランダムに選択されるため、近くにピアが存在する場合にも、遠くに存在するピアが選択され配信を受ける場合もあり、NW内を無駄にトラヒックが流れる。   However, in many P2P type distribution systems such as BitTorrent (registered trademark), since a peer as a distribution source is randomly selected, even when a peer exists nearby, a peer that exists far away is selected and distributed. In some cases, traffic flows wastefully in the NW.

近年、P2P型配信を用いたUGCの配信の増加が顕著であり、NW内の資源浪費が問題になっている。そこでISP(Internet Services Provider)とP2P配信事業者が連携して互いの情報を交換することで、NW内を流れるトラヒック量を抑えたピア選択を行うP4P(Pay for Performance)が検討されている。   In recent years, the increase in UGC distribution using P2P type distribution has been remarkable, and resource waste in the NW has become a problem. Therefore, P4P (Pay for Performance) is being studied in which ISP (Internet Services Provider) and P2P distributors exchange information with each other to perform peer selection while suppressing the amount of traffic flowing in the NW.

このP4Pによって、NWに与える影響を抑えたP2P型配信サービスが可能となるが、配信サーバの役目を担うピアがユーザである点には変わりなく、その行動は利己的であるため、ユーザにコンテンツのアップロードを行うための動機づけを与える必要がある。   This P4P enables a P2P type distribution service that suppresses the influence on the NW, but the peer that plays the role of the distribution server is the user, and the behavior is selfish, so that It is necessary to give motivation for uploading.

また、一元的に全サーバの位置を設計し管理することができないため、NW全体で見たときに最適な位置にサーバを配置することができず、従来のP2Pと比較すればNWに与える影響が緩和されるものの、最適な配信形態が実現されるとはいえない。   In addition, since the positions of all servers cannot be designed and managed in a centralized manner, the servers cannot be arranged at the optimum positions when viewed from the entire NW, and the impact on the NW compared to conventional P2P. However, it cannot be said that an optimal distribution form is realized.

また、配信中のサーバが離脱する可能性があるため、継続的で安定した配信が望まれる動画コンテンツのストリーミング配信には適さない。   Further, since there is a possibility that the server that is being distributed may be disconnected, it is not suitable for streaming distribution of moving image content for which continuous and stable distribution is desired.

P4Pの他に、P2PとCDNと組み合わせてP2Pを補完的に利用することで、CDNのサーバに加わる負荷を抑えるアプローチも検討されているが、CDNのサーバコスト削減が主な目的であり、NWに与える影響を最小化する配信システムの実現を目的にしていない。   In addition to P4P, an approach to reduce the load on the CDN server by using P2P in a complementary manner in combination with P2P and CDN has been studied, but the main purpose is to reduce the server cost of CDN. It is not aimed at the realization of a distribution system that minimizes the impact on the network.

一般に、個々のユーザの配信要求によって生成されるコンテンツ配信フローの受信側であるユーザの位置を変えることはできないが、送信側であるサーバの位置は自由に設計・制御できる柔軟性があり、NW内に流れるトラヒックの交流を決める大きな要因となる。   In general, the position of the user that is the receiving side of the content distribution flow generated by the distribution request of each user cannot be changed, but the position of the server that is the transmitting side is flexible and can be freely designed and controlled. It becomes a big factor that determines the exchange of traffic flowing in.

そのため、容量が大きく配信フローのNWに与える影響が大きいリッチコンテンツを配信する際には、サーバとコンテンツの位置を集中的に管理し、各配信要求に対して最適なサーバから配信を行うことが重要である。   Therefore, when delivering rich content that has a large capacity and has a large influence on the NW of the delivery flow, it is possible to centrally manage the location of the server and the content, and deliver from the optimum server for each delivery request. is important.

そのための一つの方法として、キャリア(電気通信事業者)やISPが、自NW内の複数の箇所に大容量のサーバ拠点(データセンタ)を設け、自らリッチコンテンツの配信を行うCDNを構築する形態が有望である。   As one method for that purpose, a carrier (telecommunications carrier) or ISP establishes a large capacity server base (data center) at a plurality of locations in its own NW, and constructs a CDN that distributes rich content by itself. Is promising.

以降、このような形態を「キャリア型CDN」と呼ぶ。このキャリア型CDNでは、キャリアやISPは自NWのトポロジ、リンク容量といったNWインフラに関する情報に加え、全てのサーバ拠点を一元的に管理することが可能である。   Hereinafter, such a form is referred to as a “carrier type CDN”. In this carrier type CDN, the carrier and ISP can centrally manage all server bases in addition to information about the NW infrastructure such as the topology and link capacity of the own NW.

さらに、このキャリア型CDNでは、従来の小容量の無数のサーバを配置するCDN事業者とは異なり、限定された少数の場所に大容量のサーバ群を収容したデータセンタを構築することで、コンテンツのコピーの存在位置の一元管理を容易にし、さらに、多数のリッチコンテンツを多数のサーバ拠点に用意することができ、リッチコンテンツの最適な位置からの配信機会を向上させることが可能となる。   Furthermore, in this carrier-type CDN, unlike a CDN operator that arranges a myriad of small-capacity servers in the past, a content center is constructed by accommodating a large-capacity server group in a limited number of locations. This makes it easy to centrally manage the location where the copy exists, and also allows a large number of rich contents to be prepared at a large number of server locations, thereby improving the distribution opportunity of the rich contents from the optimal position.

実際、AT&T(商標)は、近年、自身がCDN事業を展開することを表明している。また、Limelight Networks(商標)は自身でNWインフラを構築しており、第二世代CDN事業者はキャリアと見なすこともでき、キャリア型CDNに近い形態であると考えることができる。   In fact, AT & T (TM) has recently announced that it is developing a CDN business. In addition, Lifelight Networks (trademark) has built an NW infrastructure by itself, and the second generation CDN operator can be regarded as a carrier, and can be considered to be a form close to a carrier type CDN.

このように、キャリア型CDNは、リッチコンテンツの配信をNWに与える影響を抑えた最適な配信設計のもとで行う配信システムとして有望である。   As described above, the carrier-type CDN is promising as a distribution system that performs the distribution of rich content under an optimal distribution design that suppresses the influence on the NW.

しかし、このようなキャリア型CDNによる配信システムにおいて、データセンタの最適な配置を行うための技術は提案されていない。   However, no technology has been proposed for optimally arranging data centers in such a carrier type CDN distribution system.

M. Karlsson and M. Mahalingam,“Do We Need Replica Placement Algorithms in Content Delivery Networks?” WCW 02.M. Karlsson and M. Mahalingam, “Do We Need Replication Placement Algorithms in Content Delivery Networks?” WCW 02.

解決しようとする問題点は、従来の技術では、キャリア型CDNによる配信システムにおけるデータセンタを最適に配置することができない点である。   The problem to be solved is that the conventional technology cannot optimally arrange the data center in the distribution system using the carrier type CDN.

本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、キャリア型CDNにおいて、配信フローの平均ホップ長を最小化し、各リンクの平均負荷を最小化するよう、オリジナルサーバ拠点とキャッシュサーバ拠点を最適配置することを可能とすることである。   The object of the present invention is to solve these problems of the prior art and optimize the original server base and the cache server base to minimize the average hop length of the distribution flow and the average load of each link in the carrier type CDN. It is possible to arrange.

上記目的を達成するため、本発明では、例えばキャリア型CDNにおいて、配信フローの平均ホップ長を最小化し、各リンクの平均負荷を最小化するよう、オリジナルサーバ拠点とキャッシュサーバ拠点を最適配置することを特徴とする。すなわち、キャリアが自身のネットワーク(NW)の限定された拠点に、大容量のデータセンタを構築し、CDNを運用するキャリア型CDNにおいて、全てのコンテンツを常に収容するオリジナルサーバ拠点を1つ配置し、さらに、保有するコンテンツをユーザからの配信要求に基づいて、例えばLFU(Least Frequenctly used)により更新するキャッシュサーバ拠点を複数のデータセンタに配置する。例えば、NWトポロジと、各ノードから各コンテンツに対する配信要求発生頻度とが与えられたときに、配信フローの平均ホップ長が最小化するよう、一つのオリジナルサーバ拠点と、任意個数のキャッシュサーバ拠点を最適配置する。特に、各ノードnに対して、ノードnから各ノードに至る最短経路上のホップ数を要求発生数比で重み付けした総和の逆数でノードnの中心度H(n)を定義し、中心度が最大のノードにオリジナルサーバを配置する。また、NW全体のキャッシュサーバ容量Kを与え、各キャッシュサーバの容量Bを配置キャッシュサーバ拠点数Cに対して一定値(B=floor(K/C))で与え、配置キャッシュサーバ拠点数Cも含めてキャッシュサーバ拠点を最適配置する。より詳細には、hn,minとhn,oを各々、オリジナルサーバ拠点も含めたS個の全サーバ拠点の中でノードnからホップ距離が最短のものまでのホップ距離と、オリジナルサーバからノードnまでのホップ距離とし、さらに、Q(m)をノードnからの配信要求がコンテンツmに対するものである確率q(m)の累積分布関数とし、そして、rをノードnからの要求発生比率とするとき、下記の数1の式で配信フローの平均ホップ長を推定する。 In order to achieve the above object, in the present invention, for example, in a carrier type CDN, the original server base and the cache server base are optimally arranged so as to minimize the average hop length of the distribution flow and to minimize the average load of each link. It is characterized by. In other words, the carrier builds a large-capacity data center at a limited base in its network (NW), and in the carrier-type CDN that operates the CDN, one original server base that always accommodates all content is arranged. Further, based on a distribution request from the user, for example, cache server bases for updating the content by LFU (Least Frequency used) are arranged in a plurality of data centers. For example, when an NW topology and a frequency of distribution requests for each content are given from each node, one original server base and an arbitrary number of cache server bases are set so that the average hop length of the distribution flow is minimized. Optimal placement. In particular, for each node n, the centrality H o (n) of the node n is defined by the reciprocal of the sum total of the number of hops on the shortest path from the node n to each node weighted by the request occurrence ratio. Place the original server on the largest node. Further, the cache server capacity K of the entire NW is given, and the capacity B of each cache server is given as a fixed value (B = floor (K / C)) with respect to the number C of the arranged cache server bases. Including the optimal placement of cache server bases. More specifically, h n, min and h n, o are respectively the hop distance from the node n to the shortest hop distance among all S server bases including the original server base, and the original server the hop distance to the node n, further distribution request Q n (m) is from the node n is the cumulative distribution function of a probability q n (m) is intended for content m, and, of r n from node n When the request generation ratio is set, the average hop length of the distribution flow is estimated by the following equation (1).

Figure 2010057107
また、hi,min,Njを、Nにキャッシュサーバ拠点が設置された状態における、ノードiから最近接サーバ拠点までのホップ長とするとき、既にj個のキャッシュサーバ拠点がノード集合Nに設置された状態で(Nは全ノード集合Nからオリジナルサーバ拠点Oを除いたN\O;「\」は集合の引算)、さらに、全ノード集合Nから集合Nを除いた集合におけるノードn(n∈N\N)にキャッシュサーバ拠点を設置することで得られる配信フローの平均ホップ長の推定値h^の削減効果En、Njを、下記の数2により算出し、En、Njが最大のノードから順にキャッシュサーバ拠点を配置していく。
Figure 2010057107
Further, when h i, min, Nj is the hop length from the node i to the nearest server base in a state where the cache server base is installed at N j , j cache server bases are already in the node set N j (N 0 is N \ O excluding the original server base O from the entire node set N; “\” is a subtraction of the set), and further, the set excluding the set N j from the total node set N The reduction effect E n, Nj of the estimated value h ^ of the average hop length of the distribution flow obtained by installing the cache server base at the node n (n∈N \ N j ) in Cache server bases are arranged in order from the node with the largest En and Nj .

Figure 2010057107
Figure 2010057107

本発明によれば、キャリア型CDNにおいて、配信フローの平均ホップ長を最小化し、各リンクの平均負荷を最小化するよう、オリジナルサーバ拠点とキャッシュサーバ拠点を最適配置することができ、キャリア型CDNのネットワーク内に流れるトラヒック総量の最小化を図ることが可能である。   According to the present invention, in the carrier type CDN, the original server base and the cache server base can be optimally arranged so as to minimize the average hop length of the distribution flow and to minimize the average load of each link. It is possible to minimize the total traffic flowing in the network.

以下、図を用いて本発明を実施するための最良の形態例を説明する。図1は、本発明に係るサーバ配置システムを設けたキャリア型CDNのネットワーク構成例を示すブロック図であり、図2は、36個のネットワークの平均ノード次数と最大ノード次数の散布状況例を示す説明図、図3は、Caboe&Wirelessのトポロジ例とノード人口状況例を示す説明図、図4は、Caboe&Wirelessに対する本発明のシミュレーション結果例を示す説明図、図5は、Caboe&Wirelessに対する本発明による設計結果例を示す説明図、図6は、18個のネットワークにおける性能比較例を示す説明図、図7は、36個のネットワークにおける性能比較例を示す説明図、図8は、36個のネットワークにおける正規化キャッシュサーバ数を示す説明図、図9は、図1におけるサーバ拠点配置装置による本発明に係るサーバ配置手順例を示すフローチャートである。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a network configuration example of a carrier type CDN provided with a server arrangement system according to the present invention, and FIG. 2 shows an example of a distribution situation of average node order and maximum node order of 36 networks. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of topology and node population of Caboe & Wireless, FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of simulation results of the present invention for Caboe & Wireless, and FIG. 5 is an example of design results according to the present invention for Caboe & Wireless. FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a performance comparison example in 18 networks, FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a performance comparison example in 36 networks, and FIG. 8 is a normalization in 36 networks. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the number of cache servers, and FIG. It is a flowchart showing a server arrangement procedure example of the present invention by the device.

図1において、101はサーバ拠点配置装置、102は集中制御局、103はコンテンツサーバ、104はサーバ選択装置、105はユーザ端末であり、それぞれは、CPU(Central Processing Unit)や主メモリ、表示装置、入力装置、外部記憶装置等を具備したコンピュータ構成からなり、光ディスク駆動装置等を介してCD−ROM等の記憶媒体に記録されたプログラムやデータを外部記憶装置内にインストールした後、この外部記憶装置から主メモリに読み込みCPUで処理することにより、プログラムされたコンピュータ処理を実行する。   In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a server location arrangement device, 102 denotes a central control station, 103 denotes a content server, 104 denotes a server selection device, and 105 denotes a user terminal, each of which includes a CPU (Central Processing Unit), a main memory, and a display device And a computer configuration including an input device, an external storage device, etc., and after the program or data recorded on the storage medium such as a CD-ROM is installed in the external storage device via the optical disk drive device, etc., this external storage Programmed computer processing is performed by reading from the device into the main memory and processing by the CPU.

プログラムされたコンピュータ処理として、サーバ拠点配置装置101は、サーバ拠点(コンテンツを配信するサーバコンピュータを設置するノード)を最適配置し、集中制御局102は、ユーザ端末105より生じた配信要求が伝えられると、サーバ選択装置104に対してサーバ選択を依頼し、依頼を受けたサーバ選択装置104は、ユーザ端末105から通信距離が最も近いサーバを一つ選択し、選択したコンテンツサーバ103に配信を要求し、配信要求を受けたコンテンツサーバ103は、ユーザ端末105に該当コンテンツを配信する。   As programmed computer processing, the server base placement apparatus 101 optimally places server bases (nodes on which server computers for delivering content are placed), and the central control station 102 is informed of distribution requests generated by the user terminal 105. The server selection device 104 requests the server selection device 104 to select the server, and the server selection device 104 that has received the request selects one server with the shortest communication distance from the user terminal 105 and requests the selected content server 103 to distribute In response to the distribution request, the content server 103 distributes the content to the user terminal 105.

その際、配信経路上に存在する他のコンテンツサーバは、当該コンテンツを、LFU(Least Frequently Used)に基づきキャッシュして保有し、保有したコンテンツの情報を集中制御局102およびサーバ選択装置104に通知する。   At that time, other content servers existing on the distribution route cache and hold the content based on LFU (Least Frequently Used), and notify the central control station 102 and the server selection device 104 of the information of the held content. To do.

図1に示すキャリア型CDNのネットワークには、当該ネットワークを介してユーザ端末105(クライアントコンピュータ)にコンテンツを配信する複数のコンテンツサーバ(サーバコンピュータシステム)が設けてあり、サーバ拠点配置装置101は、図9に示す処理手順により、複数のサーバコンピュータシステムの配置を行う。   The carrier-type CDN network shown in FIG. 1 is provided with a plurality of content servers (server computer systems) that distribute content to user terminals 105 (client computers) via the network. A plurality of server computer systems are arranged according to the processing procedure shown in FIG.

すなわち、サーバ拠点配置装置101は、プログラムされたコンピュータの処理として、ネットワーク上の各ノード(具体的には、ルータ機能を具備した装置が設置されたネットワークの交換ポイントとなる)から1つのノードを選択し、選択したノードに、全てのコンテンツを記憶するオリジナルサーバシステムを配置する第1の手順(ステップS901)と、ネットワーク上の各ノードから複数のノードを選択し、選択した各ノードにオリジナルサーバシステムが記憶するコンテンツをキャッシュして配信するキャッシュサーバシステム(コンテンツサーバ103)を配置する第2の手順(ステップS902)とを実行する。   In other words, the server site placement apparatus 101 performs one programmed node process from each node on the network (specifically, a network exchange point in which a device having a router function is installed). A first procedure for selecting and arranging an original server system for storing all contents in the selected node (step S901), selecting a plurality of nodes from each node on the network, and selecting the original server for each selected node A second procedure (step S902) for arranging a cache server system (content server 103) that caches and distributes content stored in the system is executed.

この際、サーバ拠点配置装置101は、第1,第2の手順において、ネットワークトポロジ情報と、全ノードからの各コンテンツに対する配信要求の発生頻度とを入力して、配信フローの平均ホップ長が最小化するよう、オリジナルサーバシステムおよびキャッシュサーバシステムを配置するノードの選択を行う。   At this time, in the first and second procedures, the server site placement apparatus 101 inputs the network topology information and the frequency of occurrence of distribution requests for each content from all nodes, and the average hop length of the distribution flow is minimized. The nodes on which the original server system and the cache server system are arranged are selected so that they can be realized.

特に、サーバ拠点配置装置101は、第1の手順において、ネットワーク上の各ノードnに対して、当該ノードnから他の各ノードに至る最短経路上のホップ数を配信要求の発生頻度数比で重み付けした総和の逆数で、当該ノードnの中心度H(n)を定義し、この中心度H(n)が最大のノードを選択してオリジナルサーバを配置する。 In particular, in the first procedure, the server site placement apparatus 101 determines, for each node n on the network, the number of hops on the shortest path from the node n to each other node by the ratio of occurrence frequency of distribution requests. The centrality H o (n) of the node n is defined by the reciprocal of the weighted sum, and the node having the maximum centrality H o (n) is selected to place the original server.

また、サーバ拠点配置装置101は、第2の手順において、各キャッシュサーバシステムの容量Bを一定値とし、かつ、ネットワーク全体のキャッシュサーバシステムの容量Kと各キャッシュサーバシステム数Cを用いた床関数式「B=floor(K/C)」により、各キャッシュサーバシステム数Cも含めて、各キャッシュサーバシステムを配置するノードを選択する。   Further, in the second procedure, the server site placement apparatus 101 sets the capacity B of each cache server system to a constant value, and uses the capacity K of the cache server system of the entire network and the number C of each cache server system. By using the expression “B = floor (K / C)”, the node where each cache server system is arranged including the number C of each cache server system is selected.

また、サーバ拠点配置装置101は、第1,第2の手順において、オリジナルサーバシステムとキャッシュサーバシステムを配置するS個のノードの中でノードnからのホップ距離が最短のノードまでのホップ距離hn,minと、オリジナルサーバシステムを配置したノードからノードnまでのホップ距離hn,o、および、ノードnからの配信要求がコンテンツmに対するものである確率q(m)の累積分布関数Q(m)と、ノードnからの配信要求発生比率rとを用いて、下記の数3の式から、配信フローの平均ホップ長の推定値(h^)を算出する。 In addition, in the first and second procedures, the server base placement apparatus 101 determines the hop distance h to the node having the shortest hop distance from the node n among the S nodes that place the original server system and the cache server system. n, min , the hop distance h n, o from the node where the original server system is located to the node n, and the cumulative distribution function Q of the probability q n (m) that the delivery request from the node n is for the content m and n (m), by using the distribution request generation ratio r n from the node n, calculated from equation (3) below, the estimate of the average hop length distribution flow a (h ^).

Figure 2010057107
Figure 2010057107

また、サーバ拠点配置装置101は、第2の手順において、ノードiから、j個の各キャッシュサーバシステムが配置された各ノードの集合N(j=0ではオリジナルサーバシステムが配置されたノードを除いた集合N)における最近接のノードまでのホップ長hi,min,Njと、ノードiから集合N外のノードn(n∈N\N)までのホップ長hn,iとを用いて、下記の数4の式から、既にj個のキャッシュサーバシステムが集合Nに含まれる各ノードに設置された状態で、ノードnに新たにキャッシュサーバシステムを配置することで得られる配信フローの平均ホップ長(推知値)「h^」の削減効果En、Njを算出し、算出した削減効果En、Njが最大のノードから順にキャッシュサーバシステムを配置するノードとして選択していく。 In addition, in the second procedure, the server site placement apparatus 101 sets a node N j where each of the j cache server systems is placed from the node i (where j = 0, the node where the original server system is placed). The hop length h i, min, Nj to the nearest node in the excluded set N 0 ) , and the hop length h n, i from the node i to a node n outside the set N j (nεN \ N j ) Is obtained by arranging a new cache server system at node n in a state where j cache server systems are already installed at each node included in the set N j from the following equation (4). reduction E n of the average hop length distribution flow (Suichi value) "h ^", calculates Nj, place the cache server system calculated savings E n, from Nj is the largest node in order It will be selected as that node.

Figure 2010057107
Figure 2010057107

次に、このような本発明に係るキャリア型CDNおよびキャリア型CDNにおけるサーバ配置技術について、詳細を説明する。   Next, the details of the carrier type CDN and the server arrangement technique in the carrier type CDN according to the present invention will be described.

まず、『3.5 キャリア型CDN』について説明する。   First, “3.5 Carrier CDN” will be described.

キャリア型CDNにおいては、Tier1といった大規模なバックボーンNWを有する単一のキャリアやISPが、運営するNW上の数ヵ所〜10数ヵ所程度の限定された拠点(ノード)に、大規模なデータセンタを構築する。NW全体のノード数をN、大規模なデータセンタを設けたノード(サーバ拠点)数をS、リッチコンテンツ数をMとする。   In the carrier type CDN, a single carrier or ISP having a large backbone NW such as Tier 1 has a large data center in a limited number of bases (nodes) on the NW operated by the single carrier or ISP. Build up. The number of nodes in the entire NW is N, the number of nodes (server bases) provided with a large-scale data center is S, and the number of rich contents is M.

また、集中制御局が存在し、各サーバ拠点に存在するコンテンツを管理し、各配信要求に対して配信に用いるサーバを選択する。   In addition, a central control station exists, manages the contents existing at each server base, and selects a server used for distribution in response to each distribution request.

尚、本例では、単一のキャリアやISPに閉じたCDNサービスを想定し、そのNW内を流れるトラヒック総量の最小化を目的とするが、複数のキャリアやISPが連携してキャリア型CDNサービスを展開する形態も考えることができる。   In this example, it is assumed that the CDN service is closed to a single carrier or ISP, and the purpose is to minimize the total amount of traffic flowing in the NW. However, a carrier type CDN service in which a plurality of carriers and ISPs cooperate with each other. The form which expands can also be considered.

各データセンタは、クラスタリング技術を用いて多数のサーバ装置を収容し、非常に大きなストレージ容量と、大量の配信要求に対する同時処理能力を有する。   Each data center accommodates a large number of server devices using clustering technology, and has a very large storage capacity and a simultaneous processing capability for a large number of distribution requests.

次に、『3.5.1 コンテンツ展開法』について説明する。   Next, “3.5.1 Content development method” will be described.

各リッチコンテンツの複製をS個のサーバ拠点にどのように配布するかが問題になるが、従来のCDNにおいては、Replication法とCaching法が検討されてきた。   How to distribute the copy of each rich content to S server bases becomes a problem, but in the conventional CDN, the replication method and the caching method have been studied.

Replication法では、各コンテンツを配布するサーバ集合を、配信フローの平均ホップ数の最小化といった最適化問題(RPA:Replica Placement Algorithm)として導出し、事前に各コンテンツの複製を該当サーバに展開する。   In the replication method, a server set that distributes each content is derived as an optimization problem (RPA: Replication Placement Algorithm) such as minimizing the average number of hops in the distribution flow, and a copy of each content is developed on the corresponding server in advance.

コンテンツの展開法としては様々なものが検討されている。また、RPA問題に対しても多数の方法が検討されているが、事前に各ノードにおいて各コンテンツに対して発生する配信要求の頻度を推定する必要がある。   Various contents development methods are being studied. A number of methods have been studied for the RPA problem, but it is necessary to estimate the frequency of distribution requests generated for each content in each node in advance.

RPA問題はNP困難であるため近似解法を用いる必要があり、様々な方式が検討されているが、単に目的関数の改善度合いが最良のノードにコンテンツを配置していくGreedy法が最良である。   Since the RPA problem is NP-hard, it is necessary to use an approximate solution, and various methods have been studied. However, the Greedy method in which content is simply arranged at a node having the best degree of improvement of the objective function is the best.

一方、Caching法では、事前にコンテンツをサーバに配布することはせず、各サーバをキャッシュサーバとして機能させる。すなわち、各配信要求に対して最も近い位置に存在するサーバがプロキシサーバとして動作し、そこに該当コンテンツが存在しない場合には、オリジナルサーバからダウンロードし、ユーザに配信すると同時に該当コンテンツをキャッシュする。   On the other hand, in the Caching method, content is not distributed to servers in advance, and each server is caused to function as a cache server. That is, the server closest to each distribution request operates as a proxy server, and when there is no corresponding content, it is downloaded from the original server, distributed to the user, and simultaneously caches the corresponding content.

サーバ容量を超過する場合には、LFU(Least Frequently Used)やLRF(Least Recently Used)といったキャッシュ置き換えアルゴリズムにより、アクセス頻度が最少のコンテンツや最後に要求されてからの経過時間が最長のコンテンツと置換する。   If the server capacity is exceeded, the cache replacement algorithm such as LFU (Least Frequently Used) or LRF (Least Recently Used) replaces the content with the least access frequency or the longest elapsed time since the last request. To do.

各キャッシュサーバで保有しているコンテンツの情報をサーバ間で交換し共有すれば、キャッシュミス時に、オリジナルサーバではなく、該当コンテンツを保有する近隣のサーバから配信を行うことが可能である。そのため、レスポンス時間の向上と消費網資源の低減を目的とし、キャッシュ間で協調を図る方式も検討されている。   If content information held by each cache server is exchanged between the servers and shared, it is possible to perform distribution from a neighboring server that holds the corresponding content instead of the original server when a cache miss occurs. Therefore, for the purpose of improving response time and reducing consumption network resources, a method of coordinating between caches has been studied.

このCaching法では、要求頻度が高いコンテンツが各サーバにキャッシュされやすい。そのため、動的にアクセス頻度が変化する現実的な環境において、サーバ間で情報を共有する理想的なCaching法は、最適なReplication法と比較して良好な特性を示す。   In this caching method, content with a high request frequency is easily cached in each server. Therefore, in a realistic environment in which the access frequency dynamically changes, an ideal caching method that shares information between servers shows better characteristics than an optimal replication method.

しかし、サーバ情報を共有しない場合、サーバの容量が小さくキャッシュミス率が高い環境では、配信コストが高いオリジナルサーバからの配信頻度が高く、Replication法と比較して性能は劣化する。   However, when server information is not shared, in an environment where the server capacity is small and the cache miss rate is high, the frequency of distribution from the original server having a high distribution cost is high, and the performance is degraded compared to the replication method.

現実のCDNの多くは、オペレーションが容易であることから、性能は劣化するものの、サーバ情報を共有しないCaching法を用いている。   Many of the actual CDNs use a caching method that does not share server information, although its performance deteriorates because it is easy to operate.

コンテンツのサーバへの展開法としては、サーバ間で情報を共有する理想的なCaching法を用いることが、NW内のトラヒック量とレスポンス時間を抑える意味で望ましい。   As a method for deploying content to servers, it is desirable to use an ideal caching method in which information is shared between servers in order to reduce the traffic volume and response time within the NW.

ところでキャリア型CDNでは、サーバ拠点を少数の箇所に限定すると共に、全体を管理する集中制御局の存在を想定しているため、各サーバ拠点が保有するコンテンツの情報を一元的に管理可能である。   By the way, in the carrier type CDN, the server bases are limited to a small number of locations and the existence of a centralized control station that manages the whole is assumed. Therefore, it is possible to centrally manage content information held by each server base. .

そこで、本例では、キャリア型CDNにおけるコンテンツの展開法として、理想的なCaching法を用いることを想定する。   Therefore, in this example, it is assumed that an ideal caching method is used as a content development method in the carrier type CDN.

ただし、コンテンツの配信を保証するためには、S個のサーバ拠点の中で最低でも一つ以上に各コンテンツのコピーが存在する必要がある。そのため、本例では、S個のサーバ拠点の中で一つをオリジナルサーバ拠点とし、オリジナルサーバには常にM個の全コンテンツが保持されることを想定する。そして、他のC(=S−1)個のサーバ拠点はキャッシュサーバとして機能する。   However, in order to guarantee delivery of content, at least one copy of each content needs to exist in S server sites. Therefore, in this example, it is assumed that one of the S server bases is the original server base, and that all the M contents are always held in the original server. The other C (= S-1) server bases function as cache servers.

この場合、初期状態では、オリジナルサーバのみにコンテンツが存在するが、ユーザの配信要求に伴い、キャッシュサーバにコンテンツがキャッシュされるため、全てのサーバ拠点にコンテンツが拡散していくことになる。   In this case, in the initial state, the content exists only in the original server, but the content is cached in the cache server in accordance with the user's distribution request, so that the content spreads to all the server bases.

サービス運用開始後にも、適時、コンテンツプロバイダが新しいリッチコンテンツを提供することが予想されるが、この場合にも、オリジナルサーバにのみコンテンツをアップロードすることで、後はユーザの配信要求に応じて、自動的にNWの他のサーバ拠点にコンテンツが拡散していく。   Even after the service operation starts, it is expected that content providers will provide new rich content in a timely manner, but in this case as well, by uploading the content only to the original server, after that, according to the user's distribution request, The content automatically spreads to other server bases of the NW.

次に、『3.5.2 配信処理シーケンス』について説明する。   Next, “3.5.2 Distribution processing sequence” will be described.

任意のノードnに収容されているユーザ端末(105)から生じたリッチコンテンツmの配信要求は、集中制御局(102)に通知される。集中制御局(102)は、コンテンツmを保持している全てのサーバ拠点を把握しており、オリジナルサーバも含め、これらサーバ拠点の中でノードnにホップ距離が最短のものを一つ配信元として選択する。   The distribution request for the rich content m generated from the user terminal (105) accommodated in an arbitrary node n is notified to the central control station (102). The central control station (102) keeps track of all the server bases holding the content m, and distributes one of the server bases with the shortest hop distance to the node n, including the original server. Choose as.

最短距離のものが複数存在する場合には、それらの中からランダムに一つを選択する。もし、どのサーバ拠点もコンテンツmをキャッシュしていない場合は、オリジナルサーバから配信を行うことになる。   When there are a plurality of objects having the shortest distance, one is selected at random. If no server site caches the content m, the distribution is performed from the original server.

そして、選択した配信サーバ(コンテンツサーバ103)に対して、集中制御局(102)は、ノードnにコンテンツmを配信するよう指示する。尚、コンテンツの配信経路はダイクストラの最短ホップ経路を想定する。もし、最短ホップ経路が複数存在する場合には、その中からランダムに一つを選択する。   Then, the central control station (102) instructs the selected distribution server (content server 103) to distribute the content m to the node n. The content distribution route is assumed to be the shortest hop route of Dijkstra. If there are a plurality of shortest hop routes, one is selected at random.

各サーバ拠点において、過去Wの時間内に配信を行った回数Xを、各コンテンツj(の識別情報)に対応付けて記憶装置に保持し、LFUによりキャッシュサーバを更新する。 At each server site, the number of times X j delivered in the past W time is stored in the storage device in association with each content j (identification information thereof), and the cache server is updated by LFU.

選択されたサーバ拠点からノードnに至る経路上に存在する各サーバ拠点において、コンテンツmを保持しておらず、かつ、サーバの空き容量が不足する場合には、コンテンツmに対する配信回数Xと、保有するリッチコンテンツ中の配信回数Xの最小値(Xmin)を比較し、X>Xminの場合には、Xが最小のコンテンツを消去してコンテンツmを代わりに蓄積する。 If the server m existing on the route from the selected server site to the node n does not hold the content m and the server has insufficient free space, the number of distributions X m for the content m is Then, the minimum value (X min ) of the number of distributions X j in the possessed rich content is compared, and if X m > X min , the content with the smallest X j is deleted and the content m is stored instead.

本例では、説明の簡単のため、M個の全コンテンツのサイズを同一とするが、サイズがコンテンツごとに異なる場合にも容易に拡張が可能である。ただし、ユーザに配信中のコンテンツは消去対象から除く。また、サーバに空き容量が存在する場合には、単にコンテンツmをキャッシュする。   In this example, for simplicity of explanation, the size of all M contents is the same, but can be easily expanded even when the size differs for each content. However, the contents being distributed to the user are excluded from the deletion target. If the server has free space, the content m is simply cached.

このようにして、保有するコンテンツに変更が生じた際には、サーバ拠点は、集中制御局(102)に対して保有コンテンツの更新情報を通知する。   In this way, when a change occurs in the content held, the server base notifies the centralized control station (102) of the update information of the held content.

このように、LFUにより、キャッシュするコンテンツを更新することで、各キャッシュサーバ拠点において自律的に保有コンテンツの更新を行いつつ、常に人気の高いコンテンツをキャッシュすることが可能となる。   Thus, by updating the content to be cached by the LFU, it is possible to always cache popular content while autonomously updating the owned content at each cache server base.

また、コンテンツの人気順位があまり変動しない場合には、過去時間Wを大きく設定し、保守的に各コンテンツの人気度を見積もることが望ましく、逆に、人気順位が頻繁に変化する場合には、過去時間Wを小さく設定し、より短期の人気傾向を反映させることが望ましいと考えられる。   In addition, when the popularity ranking of content does not change much, it is desirable to set the past time W to be large and to estimate the popularity of each content conservatively. Conversely, when the popularity ranking changes frequently, It may be desirable to set the past time W small to reflect a shorter-term popularity trend.

次に、『3.6 サーバ拠点配置設計法』について説明する。   Next, “3.6 Server Base Location Design Method” will be described.

従来のCDNでは、無数のサーバをNW上に配置するため、サーバの最適配置位置に関する検討はほとんどされておらず、例えば、Replication法においては、全ノードにサーバが存在することを想定し、各コンテンツの配置位置の最適設計を図っている。また、Caching法においてもサーバの最適配置法に関する検討は少ない。   In the conventional CDN, since an infinite number of servers are arranged on the NW, there is almost no examination on the optimal arrangement position of the servers. For example, in the replication method, it is assumed that servers exist in all nodes, We are trying to optimize the layout of content. In addition, there are few studies on the optimal server placement method in the caching method.

このため、LFU等のキャッシュ置き換えアルゴリズムを想定し、一部のコンテンツのみがキャッシュ可能である場合の、任意トポロジを対象としたサーバ最適配置問題を扱った研究は見られない。   For this reason, assuming a cache replacement algorithm such as LFU, there is no research that deals with the optimal server placement problem for an arbitrary topology when only some contents can be cached.

これに対して、本例のキャリア型CDNでは、限られた拠点に大容量のサーバ群を設置するため、サーバ拠点の配置が性能に大きな影響を与える。そこで、キャリア型CDNの性能評価に入る前に、サーバ拠点の最適配置法について検討する。   On the other hand, in the carrier type CDN of this example, since a large-capacity server group is installed in a limited base, the arrangement of the server base has a great influence on the performance. Therefore, before starting the performance evaluation of the carrier-type CDN, the optimum arrangement method of the server bases will be examined.

まず、『3.6.1 Greedy法による設計アルゴリズム』について説明する。   First, “3.6.1 Greedy method design algorithm” will be described.

一般に、サーバ配置問題は、整数計画問題であるため、任意トポロジを対象とした場合、NP困難な問題となり、非常に小規模なNWを除き、近似解法を用いる必要がある。多くの最適配置問題でGreedy法が最良であることから、本例でもGreedy法に基づく設計アルゴリズムを検討する。   In general, since the server allocation problem is an integer programming problem, when an arbitrary topology is targeted, it becomes an NP difficult problem, and it is necessary to use an approximate solution except for a very small NW. Since the Greedy method is the best for many optimal placement problems, a design algorithm based on the Greedy method is also examined in this example.

キャリアやISPの立場で最適設計を行う場合、設計目標として、(i)NW内を流れる総トラヒック量(各リンクを流れるトラヒック量の総和)を最小化する、(ii)利用率の最も高いリンクの利用率を最小化する、などが考えられる。   When designing optimally from the standpoint of a carrier or ISP, the design goal is to minimize (i) the total traffic flowing in the NW (the sum of the traffic flowing through each link), (ii) the link with the highest utilization rate It can be considered to minimize the usage rate of.

本例では、上述の(i)を設計目標の対象として、最適設計を考える。(i)は配信フローの平均ホップ長を最小化することと等価であり、消費NW資源量を最小化すると同時にユーザのレスポンス時間の改善も期待される。   In this example, the optimal design is considered with the above-mentioned (i) as the target of the design target. (I) is equivalent to minimizing the average hop length of the distribution flow, and it is expected to improve the response time of the user while minimizing the consumed NW resource amount.

ある十分に長い時間T内にノードnから発生する配信要求数RのNW全体で発生する配信要求数Rに対する比率をr(r=R/R)とする。また、ノードnに収容されているユーザ端末からの配信要求がコンテンツmに対するものである確率をq(m)とする。そして、比率rと確率q(m)が、全てのn(ノード)とm(コンテンツ)に対して既知であるとする。 The ratio of distribution request number R generated in the whole NW delivery request number R n generated from the node n to be sufficiently long in T and r n (r n = R n / R). Also, let q n (m) be the probability that the distribution request from the user terminal accommodated in the node n is for the content m. It is assumed that the ratio r n and the probability q n (m) are known for all n (nodes) and m (contents).

S個のサーバ拠点のうち、一つをオリジナルサーバ拠点、他のC(C=S−1)個をキャッシュサーバ拠点とし、オリジナルサーバ拠点とキャッシュサーバ拠点の配置問題を分けて考える。   Of the S server bases, one is the original server base and the other C (C = S-1) is the cache server base, and the arrangement problem between the original server base and the cache server base is considered separately.

まず、『オリジナルサーバ拠点の配置法』について説明する。   First, “original server location method” will be described.

配信フローの平均ホップ長を最小化するためには、他のノードへの最短ホップ経路上のホップ長が短いNWの中心に位置するノードにサーバ拠点を配置することが望ましい。   In order to minimize the average hop length of the distribution flow, it is desirable to place the server base at a node located at the center of the NW having a short hop length on the shortest hop route to another node.

そこで、オリジナルサーバ拠点にはM個の全コンテンツが保持されることを考慮し、オリジナルサーバ拠点の配置に対するノードnの中心度H(n)を次の数5の式で定義する。 Therefore, considering that all the M contents are held in the original server base, the centrality H o (n) of the node n with respect to the arrangement of the original server base is defined by the following equation (5).

Figure 2010057107
Figure 2010057107

ただし、数5の式において、「hn,i」は、ノードnからノードiに至る最短ホップ経路上のホップ数であり、hn,n=0である。そして、中心度H(n)が最大のノードにオリジナルサーバ拠点を設置する。 In Equation 5, “h n, i ” is the number of hops on the shortest hop route from the node n to the node i, and h n, n = 0. Then, the original server base is installed at the node having the maximum centrality H o (n).

次に、『キャッシュサーバ拠点の配置法』について説明する。   Next, “cache server location arrangement method” will be described.

オリジナルサーバ拠点を定めた後で、C個のキャッシュサーバ拠点をN−1個の候補中に配置する問題は組合せ最適化問題であり、厳密な最適解を得るためにはO(2)の次元の計算量が必要になる。そのため、計算時間はNの増加に伴い指数関数的に増加し、大規模なNWに対して厳密解を得ることは困難である。そこでGreedy法による近似最適設計法を検討する。 After determining the original server base, the problem of placing the C cache server bases among the N-1 candidates is a combinatorial optimization problem. To obtain a strict optimal solution, O (2 N ) Dimensional complexity is required. Therefore, the calculation time increases exponentially as N increases, and it is difficult to obtain an exact solution for a large-scale NW. Therefore, an approximate optimum design method based on the Greedy method is examined.

各コンテンツのサイズがL(bytes)、配信フローの平均ホップ長がhのとき、期間T内に各リンクを流れるトラヒック量を全リンクに対して足し合わせた総トラヒック量V(bytes)は、次の数6の式となる。   When the size of each content is L (bytes) and the average hop length of the distribution flow is h, the total traffic amount V (bytes) obtained by adding the traffic amount flowing through each link within the period T to all the links is as follows. Equation 6 is obtained.

Figure 2010057107
Figure 2010057107

ただし、数6の式において、hはノードnに対する配信フローの平均ホップ長である。サーバ拠点の位置を変えてもR(NW全体で発生する配信要求数)とL(各コンテンツのサイズ)は不変であることから、VをRとLで除した配信フローの平均ホップ長hの最小化を設計目標とする。 However, in the formula of h, h n is the average hop length of the distribution flow for the node n. Even if the position of the server base is changed, R (the number of distribution requests generated in the entire NW) and L (the size of each content) are unchanged, so the average hop length h of the distribution flow obtained by dividing V by R and L Minimize design goal.

コンテンツのサーバ拠点への展開法としてCaching法を想定しているため、各コンテンツmを保持するサーバ拠点の集合は確率的に変動する。そのため、C個のキャッシュサーバ拠点配置を定めたときの平均ホップ長hを厳密に算出することはできない。   Since the Caching method is assumed as a method for deploying content to server bases, the set of server bases holding each content m varies stochastically. For this reason, the average hop length h when C cache server locations are determined cannot be calculated strictly.

ただし、LFUを用いて各キャッシュサーバ拠点で自律的にキャッシュコンテンツを更新する場合、平均的には人気の高いコンテンツがキャッシュされるため、配信フローの平均ホップ長hの推定値「h^」を次の数7の式で定義する。   However, when the cache content is updated autonomously at each cache server site using LFU, since the popular content is cached on average, the estimated value “h ^” of the average hop length h of the distribution flow is set. It is defined by the following equation (7).

Figure 2010057107
Figure 2010057107

ただし、上述の数7の式において、「B」は、キャッシュサーバ拠点のサーバ容量であり、最大でB個のコンテンツを保有することが可能である。また、「hn,min」と「hn,o」は、各々、オリジナルサーバ拠点も含めたS個の全サーバ拠点の中で、ノードnからホップ距離が最短のものまでのホップ距離と、オリジナルサーバからノードnまでのホップ距離である。 However, in the above formula 7, “B” is the server capacity of the cache server base and can hold B contents at the maximum. “H n, min ” and “h n, o ” are the hop distance from the node n to the shortest hop distance among all S server bases including the original server base, The hop distance from the original server to the node n.

さらに、上述の数7の式において、「Q(m)」は「q(m)」の累積分布関数であり、「Q(m)=Σi=1 (i)」である。すなわち、C個のキャッシュサーバ拠点は、人気の高い上位B個のコンテンツを保有していると考え、これら上位B個のコンテンツについては最近接サーバ拠点から、残る「M−B」個のコンテンツについてはオリジナルサーバから各ユーザに配信されると考える。 Furthermore, in the above formula 7, “Q n (m)” is a cumulative distribution function of “q n (m)”, and “Q n (m) = Σ i = 1 m q n (i)”. It is. That is, the C cache server bases are considered to have popular top B content, and the top B content is the remaining “MB” content from the nearest server base. Is delivered to each user from the original server.

ところで、キャッシュサーバ拠点数Cをどのように設計するかが問題となるが、サーバ容量Bが一定であれば、サーバ拠点数Cの増加に伴い、平均ホップ長hの推定値「h^」は低減し、NW内のトラヒック量は削減する。しかし一方でサーバ拠点の構築に要する費用が増加する。   By the way, how to design the number C of cache server bases becomes a problem. If the server capacity B is constant, the estimated value “h ^” of the average hop length h is increased as the number C of server bases increases. And the traffic volume in the NW is reduced. However, on the other hand, the cost required to construct a server base increases.

そこで、キャッシュサーバ拠点全体のサーバ容量を一定値K(単位はコンテンツ数)で与え、本制約の下で平均ホップ長hの推定値「h^」が最小化するよう、拠点数Cも含めて最適設計する。   Therefore, the server capacity of the entire cache server base is given as a constant value K (unit is the number of contents), and the base number C is included so that the estimated value “h ^” of the average hop length h is minimized under this restriction. Design optimally.

このとき、サーバ容量Bは「K÷C」(サーバ容量の一定値÷サーバ拠点数)を超えない最大の整数値となる。サーバ容量Bは「B≧1」を満たす必要があるため、サーバ拠点数Cの許容上限値Cmaxは、「Cmax=max(N−1,K)」となる。 At this time, the server capacity B is a maximum integer value not exceeding “K ÷ C” (a constant value of the server capacity ÷ the number of server bases). Since the server capacity B needs to satisfy “B ≧ 1”, the allowable upper limit C max of the number of server bases C is “C max = max (N−1, K)”.

また、全コンテンツ数Mを超えてサーバ容量Bを増加させても平均ホップ長hの推定値「h^」の改善に貢献しないため、サーバ拠点数Cの下限値Cminを「K÷M」を下回らない最小の整数値に設定する。 Further, increasing the server capacity B beyond the total number of contents M does not contribute to the improvement of the estimated value “h ^” of the average hop length h, so the lower limit C min of the number of server sites C is set to “K ÷ M”. Set to the smallest integer value not less than.

Greedy法を用いたサーバ設置法は、目的関数を最も改善する場所に順次サーバを設置し、一旦、設置したサーバは除去しない方法である。   The server installation method using the Greedy method is a method in which servers are sequentially installed in a place where the objective function is most improved, and the once installed servers are not removed.

既にj個のキャッシュサーバ拠点がノード集合Nに設置された状態で(Nは全ノード集合Nからオリジナルサーバ拠点Oを除いたN\O)、さらにノードn(n∈N\N)にキャッシュサーバ拠点を設置することで得られる平均ホップ長の推定値「h^」の削減効果を「En,Nj」とすると、次の数8の式となる。 In a state where j cache server bases are already installed in the node set N j (N 0 is N \ O excluding the original server base O from the total node set N), and further a node n (nεN \ N j ) If the reduction effect of the estimated value “h ^” of the average hop length obtained by installing the cache server base in “E n, Nj ” is expressed by the following equation (8).

Figure 2010057107
Figure 2010057107

尚、数8の式において、「hi,min,Nj」は、ノード集合Nにキャッシュサーバ拠点が設置された状態における、ノードiから最近接サーバ拠点までのホップ長である。 In the equation of Equation 8, "h i, min, Nj" is in a state in which the cache server site is installed in the node set N j, is the hop length to the nearest server based from node i.

ただし、数8の式において正確には「Q(B)」を乗じる必要があるが、ノードnの選択場所にかかわらず同じ値を乗じることになるため除いて考える。 However, although it is necessary to multiply by “Q i (B)” in the formula (8), it will be multiplied regardless of the selection location of the node n.

以下の(I)〜(IV)に、配信フローの平均ホップ長の推定値「h^」を最小化する、Greedy法によるキャッシュサーバ拠点最適配置アルゴリズムをまとめる。   The following (I) to (IV) summarize the cache server location optimal placement algorithm based on the Greedy method for minimizing the estimated value “h ^” of the average hop length of the distribution flow.

(I)k=Cmin、N=N\O、j=0に初期設定。
(II)n∈N\Nの全てのノードnに対して、数8の式により、削減効果En,Njを算出。
(III)削減効果En,Njが最大のノードn*にキャッシュサーバ拠点を設置し、「j=j+1」、「N=N+n*」に更新。
(IV)j<kの場合には(II)に進み、j=kの場合には、C=kの最適キャッシュサーバ拠点配置における推定平均ホップ長「h^」を、数7の式により算出して、k=k+1とし、k<Cmaxの場合には(I)に進み、k=Cmaxの場合は「h^」が最小のkをCとして選択し、その際のキャッシュサーバ拠点配置を解として出力して終了。
(I) Initial setting to k = C min , N 0 = N \ O, j = 0.
(II) The reduction effect E n, Nj is calculated by the formula 8 for all nodes n of n∈N \ N j .
(III) Reduction server E n, Nj has the largest cache server base at node n * and is updated to “j = j + 1” and “N j = N j + n *”.
(IV) If j <k, proceed to (II). If j = k, the estimated average hop length “h k ^” in the optimal cache server base arrangement of C = k Calculate, k = k + 1, and if k <C max , proceed to (I), if k = C max , select k with the smallest “h k ^” as C, and the cache server at that time Output base location as a solution and finish.

次に、図2〜図8を用いて、本発明に係る『3.7 性能評価』について説明する。   Next, “3.7 Performance Evaluation” according to the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、『3.7.1 評価条件』について説明する。   First, “3.7.1 Evaluation Conditions” will be described.

『NWトポロジ』
本例では、評価にはCAIDAのWebページで公開されている36の商用ISPのバックボーンNWのトポロジを用いる。図2に、これら36のNWの平均ノード次数「E(d)」と最大ノード次数「Max(d)」の散布状態を示す。本図2より、36のNWを以下の「Full mesh」、「H&S」、「Ladder」の3つのグループに分類する。
"NW topology"
In this example, the topology of 36 commercial ISP backbone NWs disclosed on the CAIDA Web page is used for evaluation. FIG. 2 shows the distribution state of the average node order “E (d)” and the maximum node order “Max (d)” of these 36 NWs. From FIG. 2, 36 NWs are classified into the following three groups: “Full mesh”, “H & S”, and “Ladder”.

「Full mesh」:各ノードが全てのノードと接続するトポロジで、ここでは「E(d)≧Max(d)−1」と「E(d)≧3」を満たすNWと定義する。図2では2つのNWが該当する。   “Full mesh”: A topology in which each node is connected to all nodes, and is defined as an NW that satisfies “E (d) ≧ Max (d) −1” and “E (d) ≧ 3”. In FIG. 2, two NWs correspond.

「H&S」:次数の高いノード(ハブノード)が存在し、最大ノード次数Max(d)が大きい。ハブ&スポーク型と呼ばれ、航空路線のトポロジが本形態となることが知られている。ハブノードを経由して多数のノードに到達することができるため、フローのホップ長が短い反面、負荷がハブノードに集中しやすい。ここでは「Full mesh」以外のNWで、「Max(d)≧10」を満たすNWと定義する。図2においては12のNWが該当する。   “H & S”: A node with a high degree (hub node) exists and the maximum node degree Max (d) is large. It is known as a hub-and-spoke type, and it is known that the topology of the air route is this form. Since many nodes can be reached via the hub node, the flow hop length is short, but the load tends to concentrate on the hub node. Here, NWs other than “Full mesh” are defined as NWs satisfying “Max (d) ≧ 10”. In FIG. 2, 12 NWs correspond.

「Ladder」:高次数ノードが存在せず、ループを組み合わせたトポロジ構造となる。平均ノード次数E(d)と最大ノード次数Max(d)が共に小さい。リンク総延長を抑えることができる反面、遠方のノードに到達するためには多数のノードを経由する必要があり、フローのホップ長が長い。高速道路網が本形態となることが知られている。ここでは「Full mesh」以外のNWで、「Max(d)<10」を満たすNWと定義する。図2においては22のNWが該当する。   “Ladder”: A high-order node does not exist, and a topology structure is formed by combining loops. Both the average node order E (d) and the maximum node order Max (d) are small. While the total link length can be suppressed, in order to reach a distant node, it is necessary to go through a large number of nodes, and the hop length of the flow is long. It is known that the highway network is in this form. Here, NWs other than “Full mesh” are defined as NWs satisfying “Max (d) <10”. In FIG. 2, 22 NWs correspond.

『コンテンツ』
本例では、各ノードにおいて、コンテンツの配信要求をポアソン過程で発生させ、発生レートの比率rを各ノードが存在する都市の人口に比例させる。すなわち、NW全体での要求発生レートを「Λ」とすると、ノードnにおける発生レートはrΛとなる。コンテンツ数Mは「M=1000」とする。
"content"
In this example, at each node, to generate a delivery request of content in a Poisson process, it is proportional to the ratio r n of the occurrence rate population of the city where each node exists. That is, when the request generation rate in the entire NW is “Λ”, the generation rate at the node n is r n Λ. The number of contents M is “M = 1000”.

ノードnで生じた各配信要求は、独立に、確率「q(m)」でコンテンツmを選択するが、この確率q(m)は全ノードで同一とし、パラメタ「0.271」のZip分布で与える。また、コンテンツの人気順位は固定とし、各コンテンツの配信に要する時間(転送時間)Tは一定とする。 Each distribution request generated at node n independently selects content m with probability “q n (m)”, and this probability q n (m) is the same for all nodes, and parameter “0.271” It is given as a Zip distribution. Further, the popularity ranking of contents is fixed, and the time (transfer time) TL required to distribute each content is fixed.

シミュレーションでは、Λ=1/秒、T=1200秒に設定した。ただし、本発明により求めるサーバ拠点の設計や評価指標である配信フローの平均ホップ長hは、「要求発生レートΛ」と「転送時間T」の影響を受けない。 In the simulation, Λ = 1 / second and T L = 1200 seconds were set. However, the average hop length h of the distribution flow, which is the design of the server base and the evaluation index obtained by the present invention, is not affected by the “request generation rate Λ” and the “transfer time T L ”.

次に、『3.7.2 コンテンツの拡散特性』について説明する。   Next, “3.7.2 Content diffusion characteristics” will be described.

全てのコンテンツは、初期状態ではオリジナルサーバ拠点のみに存在するが、ユーザへのコンテンツ配信に伴い、NW上のC個のキャッシュサーバ拠点に拡散していく。   All contents are present only in the original server base in the initial state, but are spread to C cache server bases on the NW as the contents are distributed to the user.

ここではシミュレーションを用いて、コンテンツの拡散度合いに関して評価する。ただし、「Cable&Wireless」のトポロジに対して、設置キャッシュサーバ拠点数を「C=5」と設定し、推定平均ホップ長「h^」を最小化する最適キャッシュサーバ拠点配置を総あたり探索した場合(以後、Optimum法と表記)のサーバ拠点配置を対象とする。   Here, the degree of diffusion of content is evaluated using simulation. However, for the topology of “Cable & Wireless”, when the number of installed cache server bases is set to “C = 5” and the optimal cache server base arrangement that minimizes the estimated average hop length “h ^” is searched brute force ( Hereinafter, the server base arrangement of the Optimum method) is targeted.

図3においては、本NWのトポロジと各ノードの人口を示しており、この図3では人口の大きい上位3つのノードを星印で示している。   FIG. 3 shows the topology of this NW and the population of each node. In FIG. 3, the top three nodes having the largest population are indicated by stars.

人口の大きなノード(ID:16,4,17)への平均的な距離が近く、次数の高いノード(ID:10)にオリジナルサーバ拠点が配置されている(図3では二重丸で囲んで示している)。   The average distance to a large population node (ID: 16, 4, 17) is close, and the original server base is located at a high degree node (ID: 10) (in FIG. 3, it is surrounded by a double circle). Shown).

また、図3において丸印で囲んで示した5つのノード(ID:3,4,12,16,17)にキャッシュサーバ拠点が配置されている。   In addition, cache server bases are arranged in five nodes (ID: 3, 4, 12, 16, 17) surrounded by circles in FIG.

このように、キャッシュサーバ拠点は、人口の大きなノード(ID:3,4,16,17)や、ノードがまわりに密集しており配信フローのホップ長低減効果の高いノード(ID:12)に、配置されることが確認できる。   In this way, the cache server base is a node having a large population (ID: 3, 4, 16, 17) or a node (ID: 12) that has a high concentration of nodes and a high hop length reduction effect in the distribution flow. Can be confirmed.

図4(a)においては、全キャッシュサーバ容量(NW全体のキャッシュサーバ容量)Kを「K=1000」としたときの、5つのキャッシュサーバ拠点(図3におけるID:3,4,12,16,17)の各々でキャッシュされたコンテンツ数の時系列を示している。   4A, five cache server locations (ID: 3, 4, 12, 16 in FIG. 3) when the total cache server capacity (cache server capacity of the entire NW) K is “K = 1000”. , 17) shows the time series of the number of contents cached.

人口の大きなノードに設置されたキャッシュサーバ拠点ほど配信要求を多く受けるため、コンテンツのキャッシュ数の増加が早い。また、各キャッシュサーバ拠点の容量Bは「B=200」であるため、キャッシュ数が「200」に達した後は一定となる。   Cache server bases installed on nodes with a large population receive more distribution requests, so the number of content caches increases rapidly. Further, since the capacity B of each cache server base is “B = 200”, it becomes constant after the number of caches reaches “200”.

図4(b)においては、人気順位が1番目、10番目、100番目、200番目、1000番目の各コンテンツの、オリジナルサーバも含めたNW上に存在する全コピー数の時系列を示している。   FIG. 4B shows a time series of the total number of copies existing on the NW including the original server for each of the contents having the popularity ranks of the first, tenth, 100th, 200th and 1000th. .

この図4(b)に示される内容から、人気の高いコンテンツは、ほぼ全時間にわたり全キャッシュサーバに存在すること、低人気のコンテンツは、全時間にわたりオリジナルサーバにのみ存在すること、また、人気順位がキャッシュサーバ容量B付近(B=200)のコンテンツのコピー数は変動することが確認できる。   From the contents shown in FIG. 4 (b), it is found that popular content exists in all cache servers for almost all time, and low popularity content exists only in the original server for all time. It can be confirmed that the number of copies of content in the vicinity of the cache server capacity B (B = 200) varies.

さらに、図4(c)においては、シミュレーション開始後10秒が経過した時点における各コンテンツのコピー数を人気の降順にプロットしている。この図4(c)に示される内容から、人気の高いコンテンツは多数のキャッシュサーバに存在すること、また、人気順位が容量B(=200)近辺のコンテンツのコピー数のばらつきが大きいことが確認できる。 Further, in FIG. 4 (c) the number of copies the contents at the time after the start of the simulation 106 seconds have elapsed by plotting the popular descending. From the content shown in FIG. 4 (c), it is confirmed that popular content exists in many cache servers, and that there is a large variation in the number of copies of content whose popularity ranking is near capacity B (= 200). it can.

このように、LFUを用いて、フローが経由する全キャッシュサーバ拠点のキャッシュを更新する結果、人気順位が容量B付近のコンテンツのコピー数は、確率的な変動が大きいものの、キャッシュサーバに上位B個のコンテンツの存在を仮定した上述の数7の式による平均ホップ長の推定は、十分に精度が高いことが予想される。   As described above, as a result of updating the caches of all the cache server bases through which the flow passes using the LFU, the number of copies of the content whose popularity ranking is near the capacity B has a large stochastic fluctuation, but the higher B It is expected that the estimation of the average hop length according to the above equation 7 assuming the existence of individual contents is sufficiently accurate.

図4(d)においては、正規化平均ホップ長(NAH: Normalized Average Hop count)を、全キャッシュサーバ容量Kの4つの場合(K=10,100,1000,10000)に対して、キャッシュサーバ拠点数Cを変化させてプロットした結果を示している。   In FIG. 4D, the normalized average hop length (NAH: Normalized Average Hop count) is the cache server base for the four cases of the total cache server capacity K (K = 10, 100, 1000, 10000). The result of plotting with the number C varied is shown.

ただし、図4(d)において、NAHは、配信フローの平均ホップ長を、キャッシュサーバを全く用いないで全てのコンテンツをオリジナルサーバから配信した場合の平均ホップ長で除した値である。また、シミュレーションで得られた実測値を点でプロットし、上述の数7の式で得られる推定値から算出した値を実線で示している。   However, in FIG. 4D, NAH is a value obtained by dividing the average hop length of the distribution flow by the average hop length when all contents are distributed from the original server without using any cache server. In addition, the actual measurement values obtained by the simulation are plotted with points, and the values calculated from the estimated values obtained by the above equation (7) are indicated by solid lines.

いずれの場合も、C(キャッシュサーバ拠点数)を与えてOptimum法によりキャッシュサーバ拠点を配置した。Cが大きな場合、人気順位が容量B近辺のコンテンツのコピー数のばらつきが大きくなることから、推定精度が若干悪化する。   In either case, C (number of cache server bases) was given and the cache server bases were arranged by the Optimum method. When C is large, since the variation in the number of copies of content whose popularity ranking is in the vicinity of the capacity B becomes large, the estimation accuracy is slightly deteriorated.

しかし、NW全体のキャッシュサーバ容量Kとキャッシュサーバ拠点数Cの広い領域で、上述の数7の式により得られる平均ホップ長の推定値は十分に精度が高いことが確認できる。   However, it can be confirmed that the estimated value of the average hop length obtained by the above formula 7 is sufficiently accurate in a wide area where the cache server capacity K and the number of cache server bases C of the entire NW are large.

そこで、以後はシミュレーションを用いず、推定値を用いて各種設計、NAHの評価を行う。   Therefore, various designs and NAH are evaluated by using estimated values without using simulation.

以下、『3.7.3 Cable&Wirelessにおけるサーバ拠点配置法の比較』について説明する。   Hereinafter, “3.7.3 Comparison of server base arrangement methods in Cable & Wireless” will be described.

ここでは、「Cable&Wireless」のトポロジを対象に、本発明の中心度に基づくキャッシュサーバ拠点配置法(以後、Centrality法と表記)を適用したときの効果を評価する。   Here, the effect when the cache server location method based on the centrality of the present invention (hereinafter referred to as the Centrality method) is applied to the “Cable & Wireless” topology.

比較のため、単にノード次数の高いノードから順に配置する場合(以後、Degree法と表記)と、人口の大きなノードから順に配置する場合(以後、Population法と表記)の結果も合わせて示す。   For comparison, the results of simply placing nodes in descending order of the node order (hereinafter referred to as “Degree method”) and arranging sequentially from nodes having the largest population (hereinafter referred to as “Population method”) are also shown.

多くのフローは高次数ノードを経由すること、また、人口の大きなノードから多数の配信要求が生じることから、いずれの比較方式も平均ホップ長の低減効果が期待される。   Since many flows go through high-order nodes and many distribution requests are generated from nodes with a large population, any of the comparison methods is expected to reduce the average hop length.

図5(a)においては、NW全体のキャッシュサーバ容量Kを変化させたときの正規化平均ホップ長NAHを示している。K(全キャッシュサーバ容量)の増加に伴いNAHは低減し、各リンクを流れるトラヒック量が削減されるが、Kの増加に伴うNAHの削減効果はKの小さい領域で顕著である。   FIG. 5A shows the normalized average hop length NAH when the cache server capacity K of the entire NW is changed. The NAH decreases with an increase in K (total cache server capacity), and the amount of traffic flowing through each link is reduced. However, the NAH reduction effect associated with an increase in K is significant in a small K region.

次数に基づきキャッシュサーバ拠点を配置した場合、他の設計法と比較して性能が大きく劣化するが、Centrality法とPopulation法は、ほぼ厳密最適解(Optimum法)と同等の性能を達成する。   When the cache server base is arranged based on the order, the performance is greatly deteriorated as compared with other design methods. However, the Centrality method and the Population method achieve performance substantially equivalent to the exact optimal solution (Optimum method).

また、NW全体のキャッシュサーバ容量Kを10から10,000の範囲で変化させて各配置法におけるキャッシュサーバ拠点位置を確認したところ、Population法は若干Optimum法と配置位置が異なるが、Centrality法は完全にOptimum法と一致することが確認された。   In addition, when the cache server base position in each placement method was confirmed by changing the cache server capacity K of the entire NW in the range of 10 to 10,000, the Population method is slightly different from the Optimum method, but the Centrality method is It was confirmed to be completely consistent with the Optiumum method.

また、図5(b)においては、最適設置キャッシュサーバ拠点数Cを同様にプロットした様子を示している。この図5(b)に示すように、Degree法のみ突出して最適設置キャッシュサーバ拠点数Cが大きいが、他の三つの設計法ではほぼ同数のCが最適となっている。K(全キャッシュサーバ容量)の増加に伴い最適なCは増加するが、Kの小さな領域ではDegree法を除きCの最適値は小さい。   FIG. 5B shows a state in which the optimal number of installed cache server bases C is similarly plotted. As shown in FIG. 5B, only the Degree method protrudes and the optimal number of installed cache server bases C is large. However, in the other three design methods, approximately the same number of C is optimal. The optimum C increases with an increase in K (total cache server capacity), but in an area where K is small, the optimum value of C is small except for the Degree method.

この理由を調べるため、図5(c)において、最適設置キャッシュサーバ拠点数Cを固定させ、各キャッシュサーバの容量Bを変化させたときのNAH(正規化平均ホップ長)を示す。Bの増加に伴うNAHの低減効果はBの小さい領域で顕著であることが確認できる。   In order to investigate this reason, FIG. 5C shows the NAH (normalized average hop length) when the optimal number of cache server bases C is fixed and the capacity B of each cache server is changed. It can be confirmed that the NAH reduction effect associated with an increase in B is significant in a small B region.

このため、K(全キャッシュサーバ容量)が小さい場合、キャッシュサーバ拠点数Cを増やすよりも、Cを抑えて代わりに各拠点の容量Bを大きくすることが、NAHを低減させる上で効果的でありCの最適値は小さくなる。   For this reason, when K (total cache server capacity) is small, rather than increasing the number C of cache server bases, it is effective in reducing NAH to suppress C and increase the capacity B at each base instead. The optimum value of C is small.

次に、『3.8 様々なNWにおける配置法の比較』について説明する。   Next, “3.8 Comparison of Arrangement Methods in Various NWs” will be described.

ここまでは、「Cable&Wireless network」を対象に評価を行ったが、以下、様々なNWを対象にキャッシュサーバ拠点配置法の効果を比較する。   Up to this point, evaluation has been performed for “Cable & Wireless network”, but the effects of the cache server location method will be compared below for various NWs.

まず、三つの近似最適設計法をOptimum法と比較するが、ノード数Nの大きなNWを対象に厳密最適解を得ることは困難であるため、Nが22以下の18のNWを対象に正規化平均ホップ長NAHを比較する。   First, three approximate optimal design methods are compared with the Optimum method. However, since it is difficult to obtain a strict optimal solution for an NW with a large number of nodes N, normalization is performed for 18 NWs with N being 22 or less. Compare the average hop length NAH.

図6(a)〜(c)においては、NW全体のキャッシュサーバ容量Kを「K=100」とした場合の三つの近似最適設計法の各々におけるNAH(正規化平均ホップ長)をOptimum法におけるNAHに対してプロットした結果を示し、図6(d)〜(f)においては、K=1000とした場合の結果を同様に示す。   6A to 6C, NAH (normalized average hop length) in each of the three approximate optimum design methods when the cache server capacity K of the entire NW is “K = 100” is the Optimum method. The results plotted with respect to NAH are shown. In FIGS. 6D to 6F, the results when K = 1000 are similarly shown.

図6(a)〜(f)のそれぞれにおいて、直線y=x上にプロットされている場合に、近似最適設計法が厳密最適解と同じ性能を達成することを意味するが、図6(a),(c),(d),(f)に示すように、Centrality法もしくはPopulation法を用いることで、18のNWの全てにおいて厳密最適解が得られることが確認できるが、図6(b),(d)に示すように、Degree法を用いた場合には、性能が大きく劣化する。   In each of FIGS. 6A to 6F, when plotted on the straight line y = x, it means that the approximate optimum design method achieves the same performance as the exact optimum solution. ), (C), (d), (f), it can be confirmed that using the Centrality method or Population method, exact optimal solutions can be obtained in all 18 NWs. ) And (d), when the Degree method is used, the performance is greatly deteriorated.

図7(a)〜(c)においては、36の全てのNWを対象に、Centrality法とPopulation法の性能を比較した結果を示している。また、本図7(a)〜(c)においては、Centrality法とPopulation法におけるNAH(正規化平均ホップ長)の散布図を36のNWを対象にK(NW全体のキャッシュサーバ容量)の三つの場合(K=100,1000,10000)について各々示している。   7A to 7C show the results of comparing the performances of the Centrality method and the Population method for all 36 NWs. In FIGS. 7A to 7C, scatter plots of NAH (normalized average hop length) in the Centrality method and the Population method are used for 36 NWs, and K (the cache server capacity of the entire NW) is three. Two cases (K = 100, 1000, 10000) are shown respectively.

本図7(a)〜(c)の内容から、全ノード集合Nが22を超える大規模NWの多くで、Population法の性能がCentrality法と比較して劣化することが確認できる。また、劣化度合いは、全キャッシュサーバ容量Kが大きく、キャッシュサーバ拠点数Cが増加するほど大きいことが確認できる。   From the contents of FIGS. 7A to 7C, it can be confirmed that the performance of the population method is deteriorated as compared with the centrality method in many large-scale NWs in which the total node set N exceeds 22. Further, it can be confirmed that the degree of deterioration increases as the total cache server capacity K increases and the number C of cache server bases increases.

例えば図7(b)に示すように、K=1000のとき、Population法はCentrality法と比較してNAHが10%〜20%程度劣化する。全ノード集合Nとキャッシュサーバ拠点数Cが共に小さい場合、単に人口の大きなノードから順にキャッシュサーバ拠点を配置しても十分な性能が得られるが、N(全ノード集合)やC(キャッシュサーバ拠点数)が大きく配信フローの設置パタンが複雑化する場合、本例で示したCentrality法を用いることが有効である。   For example, as shown in FIG. 7B, when K = 1000, the population method deteriorates the NAH by about 10% to 20% compared to the centrality method. When both the total node set N and the number C of cache server bases are small, sufficient performance can be obtained even if the cache server bases are arranged in order from the node with the largest population, but N (all node sets) and C (cache server bases) Number) is large and the installation pattern of the distribution flow is complicated, it is effective to use the Centrality method shown in this example.

三つの近似最適配置法(Population法、Degree法、Centrality法)の計算量はどれもO(N)(N:全ノード集合)であり、Population法やDegree法を用いる積極的な理由はなく、どのような場合にもCentrality法を用いることが望ましい。 The computational complexity of the three approximate optimal placement methods (Population method, Degree method, Centrality method) is O (N 3 ) (N: all nodes set), and there is no positive reason to use the Population method or Degree method. In any case, it is desirable to use the Centrality method.

また、図7(b)より、キャリア型CDNにおいてオリジナルサーバの容量と同量程度(K(全キャッシュサーバ容量)=M(全コンテンツ数)=1000)のキャッシュサーバ容量をNW上の限られた拠点に適切に配置することで、配信フローの平均ホップ長を30%〜70%程度、低減できることが確認できる。   Further, from FIG. 7B, the carrier server CDN has a limited amount of cache server capacity on the NW, which is about the same as the original server capacity (K (total cache server capacity) = M (total number of contents) = 1000). It can be confirmed that the average hop length of the distribution flow can be reduced by about 30% to 70% by appropriately arranging at the base.

このことは、NW中を流れる総トラヒック量や各リンクの平均トラヒック量も、同様に30%〜70%程度、削減されることを意味する。   This means that the total traffic amount flowing through the NW and the average traffic amount of each link are similarly reduced by about 30% to 70%.

また、ノード間のホップ長が長い傾向のあるLadder型のNWが、H&S型のNWと比較してキャリア型CDNの効果が高い。   Also, the Ladder type NW, which tends to have a long hop length between nodes, has a higher effect of the carrier type CDN than the H & S type NW.

図8(a)〜(c)においては、Centrality法を用いてキャッシュサーバ拠点を最適配置した場合の、正規化キャッシュサーバ拠点数(C/(N−1))をK(全キャッシュサーバ容量)に対してプロットした結果を、NW種別(Full mesh networks,H&S networks,Ladder neeorks)ごとに分けて示している。   8A to 8C, the normalized number of cache server bases (C / (N-1)) when K is optimally arranged using the Centrality method is K (total cache server capacity). The results plotted with respect to are shown separately for each NW type (Full mesh networks, H & S networks, Ladder neoworks).

図8(c)に示すLadder型NWは、キャッシュサーバ拠点を設置することによるフローの平均ホップ長の低減効果が高く、容量Bを減らしても多数の拠点に設置することが有効な傾向が見られる。   The Ladder type NW shown in FIG. 8C has a high effect of reducing the average hop length of the flow by installing the cache server base, and it seems that it is effective to install it at many bases even if the capacity B is reduced. It is done.

例えば、全キャッシュサーバ容量K=M(全コンテンツ数)程度である場合、多くのNWではキャッシュサーバ拠点の最適配置数が「N(全ノード集合)−1」の10%〜40%程度であり、限られた箇所に限定して大容量のキャッシュサーバ拠点を設置することが望ましい。   For example, when the total cache server capacity K is about M (total number of contents), in many NWs, the optimal number of cache server bases is about 10% to 40% of “N (all node set) -1”. It is desirable to install a large-capacity cache server base limited to a limited location.

以上、図1〜図9を用いて説明したように、本例では、キャリア型CDNにおいて、配信フローの平均ホップ長を最小化し、各リンクの平均負荷を最小化するよう、オリジナルサーバ拠点とキャッシュサーバ拠点を最適配置する。   As described above with reference to FIGS. 1 to 9, in this example, in the carrier type CDN, the original server base and the cache are minimized so that the average hop length of the distribution flow is minimized and the average load of each link is minimized. Optimize server locations.

すなわち、キャリアが自身のネットワーク(NW)の限定された拠点に、大容量のデータセンタを構築し、CDNを運用するキャリア型CDNにおいて、全てのコンテンツを常に収容するオリジナルサーバ拠点を1つ配置し、さらに、保有するコンテンツをユーザからの配信要求に基づいて、例えばLFUにより更新するキャッシュサーバ拠点を複数のデータセンタに配置する。   In other words, the carrier builds a large-capacity data center at a limited base in its network (NW), and in the carrier-type CDN that operates the CDN, one original server base that always accommodates all content is arranged. Further, based on the distribution request from the user, for example, cache server bases that are updated by LFU are arranged in a plurality of data centers.

例えば、NWトポロジと、各ノードから各コンテンツに対する配信要求発生頻度とが与えられたときに、配信フローの平均ホップ長が最小化するよう、一つのオリジナルサーバ拠点と、任意個数のキャッシュサーバ拠点を最適配置する。   For example, when an NW topology and a frequency of distribution requests for each content are given from each node, one original server base and an arbitrary number of cache server bases are set so that the average hop length of the distribution flow is minimized. Optimal placement.

特に、各ノードnに対して、ノードnから各ノードに至る最短経路上のホップ数を要求発生数比で重み付けした総和の逆数でノードnの中心度H(n)を定義し、この中心度が最大のノードにオリジナルサーバを配置する。 In particular, for each node n, the centrality H o (n) of the node n is defined by the reciprocal of the sum total of the number of hops on the shortest path from the node n to each node, which is weighted by the request occurrence ratio. Place the original server on the node with the highest degree.

また、NW全体のキャッシュサーバ容量Kを与え、各キャッシュサーバの容量Bを配置キャッシュサーバ拠点数Cに対して一定値(B=floor(K/C))で与え、配置キャッシュサーバ拠点数Cも含めてキャッシュサーバ拠点を最適配置する。   Further, the cache server capacity K of the entire NW is given, and the capacity B of each cache server is given as a fixed value (B = floor (K / C)) with respect to the number C of the arranged cache server bases. Including the optimal placement of cache server bases.

また、hn,minとhn,oを各々、オリジナルサーバ拠点も含めたS個の全サーバ拠点の中でノードnからホップ距離が最短のものまでのホップ距離と、オリジナルサーバからノードnまでのホップ距離とし、さらに、Q(m)をノードnからの配信要求がコンテンツmに対するものである確率q(m)の累積分布関数とし、そして、rをノードnからの要求発生比率とするとき、上述の数7の式で配信フローの平均ホップ長を推定する。 In addition, h n, min and h n, o are respectively the hop distance from the node n to the shortest hop distance among the S server bases including the original server base, and the original server to the node n. a hop distance, further, the distribution request of Q n (m) is from the node n is the cumulative distribution function of a probability q n (m) is intended for content m, and the request generation ratio of r n from node n Then, the average hop length of the distribution flow is estimated by the above equation (7).

また、hi,min,Njを、Nにキャッシュサーバ拠点が設置された状態における、ノードiから最近接サーバ拠点までのホップ長とするとき、既にj個のキャッシュサーバ拠点がノード集合Nに設置された状態で(Nは全ノード集合Nからオリジナルサーバ拠点Oを除いたN\O)、さらにノードn(n∈N\N)にキャッシュサーバ拠点を設置することで得られる推定平均ホップ長h^の削減効果En、Njを、上述の数8により算出し、En、Njが最大のノードから順にキャッシュサーバ拠点を配置していく。 Further, when h i, min, Nj is the hop length from the node i to the nearest server base in a state where the cache server base is installed at N j , j cache server bases are already in the node set N j (N 0 is N \ O excluding the original server base O from the total node set N), and the estimation obtained by installing the cache server base in the node n (nεN \ N j ) The reduction effect En, Nj of the average hop length h ^ is calculated by the above equation 8 , and the cache server bases are arranged in order from the node with the largest En, Nj .

本例によれば、キャリア型CDNにおいて、配信フローの平均ホップ長を最小化し、各リンクの平均負荷を最小化するよう、オリジナルサーバ拠点とキャッシュサーバ拠点を最適配置することができ、キャリア型CDNのネットワーク内に流れるトラヒック総量の最小化を図ることが可能となる。   According to this example, in the carrier type CDN, the original server base and the cache server base can be optimally arranged so as to minimize the average hop length of the distribution flow and minimize the average load of each link. It is possible to minimize the total amount of traffic flowing in the network.

尚、本発明は、図1〜図9を用いて説明した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本例では、キャリア型CDNにおけるサーバ配置に関して説明しているが、他の、一元管理されたネットワークにおけるサーバ配置にも適用可能である。   In addition, this invention is not limited to the example demonstrated using FIGS. 1-9, In the range which does not deviate from the summary, various changes are possible. For example, in this example, the server arrangement in the carrier type CDN is described, but the present invention can be applied to other server arrangements in a centrally managed network.

すなわち、ネットワークを介してサーバコンピュータからコンテンツを、当該コンテンツの要求元のクライアントコンピュータに配信するネットワークにおいて、サーバコンピュータとして、全てのコンテンツを記憶する1つのオリジナルサーバシステムと、このオリジナルサーバシステムが記憶するコンテンツの幾つかを記憶してクライアントコンピュータからの配信要求に応じて当該コンテンツを配信すると共に配信したコンテンツに対するLFUによるキャッシュ制御を行う複数のキャッシュサーバシステムとを設け、オリジナルサーバシステムとキャッシュサーバシステムのそれぞれを本発明により選択したノードに配置する構成としても良い。   That is, in a network that distributes content from a server computer to a requesting client computer via the network, one original server system that stores all the content as the server computer, and this original server system stores A plurality of cache server systems that store some of the contents and distribute the contents in response to a distribution request from the client computer and perform cache control by LFU on the distributed contents are provided, and the original server system and the cache server system It is good also as a structure which each arrange | positions to the node selected by this invention.

また、本例のコンピュータ構成例に関しても、キーボードや光ディスクの駆動装置の無いコンピュータ構成としても良い。また、本例では、光ディスクを記録媒体として用いているが、FD(Flexible Disk)等を記録媒体として用いることでも良い。また、プログラムのインストールに関しても、通信装置を介してネットワーク経由でプログラムをダウンロードしてインストールすることでも良い。   The computer configuration example of this example may also be a computer configuration without a keyboard or optical disk drive. In this example, an optical disk is used as a recording medium. However, an FD (Flexible Disk) or the like may be used as a recording medium. As for the program installation, the program may be downloaded and installed via a network via a communication device.

本発明に係るサーバ配置システムを設けたキャリア型CDNのネットワーク構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the network structural example of the carrier type CDN which provided the server arrangement | positioning system which concerns on this invention. 36個のネットワークの平均ノード次数と最大ノード次数の散布状況例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a dispersion | distribution situation of the average node degree of 36 networks, and a maximum node degree. Caboe&Wirelessのトポロジ例とノード人口状況例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the topology example and node population situation example of Caboe & Wireless. Caboe&Wirelessに対する本発明のシミュレーション結果例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a simulation result of this invention with respect to Caboe & Wireless. Caboe&Wirelessに対する本発明による設計結果例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a design result by this invention with respect to Caboe & Wireless. 18個のネットワークにおける性能比較例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the performance comparative example in 18 networks. 36個のネットワークにおける性能比較例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the performance comparative example in 36 networks. 36個のネットワークにおける正規化キャッシュサーバ数を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the number of normalization cache servers in 36 networks. 図1におけるサーバ拠点配置装置による本発明に係るサーバ配置手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the server arrangement | positioning procedure example which concerns on this invention by the server base arrangement | positioning apparatus in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

101:サーバ拠点配置装置、102:集中制御局、103:コンテンツサーバ、104:サーバ選択装置、105:ユーザ端末。   101: Server location arrangement device, 102: Central control station, 103: Content server, 104: Server selection device, 105: User terminal.

Claims (10)

プログラムされたコンピュータ処理によって、ネットワークを介してクライアントコンピュータにコンテンツを配信する複数のサーバコンピュータシステムの配置を行うサーバ配置方法であって、
プログラムされたコンピュータの処理実行手順として、
上記ネットワーク上の各ノードから1つのノードを選択し、選択したノードに全てのコンテンツを記憶するオリジナルサーバシステムを配置する第1の手順と、
上記ネットワーク上の各ノードから複数のノードを選択し、選択した各ノードに上記オリジナルサーバシステムが記憶するコンテンツをキャッシュして配信するキャッシュサーバシステムを配置する第2の手順と
を含むことを特徴とするサーバ配置方法。
A server placement method for placing a plurality of server computer systems for delivering content to client computers via a network by programmed computer processing,
As a process execution procedure of the programmed computer,
A first procedure of selecting one node from each node on the network and arranging an original server system for storing all contents in the selected node;
A second procedure for selecting a plurality of nodes from each node on the network and arranging a cache server system for caching and distributing contents stored in the original server system to each selected node. Server placement method.
請求項1に記載のサーバ配置方法であって、
上記第1,第2の手順では、
ネットワークトポロジ情報と、上記全ノードからの各コンテンツに対する配信要求の発生頻度とを入力して、
配信フローの平均ホップ長が最小化するよう、上記オリジナルサーバシステムと上記キャッシュサーバシステムを配置するノードの選択を行うことを特徴とするサーバ配置方法。
The server placement method according to claim 1,
In the first and second procedures,
Enter the network topology information and the frequency of occurrence of distribution requests for each content from all the above nodes.
A server arrangement method comprising selecting a node on which the original server system and the cache server system are arranged so that an average hop length of a distribution flow is minimized.
請求項2に記載のサーバ配置方法であって、
上記第1の手順では、
上記ネットワーク上の各ノードnに対して、当該ノードnから他の各ノードに至る最短経路上のホップ数を上記配信要求の発生頻度数比で重み付けした総和の逆数で、当該ノードnの中心度H(n)を定義し、
該中心度H(n)が最大のノードを選択して上記オリジナルサーバを配置することを特徴とするサーバ配置方法。
The server placement method according to claim 2,
In the first procedure,
For each node n on the network, the centrality of the node n is the reciprocal of the sum total of the number of hops on the shortest route from the node n to each other node, weighted by the frequency ratio of the distribution requests. Define H o (n)
A server placement method, wherein a node having the maximum centrality H o (n) is selected and the original server is placed.
請求項2もしくは請求項3のいずれかに記載のサーバ配置方法であって、
上記第2の手順では、
各キャッシュサーバシステムの容量Bを一定値とし、かつ、ネットワーク全体のキャッシュサーバシステムの容量Kと各キャッシュサーバシステム数Cを用いた床関数式「B=floor(K/C)」により、各キャッシュサーバシステム数Cも含めて、各キャッシュサーバシステムを配置するノードを選択することを特徴とするサーバ配置方法。
The server arrangement method according to claim 2 or 3, wherein:
In the second procedure,
Each cache server system uses a floor function formula “B = floor (K / C)” with a fixed value of the capacity B of each cache server system and the capacity K of the cache server system of the entire network and the number C of each cache server system. A server placement method comprising selecting a node on which each cache server system is placed, including the number of server systems C.
請求項2から請求項4のいずれかに記載のサーバ配置方法であって、
上記第1,第2の手順では、
上記オリジナルサーバシステムと上記キャッシュサーバシステムを配置するS個のノードの中でノードnからのホップ距離が最短のノードまでのホップ距離hn,minと、上記オリジナルサーバシステムを配置したノードから上記ノードnまでのホップ距離hn,o、および、上記ノードnからの配信要求がコンテンツmに対するものである確率q(m)の累積分布関数Q(m)と、上記ノードnからの配信要求発生比率rとを用いて、下記の数1の式から、上記配信フローの平均ホップ長の推定値(h^)を算出することを特徴とするサーバ配置方法。
Figure 2010057107
A server arrangement method according to any one of claims 2 to 4,
In the first and second procedures,
Among the S nodes in which the original server system and the cache server system are arranged, the hop distance h n, min to the node having the shortest hop distance from the node n, and the node from which the original server system is arranged to the node a cumulative distribution function Q n (m) of the hop distance h n, o up to n and the probability q n (m) that the distribution request from the node n is for the content m, and the distribution request from the node n by using the generation ratio r n, from equation 1 below, the server arrangement wherein the calculating the estimated value of the average hop length of the delivery flow to (h ^).
Figure 2010057107
請求項2から請求項4のいずれかに記載のサーバ配置方法であって、
上記第2の手順は、
ノードiから、j個の各キャッシュサーバシステムが配置された各ノードの集合N(j=0ではオリジナルサーバシステムが配置されたノードを除いた集合N)における最近接のノードまでのホップ長hi,min,Njと、
上記ノードiから集合N外のノードn(n∈N\N)までのホップ長hn,iとを用いて、下記の数2の式から、
既にj個のキャッシュサーバシステムが集合Nに含まれる各ノードに設置された状態で、上記ノードnに新たにキャッシュサーバシステムを配置することで得られる上記配信フローの平均ホップ長の推定値「h^」の削減効果En、Njを算出し、
算出した削減効果En、Njが最大のノードから順にキャッシュサーバシステムを配置するノードとして選択していくことを特徴とするサーバ配置方法。
Figure 2010057107
A server arrangement method according to any one of claims 2 to 4,
The second procedure is as follows:
Hop length from the node i to the closest node in the set N j of each node in which each of the j cache server systems is arranged (a set N 0 excluding the node in which the original server system is arranged in j = 0 ) hi, min, Nj ,
Hop length h n from the node i to the set N j nodes outside the n (n∈N\N j), by using the i, from Expression 2 below,
With the j cache server systems already installed in each node included in the set N j , the estimated value “average hop length of the distribution flow” obtained by newly arranging the cache server system in the node n “ h ^ ”reduction effect En, Nj ,
A server placement method characterized by selecting a node to place a cache server system in order from a node having the largest calculated reduction effect En, Nj .
Figure 2010057107
キャリアが運用するネットワーク(キャリア型ネットワーク)においてCDNによりサーバコンピュータにキャッシュされたコンテンツを要求元のクライアントコンピュータに配信するキャリア型CDNシステムにおけるサーバコンピュータの配置方法であって、
請求項1から請求項6のいずれかに記載のサーバ配置方法における各手順により、上記オリジナルサーバシステムと上記キャッシュサーバシステムのそれぞれを配置するノードの選択を行い、選択したノードに上記オリジナルサーバシステムと上記キャッシュサーバシステムのそれぞれを配置すると共に、
上記オリジナルサーバシステムおよび上記キャッシュサーバシステムを、複数のサーバコンピュータをクラスタリングして構成することを特徴とするキャリア型CDNにおけるサーバ配置方法。
An arrangement method of a server computer in a carrier type CDN system that distributes contents cached in a server computer by a CDN to a requesting client computer in a network operated by a carrier (carrier type network),
The node in which each of the said original server system and the said cache server system is arrange | positioned is selected by each procedure in the server arrangement | positioning method in any one of Claims 1-6, The said original server system and the selected node are made into the selected node. While arranging each of the above cache server systems,
A server arrangement method in a carrier type CDN, wherein the original server system and the cache server system are configured by clustering a plurality of server computers.
プログラムされたコンピュータ処理によって、ネットワークを介してクライアントコンピュータにコンテンツを配信する複数のサーバコンピュータシステムの配置を行うサーバ配置システムであって、
プログラムされたコンピュータ処理を実行する手段として、
請求項1から請求項7のいずれかに記載のサーバ配置方法における各手順を実行する手段を具備し、
該手段により、上記オリジナルサーバシステムと上記キャッシュサーバシステムのそれぞれを配置するノードの選択と、選択したノードへの上記オリジナルサーバシステムと上記キャッシュサーバシステムのそれぞれの配置を行うことを特徴とするサーバ配置システム。
A server arrangement system for arranging a plurality of server computer systems for distributing contents to client computers via a network by programmed computer processing,
As a means of performing programmed computer processing,
Comprising means for executing each procedure in the server placement method according to any one of claims 1 to 7,
By this means, selection of a node on which each of the original server system and the cache server system is selected, and arrangement of the original server system and the cache server system on the selected node are performed. system.
キャリアが運用するネットワーク(キャリア型ネットワーク)においてサーバコンピュータにキャッシュされたコンテンツを要求元のクライアントコンピュータに配信するキャリア型CDNシステムであって、
プログラムされたコンピュータ処理を実行する装置として、
請求項1から請求項7のいずれかに記載のサーバ配置方法における各手順を実行する手段を具備し、該手段により、上記オリジナルサーバシステムと上記キャッシュサーバシステムのそれぞれを配置するノードの選択と、選択したノードへの上記オリジナルサーバシステムと上記キャッシュサーバシステムのそれぞれの配置を行うサーバ拠点配置装置と、
全てのクライアントコンピュータからのコンテンツの配信要求を受信して、当該クライアントコンピュータへのコンテンツの配信に適したキャッシュサーバシステムの選択指示を送出する集中制御装置と、
該集中制御装置から送出された選択指示を受信して、クライアントコンピュータへのコンテンツの配信に適したキャッシュサーバシステムを選択し、選択したキャッシュサーバシステムに対して、当該コンテンツの当該クライアントコンピュータへの配信を指示するサーバ選択装置と
を設けたことを特徴とするキャリア型CDNシステム。
A carrier type CDN system that distributes content cached in a server computer to a requesting client computer in a network operated by a carrier (carrier type network),
As a device that executes programmed computer processing,
A means for executing each procedure in the server placement method according to any one of claims 1 to 7, comprising: selecting a node on which each of the original server system and the cache server system is placed; A server base location device for placing each of the original server system and the cache server system on the selected node;
A centralized control device that receives content distribution requests from all client computers and sends out instructions to select a cache server system suitable for content distribution to the client computers;
Upon receiving the selection instruction sent from the centralized control apparatus, a cache server system suitable for the distribution of the content to the client computer is selected, and the distribution of the content to the client computer to the selected cache server system A carrier-type CDN system, characterized in that a server selection device for instructing is provided.
コンピュータに、請求項1から請求項7のいずれかに記載のサーバ配置方法における各手順を実行させるためのプログラム。   The program for making a computer perform each procedure in the server arrangement | positioning method in any one of Claims 1-7.
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