JP2011061716A - データ配信ネットワークシステム及びデータ配信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サーバ10のデータ送信制御モジュール15は、送信用データの一部を先行送信データとして切り出すと、当該送信用データの残りの部分を遅延配信データとして遅延配信データ保持部16に保持すると共に、当該先行送信データをデバイスドライバ13及びネットワークインタフェース14を介してブロードキャスト、或いはマルチキャストする。クライアントは、サーバ10からの先行送信データを受信し、かつ当該先行送信データに対応する遅延配信データを必要とする場合、サーバ10に対して遅延配信データの送信を要求する。するとサーバ10のデータ送信制御モジュール15は、遅延配信データ保持部16に保持されている遅延配信データを要求元に送信する。
【選択図】 図3
Description
サーバコンピュータは、クライアント端末側がデータを所望しているか否かに関わらず、ヘッダ及びペイロードを含む送信用データ全体をブロードキャスト、或いはマルチキャストするのが一般的である。
サーバコンピュータは、データを所望するクライアント端末にのみヘッダ及びペイロードを含む送信用データ全体を配信する。
また、例えば特許文献2には、ネットワークを仮想ネットワークにより構築する技術が開示されている。
<第1の実施形態>
[全体構成]
図1は本発明の第1の実施形態に係るデータ配信ネットワークシステムの全体構成を示すブロック図である。
図2はクライアント20-iの構成を示すブロック図である。クライアント20-iは、バッファ管理モジュール21、ネットワークインタフェース22、デバイスドライバ23、ネットワークプロトコルモジュール24、ページフォルトハンドラ25、及びデータ処理モジュール26を有している。クライアント20-iは更に、遅延配信データ待ちバッファテーブル27及び定義情報記憶部28を有する。
デバイスドライバ23は、ネットワークインタフェース22を制御する、例えばソフトウェアモジュールである。デバイスドライバ23は、通常の送受信処理に加え、サーバ10から受信した遅延配信データを、遅延配信データ待ちバッファテーブル27に保持されている受信バッファのバッファ制御情報に基づき、該当するページに格納する処理等も行う。
図3はサーバ10の構成を示すブロック図である。サーバ10は、データ配信モジュール11、ネットワークプロトコルモジュール12、デバイスドライバ13、ネットワークインタフェース14及びデータ送信制御モジュール15を有する。サーバ10は更に、遅延配信データ保持部16及び定義情報記憶部17を有する。
図4は、受信バッファのデータ構造例を示す。受信バッファはデータ(実体)を格納するためのメモリページ(以下、単にページと称する)とバッファ制御情報とから構成される。このページは仮想アドレス空間内の仮想ページであり、データを格納するのに用いられる場合、このページに物理ページが割り当てられる。
図5は送信用データ、先行送信データ及び遅延配信データの関係を、一般的な表現形式と、具体的な表現形式とでそれぞれ示す。
次に、図1に示されるデータ配信ネットワークシステムにおける動作について説明する。
まずクライアント20-iのバッファ管理モジュール21は、定義情報記憶部28に記憶されている定義情報に基づき、受信バッファを用意する。この受信バッファは初期化されたバッファ制御情報を含む。
まず、サーバ10における先行送信データ送信処理について、図7のフローチャートを参照して説明する。
サーバ10のデータ配信モジュール11は、準備したデータの送信をネットワークプロトコルモジュール12に依頼する。
次に、クライアント20-iにおける先行送信データ受信処理について、図8のフローチャートを参照して説明する。
上述のように、予め決められたブロードキャストアドレス、或いは、マルチキャストアドレスを宛先アドレスとして、サーバ10から先行送信データが送信されると、当該宛先アドレスを持つデータを受信するように設定されたクライアント20-iのデバイスドライバ23は、ネットワークインタフェース22により当該先行送信データを受信する(ステップ801)。つまりサーバ10からブロードキャスト、或いはマルチキャストされた先行送信データが、第2のデータ送受信手段として機能する、ネットワークインタフェース22及びデバイスドライバ23によって受信される。
次に、ページフォルトハンドラ25による遅延配信データ送信要求処理について、図9のフローチャートを参照して説明する。
ページフォルトハンドラ25はページフォルトの発生に応じて呼び出されると、当該ページフォルト発生の原因となった受信バッファ内の遅延配信データ用のページ64に対して物理ページを割り当てる(ステップ901)。つまりページフォルトハンドラ25は、物理ページ未割り当ての遅延配信データ用のページ64を指定する仮想アドレスに、物理ページを割り当てる。このことは、ページフォルトハンドラ25が、受信バッファ内に遅延配信データ用の物理ページを追加したことと等価である。
次に、サーバ10における遅延配信データ送信処理について、図10のフローチャートを参照して説明する。
クライアント20-iからサーバ10宛てに遅延配信データの送信要求が送信されると、、サーバ10のデータ送信制御モジュール15は、ネットワークインタフェース14及びデバイスドライバ13を介して、当該遅延配信データの送信要求を受信する(ステップ1001)。するとデータ送信制御モジュール15は、受信した遅延配信データの送信要求に付加されている配信データ識別子に基づき、要求された遅延配信データが遅延配信データ保持部16に存在するかを判定する(ステップ1002)。即ちデータ送信制御モジュール15は、クライアント20-iからの送信要求に付加されているのと同一の配信データ識別子が付加されている遅延配信データが遅延配信データ保持部16に存在するかを判定する。もし、要求された遅延配信データが存在するならば、データ送信制御モジュール15は、当該遅延配信データを、クライアント20-iからの送信要求に対する応答として、配信データ識別子が付加されている状態で、デバイスドライバ13及びネットワークインタフェース14を介して当該クライアント20-i宛てに送信する(ステップ1003)。ここでデータ送信制御モジュール15によってクライアント20-iに送信される遅延配信データの始端側には、当該遅延配信データがクライアント20-iで受信可能なように、当該クライアント20-iを宛先とし、サーバ10を送信元として指定するネットワークプロトコルヘッダが付加される。
次にクライアント20-iにおける遅延配信データ受信処理について、図11のフローチャートを参照して説明する。
クライアント20-iのデバイスドライバ23は、サーバ10からクライアント20-i宛てに遅延配信データが送信されると、当該遅延配信データをネットワークインタフェース22を介して受信する(ステップ1101)。するとデバイスドライバ23は、受信した遅延配信データに付加されているのと同一の配信データ識別子を含むバッファ制御情報が遅延配信データ待ちバッファテーブル27に保持されているかを判定する(ステップ1102)。
次に、定義情報記憶部28に格納されている定義情報によって定義される先行送信データ長について説明する。
コンフィグレーションによる方法では、先行送信データ長が、サーバ10のデータ配信モジュール11及びクライアント20-iのデータ処理モジュール26の仕様、つまり、データ配信ネットワークシステム及びアプリケーションの仕様に従って予め決定される。この決定に従い、対応する先行送信データ長を含む定義情報が、サーバ10の定義情報記憶部17及び各クライアント20-iの定義情報記憶部28に、予め静的に設定される。
サーバ10のデータ配信モジュール11が、データ配信のサービス開始時、或いは定期的に、予め定められた手段、例えば、データ配信に使用するものと同じアドレスを使用して、先行送信データ長を含む定義情報をブロードキャスト、或いはマルチキャストする。各クライアント20-iは、サーバ10から定義情報がブロードキャスト、或いはマルチキャストされると、その定義情報を受信して、その受信した定義情報を定義情報記憶部28に格納する。クライアント20-iは、前述したように、定義情報記憶部28に格納されている定義情報に従い、処理を行う。この方法も、先行送信データ長が静的に設定される。
しかし、以下に述べるように、サーバ10が動的に先行送信データ長を決定して、運用する方法を適用することも可能である。
サーバ10が、先行送信データ長を変化させると、各クライアント20-iが先行送信データ長として認識する長さの違いにより、以下のクライアントにてページフォルトが発生する。結果的にサーバ10は、ページフォルトが発生したクライアントから遅延配信データの送信要求を受け取ることになる。
ページフォルトが発生するクライアントはない。
先行送信データ長をMと認識しており、かつ、遅延配信データを所望するクライアントと、
先行送信データ長をLと認識しており、かつ、遅延配信データを所望するクライアントと、
先行送信データ長をKと認識しており、かつ、遅延配信データを所望するクライアントと
でページフォルトが発生。
先行送信データ長をMと認識している全てのクライアントと、
先行送信データ長をLと認識しており、かつ、遅延配信データを所望するクライアントと、
先行送信データ長をKと認識しており、かつ、遅延配信データを所望するクライアントと
でページフォルトが発生。
先行送信データ長をMと認識している全てのクライアントと、
先行送信データ長をLと認識している全てのクライアントと、
先行送信データ長をKと認識しており、かつ、遅延配信データを所望するクライアントと
でページフォルトが発生。
先行送信データ長をMと認識している全てのクライアントと、
先行送信データ長をLと認識している全てのクライアントと、
先行送信データ長をKと認識している全てのクライアントと
でページフォルトが発生。
・ネットワーク帯域、ネットワーク使用状況(輻輳発生の有無等)
・データ配信の遅延時間
・データ配信の頻度
によっても変わる。
このため、これらの情報とサーバ10自身の処理能力のうちの少なくとも1つに基づいて、上記Qが決定されてもよい。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
前記第1の実施形態では、クライアント20-iのデバイスドライバ23が、サーバ10からの先行送信データと遅延配信データとを区別して受信し、先行受信データを受信バッファ内の先行送信データ用のページ63に格納する処理(ステップ801〜804)、遅延配信データを受信バッファ内の遅延配信データ用のページ64に格納する処理(ステップ1101〜1104)を実行している。
仮想ネットワークインタフェースの実装方法は、例えば前記特許文献2の段落0110〜0128、図13及び図14に記載されている。
図12及び図13は、第2の実施形態で適用される一般的なOS(オペレーティングシステム)による仮想ネットワークインタフェースの実装例を示す。図12及び図13は、それぞれ特許文献2の図13及び図14に相当する。
第1の実施形態において適用される先行送信データ長の決定手法は、第2の実施形態においても適用可能である。
Claims (7)
- サーバコンピュータと複数のクライアント端末とがネットワークによって接続されたデータ配信ネットワークシステムであって、
前記サーバコンピュータは、
前記ネットワークを介してデータを送受信する第1の送受信手段と、
前記ネットワークを介して送信されるべき送信用データの一部を先行送信データとして切り出して、当該先行送信データを前記第1の送受信手段によりブロードキャスト、或いはマルチキャストするデータ送受信制御手段と、
前記送信用データの前記先行送信データを除く部分を遅延配信データとして保持する遅延配信データ保持手段とを含み、
前記複数のクライアント端末の各々は、
前記ネットワークを介してデータを送受信する第2の送受信手段と、
前記サーバコンピュータからブロードキャスト、或いはマルチキャストされた前記先行送信データが前記第2の送受信手段によって受信され、かつ当該先行送信データに対応する前記遅延配信データを必要とする場合、前記第2の送受信手段により前記サーバコンピュータに対して前記遅延配信データの送信を要求する遅延配信データ送信要求手段とを含み、
前記サーバコンピュータの前記データ送受信制御手段は、前記複数のクライアント端末のいずれかのクライアント端末から、前記遅延配信データの送信が要求された場合に、前記遅延配信データ保持手段に保持されている前記遅延配信データを前記第1の送受信手段により当該遅延配信データの送信を要求したクライアント端末宛てに送信する
ことを特徴とするデータ配信ネットワークシステム。 - 前記複数のクライアント端末の各々は、
初期状態において物理ページ割り当て済みの第1の仮想アドレスで指定される第1のメモリページ、及び初期状態において物理ページ未割り当ての第2の仮想アドレスで指定される第2のメモリページを含む受信バッファと、
前記第2の送受信手段によって受信された前記先行送信データを前記第1のメモリページに格納する格納処理手段と、
前記第1のメモリページに格納された前記先行送信データに対応する前記遅延配信データを必要とする場合、前記第2のメモリページにアクセスするデータ処理手段と、
前記データ処理手段による前記第2のメモリページへのアクセスに応じてページフォルトが発生した場合、前記第2の仮想アドレスに対して物理ページを割り当てるページフォルトハンドラであって、前記遅延配信データ送信要求手段を含むページフォルトハンドラとを更に含み、
前記格納処理手段は、前記第2の送受信手段によって受信された前記遅延配信データを、前記物理ページが割り当てられた前記第2の仮想アドレスで指定される前記第2のメモリページに格納する
ことを特徴とする請求項1記載のデータ配信ネットワークシステム。 - 前記送信用データは、複数のネットワークプロトコルヘッダとペイロードとから構成され、
前記先行送信データは、前記送信用データ中の前記複数のネットワークプロトコルヘッダの少なくとも先頭のネットワークプロトコルヘッダの始端側の一部を含み、
前記遅延配信データは、前記送信用データ中の少なくとも前記ペイロードの終端側の一部を含む
ことを特徴とする請求項1または2に記載のデータ配信ネットワークシステム。 - 前記サーバコンピュータは、前記先行送信データの長さを含む当該先行送信データに関する定義情報を記憶するための第1の定義情報記憶手段を更に含み、
前記複数のクライアント端末の各々は、
前記定義情報を記憶するための第2の定義情報記憶手段と、
前記遅延配信データの待ち状態にある前記受信バッファのバッファ制御情報であって、前記第1の仮想アドレス及び前記第2の仮想アドレスを含むバッファ制御情報を保持するためのバッファ制御情報保持手段と、
前記第2の定義情報記憶手段に記憶されている前記定義情報に基づいて前記受信バッファを確保するバッファ管理手段とを更に含み、
前記サーバコンピュータの前記データ送受信制御手段は、前記第1の定義情報記憶手段に記憶されている前記定義情報に基づいて、前記送信用データから前記先行送信データを切り出し、
前記複数のクライアント端末の各々の前記遅延配信データ送信要求手段は、前記第2の仮想アドレスに対して前記物理ページが割り当てられた際に、当該第2の仮想アドレスで指定される第2のメモリページを含む受信バッファの前記バッファ制御情報を前記バッファ制御情報保持手段に追加する ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のデータ配信ネットワークシステム。 - 前記サーバコンピュータの前記データ送受信制御手段は、前記先行送信データを、当該先行送信データの長さを逐次変化させながら、前記複数のクライアント端末に送信することにより、当該先行送信データの長さ毎に、前記遅延配信データの送信を要求するクライアント端末の数を計測し、計測された数が、予め定められた単位時間内に前記サーバコンピュータで処理可能な遅延配信データの送信要求の数以下となる最小の長さを、新たに適用する前記送信データの長さとして決定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のデータ配信ネットワークシステム。
- 前記複数のクライアント端末の各々に含まれる前記格納処理手段が、ネットワークインタフェースのデバイスドライバまたは仮想ネットワークの仮想ネットワークインタフェースから構成されることを特徴とする請求項2記載のデータ配信ネットワークシステム。
- 第1の送受信手段、データ送受信制御手段及び遅延配信データ保持手段を含むサーバコンピュータと、第2の送受信手段及び遅延配信データ送信要求手段をそれぞれ含む複数のクライアント端末とがネットワークによって接続されたデータ配信ネットワークシステムにおいて、前記サーバコンピュータからデータを配信するためのデータ配信方法であって、
前記サーバコンピュータの前記データ送受信制御手段が、前記ネットワークを介して送信されるべき送信用データの一部を先行送信データとして切り出すステップと、
前記サーバコンピュータの前記データ送受信制御手段が、前記送信用データの前記先行送信データを除く部分を遅延配信データとして前記遅延配信データ保持手段に保持するステップと、
前記サーバコンピュータの前記データ送受信制御手段が、前記先行送信データを前記第1の送受信手段によりブロードキャスト、或いはマルチキャストするステップと、
前記ブロードキャスト、或いはマルチキャストされた前記先行送信データが、前記複数のクライアント端末のいずれかのクライアント端末の前記第2の送受信手段で受信され、かつ当該クライアント端末が当該先行送信データに対応する前記遅延配信データを必要とする場合、当該クライアント端末の前記遅延配信データ送信要求手段が、前記第2の送受信手段により前記サーバコンピュータに対して前記遅延配信データの送信を要求するステップと、
前記複数のクライアント端末のいずれかのクライアント端末から前記サーバコンピュータに対して前記遅延配信データの送信が要求された場合に、当該サーバコンピュータの前記データ送受信制御手段が、前記遅延配信データ保持手段に保持されている前記遅延配信データを前記第1の送受信手段により当該遅延配信データの送信を要求したクライアント端末宛てに送信するステップと
を具備することを特徴とするデータ配信方法。
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JP2004362261A (ja) * | 2003-06-04 | 2004-12-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | メタデータ配信方法及びメタデータ配信用送信装置及びメタデータ配信用送信装置の機能プログラムを記録した記録媒体 |
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