JP2014200003A - Method and device for calculating channel of content delivery system, content delivery network, and relay node thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To deliver a plurality of threshold-secrete-sharing partial contents on different channels by utilizing by-group network encoding.SOLUTION: A first solution unit 102 finds, by a first integer programming, a solution for a maximum number of link-independent channels m leading from each delivery source node s to each delivery destination node d. A multiplex count calculation unit 103 calculates a minimum number of links F in which N-K+1 channels can be included when N channels are evenly distributed to M links. A second solution unit 104 finds, by a second integer programming, a solution for N channels leading to each delivery destination node so as to minimize an expected value for the number of delivery destination nodes at which the original content cannot be restored due to the occurrence of multiple link faults equal to or less than F-multiple link faults where a link fault occurs in all of F or less links in which N-K+1 or more channels are included, the solution being calculated by limiting the scope of application of network encoding to the partial contents in one and the group.

Description

本発明は、コンテンツ配信システムの経路計算方法および装置ならびにコンテンツ配信ネットワークおよびその中継ノードに係り、特に、一つのコンテンツを複数の部分コンテンツに分割してネットワーク上に分散配置し、かつネットワーク符号化(network coding)によるスループットの向上を図りながら、各部分コンテンツを複数の配信先ノードへ複数の経路で配信する閾値秘密分散に好適なコンテンツ配信システムの経路計算方法および装置ならびにコンテンツ配信ネットワークおよびその中継ノードに関する。   The present invention relates to a route calculation method and apparatus for a content distribution system, a content distribution network, and a relay node thereof, and in particular, one content is divided into a plurality of partial contents and distributed on the network, and network coding ( content distribution system route calculation method and apparatus suitable for threshold secret sharing, and content distribution network and its relay node that distribute each partial content to a plurality of distribution destination nodes through a plurality of routes while improving throughput by network coding) About.

非特許文献1には、1つのコンテンツを、暗号化されたn個の部分コンテンツに分割し、n個の部分コンテンツのうち、k (≦n) 個以上の部分コンテンツが集まらないと元のコンテンツを復元できないように秘密分散する閾値秘密分散方法が開示されている。   In Non-Patent Document 1, one content is divided into n pieces of encrypted partial content, and k (≦ n) or more pieces of partial content out of n pieces of partial content are not collected. A threshold secret sharing method is disclosed in which secret sharing is performed so that it cannot be restored.

特許文献1,2には、複数のノードで秘密分散保持されているN個の部分コンテンツをネットワーク経由で配信先ノードまで転送する際に、多重リンク障害によってN-K個よりも多い数の部分コンテンツが転送途中で損失となり、配信先ノードで元のコンテンツを復元できなくなる確率が最小となる配信経路を計算する方法が開示されている。   In Patent Documents 1 and 2, when transferring N pieces of partial content secretly held by a plurality of nodes to a delivery destination node via a network, there are more pieces of partial contents than NK due to multiple link failures. There is disclosed a method for calculating a delivery route that is lost during transfer and has a minimum probability that the original content cannot be restored at the delivery destination node.

非特許文献2には、中継ノードにおいて、ネットワーク符号化技術を用いて、異なる配信先ノードへ配信される複数の部分コンテンツを1つの部分コンテンツに符号化して転送することにより、リンク帯域の有効利用を図る技術が開示されている。   In Non-Patent Document 2, a relay node encodes and transfers a plurality of partial contents distributed to different distribution destination nodes into one partial content using network encoding technology, thereby effectively using a link band. A technique for achieving this is disclosed.

特許文献3には、複数のノードで秘密分散保持されているコンテンツを、ネットワークを介して複数の配信先ノードまで同時転送する際に、ネットワーク符号化を適用してリンク帯域の有効利用を図りつつ、多重リンク障害によって元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値を小さくするコンテンツ配信経路を計算する技術が開示されている。   In Patent Document 3, when content secretly held by a plurality of nodes is simultaneously transferred to a plurality of distribution destination nodes via a network, network coding is applied to effectively use a link band. A technique for calculating a content distribution route that reduces the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot restore the original content due to a multilink failure is disclosed.

特願2012−23993号Japanese Patent Application No. 2012-23993 特願2012−45315号Japanese Patent Application No. 2012-45315 特願2012−275828号Japanese Patent Application No. 2012-275828

Shamir, Adi (1979), "How to share a secret", Communications of the ACM 22 (11): 612-613Shamir, Adi (1979), "How to share a secret", Communications of the ACM 22 (11): 612-613 R. Ahlswede, et.al., "Network information flow," IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 46, no. 4, pp. 1204-1216, July 2000.R. Ahlswede, et.al., "Network information flow," IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 46, no. 4, pp. 1204-1216, July 2000.

N個の部分コンテンツから任意のK個の部分コンテンツを集めれば元データを復元できるが(K-1)個の部分コンテンツからでは元データを復元できない(K,N)閾値秘密分散では、N個の部分コンテンツがネットワーク上の配信元ノードに分散配置され、元データを復元しようとする配信先ノードに対して、部分コンテンツを保持する配信元ノードから各配信先ノードへ部分コンテンツが配信される。   Original data can be restored by collecting arbitrary K partial contents from N partial contents, but original data cannot be restored from (K-1) partial contents (K, N) N threshold value secret sharing The partial contents are distributed and distributed to the distribution source nodes on the network, and the partial contents are distributed from the distribution source node holding the partial contents to each distribution destination node to the distribution destination node that is to restore the original data.

(K,N)閾値秘密分散では、N個の部分コンテンツから任意のK個の部分コンテンツを集めれば元のコンテンツを復元できるので、複数のノードで秘密分散保持されているN個の部分コンテンツを配信先ノードまでネットワークを介して転送する際、転送途中でN-K個の部分コンテンツが失われても、配信先ノードで元のコンテンツを復元できる。   In (K, N) threshold secret sharing, the original content can be restored by collecting arbitrary K pieces of partial content from N pieces of partial content. When transferring to the delivery destination node via the network, the original content can be restored at the delivery destination node even if NK partial contents are lost during the transfer.

すなわち、(K,N)閾値秘密分散では、多重リンク障害によってN-K+1個以上の部分コンテンツが失われてしまう確率を最小化できる部分コンテンツの配信経路を設定できれば、多重リンク障害により元のコンテンツを復元できなくなる確率を最小化できる。   In other words, with (K, N) threshold secret sharing, if a distribution path for partial content that can minimize the probability that N-K + 1 or more partial contents will be lost due to a multilink failure can be set, the multilink failure will cause the original. The probability that the contents cannot be restored can be minimized.

一方、各部分コンテンツの配信経路が同一リンクを通っていると、当該リンクに障害が発生した場合にはN-K本未満の多重リンク障害でも元のコンテンツを復元できなくなってしまう場合がある。したがって、(K,N)閾値秘密分散を適用したコンテンツ配信では、各配信経路は同一リンクを通らない経路(リンク独立経路)であることが望ましい。   On the other hand, if the distribution route of each partial content passes through the same link, the original content may not be able to be restored even if there are less than N-K multi-link failures when a failure occurs in the link. Therefore, in content distribution to which (K, N) threshold secret sharing is applied, each distribution route is preferably a route that does not pass through the same link (link independent route).

しかしながら、従来技術では(K,N)閾値秘密分散を利用して部分コンテンツを複数経路で配信する際に、部分コンテンツがリンク独立経路を通るようにすることで、多重リンク障害により元のコンテンツを復元できなくなる確率を最小化できる経路を簡単に計算することができなかった。   However, in the prior art, when distributing partial content using multiple paths using (K, N) threshold secret sharing, the original content is restored due to multiple link failures by allowing the partial content to pass through a link independent route. It was not possible to easily calculate a route that could minimize the probability of being unable to restore.

特許文献3によれば、複数の配信先ノードのそれぞれにN個の部分コンテンツを配信する場合、ネットワーク符号化が適用されるのでスループットの向上が期待できる。しかしながら、多重リンク障害によって、配信先ノードでネットワーク復号化できなくなる部分コンテンツ数が増加し、元のコンテンツを復元できない配信先ノード数の期待値が増加してしまうという技術課題があった。   According to Patent Document 3, when N partial contents are distributed to each of a plurality of distribution destination nodes, network coding is applied, so that an improvement in throughput can be expected. However, there has been a technical problem that due to a multilink failure, the number of partial contents that cannot be network-decoded at the distribution destination node increases, and the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot restore the original content increases.

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、ネットワーク符号化を利用し、閾値秘密分散された複数の部分コンテンツを異なる経路で配信するシステムにおいて、複数の部分コンテンツを複数のグループに分類し、ネットワーク符号化を同一グループに属して配信先ノードが異なる部分コンテンツに対してのみ適用することにより、リンク帯域の有効利用は制限されるものの、多重リンク障害によって元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値をより小さくできるコンテンツ配信システムの経路計算方法および装置ならびにコンテンツ配信ネットワークおよびその中継ノードを提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, use network coding, and distribute a plurality of partial contents with threshold secret sharing to different groups in a different route. By classifying and applying network coding only to partial contents belonging to the same group and different delivery destination nodes, the effective use of the link bandwidth is limited, but the original contents cannot be restored due to a multilink failure It is an object of the present invention to provide a content distribution system route calculation method and apparatus, a content distribution network, and a relay node thereof that can reduce the expected value of the number of distribution destination nodes.

上記の目的を達成するために、本発明は、配信対象のコンテンツが(K,N)閾値秘密分散法によりN分割されて複数のグループに分類され、各部分コンテンツがネットワーク上の配信元ノードから複数の配信先ノードへ、同一グループに属して配信先ノードが異なる部分コンテンツに対してのみネットワーク符号化を適用する中継ノードを介して複数の経路で配信されるコンテンツ配信システムの経路計算装置であって、符号化ネットワークのトポロジに基づいて、複数の配信元ノードから各配信先ノードへ至るリンク独立な経路の最大数mを第1の整数計画法で求解して、各配信先ノードに関するリンク独立な経路の最大数mの最小数Mを求める第1求解手段と、N本の経路をM本のリンクに均等に配分するときに、N-K+1本の経路が含まれ得る最少のリンク数Fを算出する多重数算出手段と、N-K+1本以上の経路が含まれるF本以下のリンク組でリンク障害が生じる多重リンク障害の発生によって、元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値を最小化するような各配信先ノードに至るN本の経路を第2の整数計画法で求解する第2求解手段とを設け、第2求解手段には、各中継ノードの出リンクの使用帯域を、各グループにおける当該出リンクを通過して同一宛先に至る経路数のうちの最大値を全グループについて加算した値に見積もり、ネットワーク符号化された部分コンテンツが損失した場合は、同一グループの全ての部分コンテンツが損失となるような制約条件を課した。   In order to achieve the above object, the present invention divides content to be distributed into N groups by (K, N) threshold secret sharing method, and each partial content is distributed from a distribution source node on the network. A route calculation device of a content distribution system that distributes to a plurality of distribution destination nodes via a plurality of routes via a relay node that applies network coding only to partial contents that belong to the same group but have different distribution destination nodes. Based on the topology of the encoding network, the maximum number m of link-independent paths from a plurality of distribution source nodes to each distribution destination node is solved by the first integer programming method, and the link independence for each distribution destination node is determined. First solving means for obtaining the minimum number M of the maximum number m of simple routes, and the minimum number of links that can include N−K + 1 routes when N routes are equally distributed to M links. Multiplex number calculation means for calculating the number of links F, and distribution that cannot restore the original content due to the occurrence of a multilink failure that causes a link failure in F or less link pairs that include N-K + 1 or more routes A second solving means for solving N routes to each delivery destination node that minimizes the expected value of the number of destination nodes by a second integer programming method, and each relay node includes When the bandwidth used for the egress link is estimated to be the sum of the maximum number of routes that pass through the egress link in each group and reach the same destination for all groups, and network encoded partial content is lost Imposed a constraint that all partial contents of the same group would be lost.

本発明のコンテンツ配信システム装置によれば、以下のような効果が達成される。
(1)複数のノードで閾値秘密分散保持されているコンテンツを複数の配信先ノードまでネットワークを介して同時転送する際に、ネットワーク符号化を用いてリンク帯域の有効利用を図りつつ、多重リンク障害によって元のコンテンツが復元できなくなる配信先ノード数の期待値を最小化する高信頼なコンテンツ配信経路の計算が可能となる。
According to the content distribution system apparatus of the present invention, the following effects are achieved.
(1) When simultaneously transferring content held by threshold secret sharing at multiple nodes to multiple delivery destination nodes via the network, multiple link failures are made while using link bandwidth effectively using network coding. This makes it possible to calculate a highly reliable content distribution route that minimizes the expected value of the number of distribution destination nodes from which the original content cannot be restored.

(2)部分コンテンツを複数のグループに分割し、同一グループの部分コンテンツに対してのみネットワーク符号化を適用することで、リンク帯域の有効利用は制限されるものの、多重リンク障害によって元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値をより小さくするコンテンツ配信経路の計算が可能となる。   (2) Dividing partial content into multiple groups and applying network coding only to partial content in the same group limits the effective use of link bandwidth, but the original content is It is possible to calculate a content distribution route that reduces the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot be restored.

(3)各部分コンテンツが損失した場合は、当該部分コンテンツと同一グループに属する全ての部分コンテンツが損失したと見なすことにより、各中継ノードにおいてネットワーク符号化される部分コンテンツの実際の組合せを考慮することなく、信頼性に関して安全側のコンテンツ配信経路を簡易に計算できるようになる。   (3) When each partial content is lost, it is considered that all partial contents belonging to the same group as the partial content are lost, and the actual combination of the partial contents that are network-encoded at each relay node is taken into consideration. Therefore, it is possible to easily calculate a safe content distribution route with respect to reliability.

また、本発明のコンテンツ配信システムの経路計算方法によれば、以下のような効果が達成される。
(4)リンクコストを更新しながら、最小コスト経路計算法を用いて、各部分コンテンツを各配信先ノードまで配信するための経路を1本ずつ逐次的に算出することにより、コンテンツ配信経路を高速に計算できる。
Moreover, according to the route calculation method of the content distribution system of the present invention, the following effects are achieved.
(4) While updating the link cost, using the minimum cost route calculation method, the content delivery route is made faster by sequentially calculating the route for delivering each partial content to each delivery destination node one by one. Can be calculated.

本発明が適用されるコンテンツ配信システムのネットワーク構成を示した図である。It is the figure which showed the network structure of the content delivery system with which this invention is applied. 配信経路計算サーバの第1実施形態の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of 1st Embodiment of a delivery route calculation server. 本発明の一実施形態の動作を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed operation | movement of one Embodiment of this invention. ネットワークトポロジの変形例を示した図である。It is the figure which showed the modification of network topology. 各リンクにおけるグループ別ネットワーク符号化の適用方法を示した図である。It is the figure which showed the application method of the network coding classified by group in each link. 配信経路計算サーバの第2実施形態の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of 2nd Embodiment of a delivery route calculation server. 第2実施形態に係るコンテンツ配信経路の設定手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the setting procedure of the content delivery path | route which concerns on 2nd Embodiment. リンクコストCost lの初期値の算出手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the calculation procedure of the initial value of link cost Cost1. リンクコストCost lを算出する手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure which calculates link cost Cost1. リンクコストの算出例を模式的に示した図である。It is the figure which showed the example of calculation of link cost typically.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の配信経路計算方法および装置が適用されるコンテンツ配信システムのネットワーク構成を示した図であり、ここでは、(K,N)閾値秘密分散を利用した複数経路によるコンテンツ配信を例にして説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a network configuration of a content distribution system to which a distribution route calculation method and apparatus according to the present invention is applied. Here, content distribution by a plurality of routes using (K, N) threshold secret sharing is performed. An example will be described.

制御対象のネットワークには、コンテンツを保持するS個の配信元ノード(コンテンツ保持ノード)sが配置され、各配信元ノードsには、1つのコンテンツをN分割して得られるN個の部分コンテンツが分散配置されている。各配信元ノードsに分散配置される部分コンテンツは一つとは限らず、複数の異なる部分コンテンツが配置される場合もある。D個の各配信先ノードdには、S個の各配信元ノードからN個の部分コンテンツがそれぞれ配信される。   In the control target network, S distribution source nodes (content holding nodes) s that hold content are arranged, and N partial contents obtained by dividing one content into N in each distribution source node s Are distributed. The partial content distributed to each distribution source node s is not limited to one, and a plurality of different partial contents may be arranged. N partial contents are distributed from each of the S distribution source nodes to each of the D distribution destination nodes d.

各配信元ノードsから送信された部分コンテンツは、複数の中継ノードを経由して各配信先ノードdへ配信される。各中継ノードは、宛先の配信先ノードdが異なる複数の部分コンテンツを符号化して一つの符号化部分コンテンツにまとめる周知のネットワーク符号化機能を備える。   The partial content transmitted from each distribution source node s is distributed to each distribution destination node d via a plurality of relay nodes. Each relay node has a known network encoding function that encodes a plurality of partial contents with different destination distribution destination nodes d and combines them into one encoded partial content.

本実施形態では、部分コンテンツを複数のグループに分割し、ネットワーク符号化の適用範囲を同一グループ内の部分コンテンツに制限する。これにより、ある部分コンテンツがリンク障害によって損失したとしても、配信先ノードでネットワーク復号化できなくなる可能性のある部分コンテンツは、当該損失部分コンテンツと同一グループに属する部分コンテンツのみに制限できる。   In the present embodiment, the partial content is divided into a plurality of groups, and the application range of network coding is limited to the partial content in the same group. As a result, even if a certain partial content is lost due to a link failure, the partial content that may not be network-decoded at the distribution destination node can be limited to only the partial content that belongs to the same group as the lost partial content.

すなわち、当該グループに属さないK個以上の部分コンテンツを配信先ノードでネットワーク復号化できれば、当該配信先ノードで元のコンテンツを復元できる。この時、互いに異なるノードで保持されている部分コンテンツを同一グループに所属させることにより、ネットワーク符号化が促進されてリンク帯域の有効利用が図れる。   That is, if K or more partial contents that do not belong to the group can be network-decoded at the distribution destination node, the original contents can be restored at the distribution destination node. At this time, by making the partial contents held in different nodes belong to the same group, network coding is promoted and the link band can be effectively used.

各配信先ノードdは、ネットワーク符号化により複数の部分コンテンツが一つにまとめられた符号化部分コンテンツを復号して各部分コンテンツを再現するネットワーク復号機能、および少なくともK個の部分コンテンツから元のコンテンツを復元するコンテンツ復元機能を備えている。   Each distribution destination node d has a network decoding function that reproduces each partial content by decoding the encoded partial content in which a plurality of partial contents are combined into one by network encoding, and an original from at least K partial contents A content restoration function for restoring content is provided.

配信経路計算サーバ1は、各配信元ノードsから各配信先ノードdへ、ネットワーク符号化を利用してN個の部分コンテンツを漏れなく配信する経路を決定して各配信元ノードsへ通知し、その配信を要求する。各配信元ノードsは、保持している部分コンテンツを、通知された配信経路で各配信先ノードdへ配信する。   The delivery route calculation server 1 determines a route for delivering N partial contents without omission from each delivery source node s to each delivery destination node d using network encoding, and notifies each delivery source node s. , Request its delivery. Each distribution source node s distributes the held partial content to each distribution destination node d through the notified distribution route.

配信経路計算サーバ1から各配信元ノードsへ配信要求される部分コンテンツ数は一つとは限らず、複数の場合もある。そして、複数の部分コンテンツを配信する配信元ノードsに対しては、部分コンテンツ数分の複数の経路が通知される。なお、配信経路計算サーバ1は各配信元ノードsに分散配置されている部分コンテンツを予め認識しており、各部分コンテンツは、同一の配信元ノードに分散配置されている複数の部分コンテンツが同一グループに属さないように、予め複数のグループに分類されている。換言すれば、異なる配信元ノードに分散配置されている部分コンテンツ同士のみが同一グループへの分類を許容される。そして、各部分コンテンツの経路を通知する際は、各部分コンテンツが属するグループ識別子IDgも併せて通知される。   The number of partial contents requested for distribution from the distribution path calculation server 1 to each distribution source node s is not limited to one, and there may be a plurality of partial contents. Then, a plurality of routes corresponding to the number of partial contents are notified to the distribution source node s that distributes the plurality of partial contents. Note that the distribution route calculation server 1 recognizes partial contents distributed in each distribution source node s in advance, and each partial content is identical to a plurality of partial contents distributed in the same distribution source node. It is classified into a plurality of groups in advance so as not to belong to a group. In other words, only partial contents distributed in different distribution source nodes are allowed to be classified into the same group. When notifying the path of each partial content, the group identifier IDg to which each partial content belongs is also notified.

本実施形態では、ネットワーク符号化によるリンク帯域使用の効率化を図りながら、多重リンク障害によって元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値を最小化するような配信経路が計算される。   In this embodiment, a distribution path is calculated that minimizes the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot restore the original content due to a multilink failure while improving the efficiency of link band use by network coding.

[第1実施例]
図2は、本発明の第1実施形態に係る配信経路計算サーバ(コンピュータ)1の主要部の構成を示した機能ブロック図であり、ここでは、本発明の説明に不要な構成は図示が省略されている。
[First embodiment]
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the main part of the distribution route calculation server (computer) 1 according to the first embodiment of the present invention. Here, the configuration unnecessary for the description of the present invention is not shown. Has been.

トポロジ取得部100は、前記ネットワークのトポロジを取得する。トポロジ変形部101は、取得されたネットワークの実トポロジを、後に詳述するように、図4に示した仮想トポロジに変形する。第1求解部102は、各配信元ノードsから各配信先ノードdへ至るリンク独立な経路の最大数mを、後述する第1の整数計画法により求解し、さらにはD個の各配信先ノードdに関して求めたリンク独立な経路の最大数mの中の最小値Mを求める。   The topology acquisition unit 100 acquires the topology of the network. The topology transformation unit 101 transforms the acquired real topology of the network into the virtual topology shown in FIG. 4 as will be described in detail later. The first finding unit 102 finds the maximum number m of link-independent routes from each delivery source node s to each delivery destination node d by a first integer programming method to be described later, and further each of the D delivery destinations. The minimum value M is determined from the maximum number m of link-independent paths determined for the node d.

多重数計算部103は、N個の部分コンテンツを転送するためのN本の経路を、配信元ノードsと配信先ノードdとの間の最小カットセットを構成するM個のリンクに均等に配分するときに、N-K+1本の経路が含まれる最少のリンク数Fを算出する。   The multiplexing number calculation unit 103 evenly distributes the N routes for transferring the N partial contents to the M links constituting the minimum cut set between the distribution source node s and the distribution destination node d. In this case, the minimum number of links F including N−K + 1 paths is calculated.

第2求解部104は、N-K+1本以上の経路が含まれることになるF本以下のリンク全てにリンク障害が生じるF重リンク障害以下の多重リンク障害の発生によって、元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値を最小化するような各配信先ノードに至るN本の経路を、後述する第2の整数計画法により、ネットワーク符号化の適用範囲を同一グループ内の部分コンテンツに制限しながら求解する。経路通知部105は、前記N本の経路の決定結果を、対応する各配信元ノードsへ通知する。   The second solver 104 determines the original content by the occurrence of a multi-link failure below the F-multiple link failure that causes a link failure on all the F links or less that include N-K + 1 or more routes. N paths that reach each distribution destination node that minimizes the expected value of the number of distribution destination nodes that can no longer be restored are divided into parts within the same group according to the second integer programming method described later. Solve while limiting to content. The route notification unit 105 notifies the determination result of the N routes to each corresponding distribution source node s.

次いで、フローチャートを参照して本発明の動作について説明する。図3は、本発明の一実施形態に係るコンテンツ配信経路の設定手順を示したフローチャートである。   Next, the operation of the present invention will be described with reference to a flowchart. FIG. 3 is a flowchart showing a content delivery route setting procedure according to an embodiment of the present invention.

ステップS1では、ネットワークの実トポロジ(Node,Link)が、各リンクlinkの障害確率と共に前記トポロジ取得部101により取得される。ステップS2では、ネットワークのトポロジが、前記トポロジ変形部102により図4のように仮想的に変形される。   In step S1, the actual topology (Node, Link) of the network is acquired by the topology acquisition unit 101 together with the failure probability of each link. In step S2, the topology of the network is virtually deformed as shown in FIG.

すなわち、各配信ノードsの上流側に一つの擬似発ノードvsを仮想的に設けて各配信元ノードsと仮想リンクvlinkで接続する。各仮想リンクvlinkの障害確率はゼロとし、各仮想リンクvlinkの容量は、接続している各配信元ノードsが保有している部分コンテンツ数C(s)に相当する値に設定する。このようなネットワーク変形により、各配信元ノードsが保持している部分コンテンツ数C(s)を考慮してコンテンツ配信経路を計算できるようになる。   That is, one pseudo source node vs is virtually provided on the upstream side of each distribution node s and is connected to each distribution source node s by a virtual link vlink. The failure probability of each virtual link vlink is set to zero, and the capacity of each virtual link vlink is set to a value corresponding to the number of partial contents C (s) held by each connected distribution source node s. Such a network modification makes it possible to calculate a content distribution path in consideration of the partial content number C (s) held by each distribution source node s.

ステップS3では、部分コンテンツを保持しているS個の各配信元ノードsから各配信先ノードdに至る、互いに共通のリンクを含まないリンク独立経路の最大数mが、前記第1求解部102において、以下の第1の整数計画法を解くことにより求められる。第1の整数計画法では、各定数が以下のように定義される。   In step S3, the maximum number m of link independent paths that do not include a common link from each of the S distribution source nodes s holding the partial content to each distribution destination node d is the first solving unit 102. , By solving the following first integer programming. In the first integer programming, each constant is defined as follows.

・node:ネットワークを構成するノード
・Node:擬似発ノードを除くノードnodeの集合
・d:配信先ノード
・link:ネットワークを構成するリンク
・Link:仮想リンクを含むリンクlinkの集合
・vs:擬似発ノード
・vlink:仮想リンク
・VLink:仮想リンクの集合
・s(vlink):仮想リンクvlinkが接続する配信元ノード
・Cs(vlink):配信元ノードs(vlink)が保有している部分コンテンツ数
・Clink:仮想リンクを除く各リンクlinkの容量
・INnode:ノードnodeを終点とするリンクの集合
・OUTnode:ノードnodeを始点とするリンクの集合
-Node: a node constituting a network-Node: a set of node nodes excluding a pseudo-originating node-d: a destination node-link: a link constituting a network-Link: a set of link links including virtual links-vs: pseudo-originating Node-vlink: Virtual link-VLink: Set of virtual links-s (vlink): Distribution source node to which the virtual link vlink is connected-Cs (vlink): Number of partial contents held by the distribution source node s (vlink) Clink: Capacity of each link link excluding virtual links-INnode: A set of links whose end point is node node-OUTnode: A set of links whose start point is node node

また、本実施形態では変数が以下のように定義される。
・xlink:リンクlinkを通過するリンク独立経路の本数を表す整数変数
・m:リンク独立な経路の本数
In this embodiment, variables are defined as follows.
Xlink: integer variable indicating the number of link independent paths that pass through link link m: number of link independent paths

前記第1求解部102における第1の整数計画法では、制約式が次式(1)〜(4)で与えられる。これらは経路保存則に係り、(1)式は、擬似発ノードvsから出る経路の総数がリンク独立な経路数mと等しくなるという制約である。(2)式は、各配信先ノードdに入る経路数がmであるという制約である。(3)式は、各配信先ノードdから出る経路数がゼロであるという制約である。(4)式は、擬似発ノードvsおよび配信先ノードd以外のノード(中継ノード)では、入る経路数と出る経路数とが同一であるという制約である。   In the first integer programming method in the first solving unit 102, the constraint equations are given by the following equations (1) to (4). These are related to the path conservation rule, and equation (1) is a constraint that the total number of paths exiting from the pseudo-origin node vs is equal to the number m of link-independent paths. Equation (2) is a constraint that the number of routes entering each distribution destination node d is m. Equation (3) is a constraint that the number of routes from each distribution destination node d is zero. The expression (4) is a constraint that the number of incoming routes is the same as the outgoing route number in nodes (relay nodes) other than the pseudo origin node vs and the distribution destination node d.

また、本実施形態では全ての経路がリンク独立でなければならず、各リンクを複数の経路が通ることは無いので、次式(5)がリンク独立の条件として与えられる。   In the present embodiment, all routes must be link-independent, and a plurality of routes do not pass through each link, so the following equation (5) is given as a link-independent condition.

さらに、本実施形態では各配信元ノードsが保持する部分コンテンツ数の制約条件が次式(6)で与えられる。これは、擬似発ノードvsと各配信元ノードsとを結ぶ仮想リンクvlinkを通過する経路の本数、すなわち配信元ノードsから配信される部分コンテンツ数は、各配信元ノードsが保持している部分コンテンツ数を超えないという条件となる。   Furthermore, in the present embodiment, the constraint condition on the number of partial contents held by each distribution source node s is given by the following equation (6). This is because each distribution source node s holds the number of routes passing through the virtual link vlink connecting the pseudo origin node vs and each distribution source node s, that is, the number of partial contents distributed from the distribution source node s. The condition is that the number of partial contents is not exceeded.

さらに、本実施形態ではリンクlinkの容量条件が次式(7)で与えられる。これは、各リンクlinkを通過するリンク独立な経路の本数が当該リンクClinkを越えないという条件となる。   Further, in this embodiment, the capacity condition of the link link is given by the following equation (7). This is a condition that the number of link-independent paths passing through each link does not exceed the link Clink.

ここで、最大化すべき目的関数Objは変数mなので、ステップS3では、上記の第1整数計画法を解くことにより、各配信先ノードに関して、配信元ノードからのリンク独立な経路の最大数mが求められる。そして、この最大数mおよび前記変数xlinkに基づいて全てのリンク独立経路が具体的に求まる。   Here, since the objective function Obj to be maximized is the variable m, in step S3, by solving the first integer programming, the maximum number m of link-independent paths from the distribution source node is obtained for each distribution destination node. Desired. Then, all the link independent paths are specifically obtained based on the maximum number m and the variable xlink.

一方、リンク独立な経路の最大数がmであるということは、各配信元ノードsから各配信先ノードdに至るN本の経路全てが、あるm本のリンク組に含まれる何れかのリンクを必ず通過することを意味する。したがって、D個の各配信先ノードdに関して求めたリンク独立な経路の最大数mの中の最小値をMとした時、リンク独立経路の最大数がMであるような配信先ノードdに至るN本の経路は、あるM本のリンクの何れかを通過することになる。本実施形態では、このようなN本の経路を、リンク容量は考慮しないで、できるだけ均等(整数単位で最も均等)にM本のリンクに分配することを考える。   On the other hand, if the maximum number of link-independent routes is m, all the N routes from each distribution source node s to each distribution destination node d are included in a certain m link set. Means that it must pass through. Therefore, when the minimum value among the maximum number m of link-independent paths obtained for each of the D distribution-destination nodes d is M, the distribution-destination node d has a maximum number of link-independent paths of M. N routes will pass through any of M links. In the present embodiment, it is considered that such N paths are distributed to M links as evenly as possible (most even in integer units) without considering the link capacity.

ステップS4では、前記多重数計算部103において、N本の経路をM本のリンクに均等に配分するときに、N-K+1本の経路が含まれ得る最少のリンク数Fが算出される。すなわち、i (=1〜M)番目のリンクには、次式(8)で与えられるhi本の経路が配分される。   In step S4, the multiplexing number calculation unit 103 calculates the minimum number of links F that can include N−K + 1 paths when N paths are evenly distributed to M links. . In other words, hi routes given by the following equation (8) are allocated to the i (= 1 to M) th link.

また、Hは次式(9)で与えられる。 H is given by the following equation (9).

リンク数Fは、配分される経路数の総和がN-K+1本以上となる最小リンク数として、次式(10)で与えられる。   The number of links F is given by the following equation (10) as the minimum number of links in which the total number of paths to be distributed is N−K + 1 or more.

この時、M本のリンクの中のF本のリンクに障害が発生すると、リンク独立な経路の最大数がMであるような配信先ノードでは、部分コンテンツを転送するためのN本の経路のうち、必ずN-K+1本以上の経路が障害となる。リンクの容量制約によって、F本よりも少ないリンクの障害によって、ある配信先ノードに至るN-K+1本以上の経路が障害になる可能性もあるが、リンクの容量制約が全く存在しない場合でも、F重リンク障害によって、N-K+1本以上の経路が必ず障害になる。すなわち、ネットワーク符号化が全く実行されない場合でも、F重リンク障害によって、N-K+1個以上の部分コンテンツが損失となり、配信先ノードdでは元のコンテンツを復元できなくなる。   At this time, if a failure occurs in F links among the M links, the distribution destination node whose maximum number of link-independent routes is M has N routes for transferring partial contents. Of these, N-K + 1 or more routes are always obstacles. When there is no link capacity constraint, there is a possibility that more than N-K + 1 routes to a certain destination node may become a failure due to fewer than F links due to link capacity constraints. However, due to F heavy link failure, N-K + 1 or more routes will always fail. That is, even when network coding is not performed at all, N−K + 1 or more partial contents are lost due to the F-multiple link failure, and the distribution destination node d cannot restore the original contents.

本実施例では、各リンクの障害確率は十分小さいと仮定して、何れかの配信先ノードで必ず元のコンテンツが復元できなくなるF重リンク障害以下の多重リンク障害のみを考慮する。すなわち、F重リンク障害以下の多重リンク障害が発生した時、元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値が最小となるような配信経路の算出を考える。   In this embodiment, assuming that the failure probability of each link is sufficiently small, only the multi-link failure below the F-multiple link failure in which the original content cannot be restored at any of the delivery destination nodes is considered. That is, consider the calculation of a distribution route that minimizes the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot restore the original content when a multi-link failure equal to or less than the F-multiple link failure occurs.

そこで、本実施例では第二の整数計画法を解法して、元のコンテンツを復元できない配信先ノード数の期待値を最小化するような、D個の配信先ノードへ至るそれぞれN本の配信経路が算出される。この時、N個の部分コンテンツをG個のグループに分割し、各中継ノードは、同一グループに属して配信先ノードが異なる部分コンテンツに対してのみ、ネットワーク符号化を適用する。そして、ある部分コンテンツが失われた場合は、ネットワーク符号化が適用される可能性がある当該失われた部分コンテンツと同一グループに属する部分コンテンツのみが同時に失われたと考える。   Therefore, in this embodiment, the second integer programming method is solved to minimize the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot restore the original content, and each of N distributions to D distribution destination nodes. A route is calculated. At this time, the N partial contents are divided into G groups, and each relay node applies network coding only to partial contents belonging to the same group and having different delivery destination nodes. When a certain partial content is lost, it is considered that only the partial content belonging to the same group as the lost partial content to which network coding may be applied is lost at the same time.

そこで、ステップS5以降では、各リンクの障害確率は十分に小さいと仮定して、F重リンク障害以下の多重リンク障害のみを考慮し、N-K+1個以上の部分コンテンツに損失が生じ得るF重リンク障害以下の多重リンク障害の発生確率を最小化するN本の配信経路が、前記第2求解部104において、第2の整数計画法により求解される。   Therefore, in step S5 and subsequent steps, assuming that the failure probability of each link is sufficiently small, only N-K + 1 or more partial contents can be lost in consideration of only the multilink failure below the F-multiple link failure. N distribution routes that minimize the probability of occurrence of multiple link failures equal to or less than F double link failures are solved by the second integer solving unit 104 by the second integer programming method.

本実施形態では、第2の整数計画法における定数および集合が以下のように定義される。なお、前記と同一の符号は同一または同等部分を表しているので、その説明は省略する。   In the present embodiment, constants and sets in the second integer programming method are defined as follows. In addition, since the same code | symbol as the above represents the same or equivalent part, the description is abbreviate | omitted.

・Dest:配信先ノードの集合
・FLink:仮想リンクを含まないF本以下のリンクの組合せの集合
・FLinkf:FLink内のf番目の組合せに含まれるリンクの集合
・Plink:予め与えられているリンクlinkの障害確率
・GPC g:グループg(1〜G)に属する配信経路の集合
・n g:グループg(1〜G)に属する配信経路数
-Dest: Set of delivery destination nodes-FLink: Set of combinations of F or less links that do not include virtual links-FLinkf: Set of links included in the f-th combination in FLink-Plink: Pre-given links failure probability of link-GPC g: Set of delivery routes belonging to group g (1 to G)-ng: Number of delivery routes belonging to group g (1 to G)

また、第2の整数計画法における変数は以下の様に定義される。
・Xlink(d,n):配信先ノードd(1〜D)に至るn(1〜N)番目の経路が、注目しているリンクlinkを通過する時に「1」、通過しない時に「0」であるバイナリ変数
・Clink(g):グループgに属する経路による仮想リンクを除くリンクlinkの使用帯域を表す整数変数
・Yf(d,g):リンク組合せFLink fの多重リンク障害によって、配信先ノードd(1〜D)において、グループg(1〜G)に属する部分コンテンツをネットワーク復号できない時「1」、復号できる時に「0」であるバイナリ変数
・Zf(d):リンク組合せFLink fの多重リンク障害によって、配信先ノードd(1〜D)において、N-K+1個以上の部分コンテンツをネットワーク復号できず、元のコンテンツを復元できない時に「1」、復元できる時に「0」であるバイナリ変数
The variables in the second integer programming method are defined as follows.
Xlink (d, n): “1” when the n (1 to N) th route to the distribution destination node d (1 to D) passes the link link of interest, “0” when it does not pass Binary variable that is-Clink (g): Integer variable that represents the bandwidth used for link links excluding virtual links by routes belonging to group g-Yf (d, g): Delivery destination node due to multiple link failure of link combination FLink f In d (1 to D), a binary variable that is “1” when the partial content belonging to group g (1 to G) cannot be network-decoded and “0” when it can be decoded ・ Zf (d): Multiplex of link combination FLink f It is “1” when the N-K + 1 or more partial contents cannot be network-decoded at the distribution destination node d (1 to D) due to a link failure, and the original contents cannot be restored, and “0” when the contents can be restored. Binary variable

さらに、この第2の整数計画法では制約式が次式(11)〜(13)で与えられる。(11)式は、各N本の経路が、擬似発ノードから出る仮想リンクの中の1本だけを通ること、すなわちN本の経路は擬似発ノードから出る仮想リンクのいずれかを通るという経路保存則である。(12)式は、全ての配信経路は、配信先ノードに入るリンクのいずれかを1回だけ通過し、配信先ノードから出るリンクを通過することはないという経路保存則である。(13)式は、全ての経路は、擬似発ノードおよび配信先ノードd以外の中継ノードを始点とするリンクおよび終点とするリンクを1回だけ通過するか、どちらも通過しないという経路保存則である。   Further, in the second integer programming, the constraint equations are given by the following equations (11) to (13). Equation (11) indicates that each of N routes passes only one of the virtual links that exit from the pseudo-originating node, that is, N routes pass through one of the virtual links that exit from the pseudo-originating node. It is a conservation law. Expression (12) is a path preservation rule that all distribution paths pass only one of the links entering the distribution destination node only once and do not pass the link exiting from the distribution destination node. Equation (13) is a path conservation rule that all routes pass through the link starting from the relay node other than the pseudo-origin node and delivery destination node d and the link starting from the end point only once, or neither. is there.

また、本実施形態では仮想リンクvlinkの容量条件が次式(14)で与えられる。これは、擬似発ノードvsと各配信元ノードsとを結ぶ仮想リンクvlinkを通過する経路の本数、すなわち配信元ノードsから配信される部分コンテンツ数は、当該配信元ノードsが保持している部分コンテンツ数を超えないという条件となる。   In the present embodiment, the capacity condition of the virtual link vlink is given by the following equation (14). This is because the distribution source node s holds the number of routes passing through the virtual link vlink connecting the pseudo origin node vs and each distribution source node s, that is, the number of partial contents distributed from the distribution source node s. The condition is that the number of partial contents is not exceeded.

グループ別のネットワーク符号化を採用すれば、各中継ノードでは、同一グループに属して配信先ノードが異なる複数の部分コンテンツを1つの部分コンテンツに符号化して出リンクに転送することができる。すなわち、同一グループに所属して異なる配信先ノードに至る複数の配信経路は、互いに出リンク帯域を共用することができる。従って、各リンクの使用帯域は、各グループにおいて当該リンクを通過して各配信先ノードに至る配信経路数の最大数を算出し、算出した最大数を全グループについて加算した値となる。   If the network coding for each group is adopted, each relay node can encode a plurality of partial contents belonging to the same group and having different delivery destination nodes into one partial content and transfer it to the outgoing link. That is, a plurality of distribution paths that belong to the same group and reach different distribution destination nodes can share the outgoing link bandwidth with each other. Therefore, the bandwidth used for each link is a value obtained by calculating the maximum number of distribution routes passing through the link in each group and reaching each distribution destination node, and adding the calculated maximum number for all groups.

図5は、グループ別のネットワーク符号化により中継ノードの出リンクにおいて帯域が複数の経路により共有される様子を模式的に表現した図であり、横軸はD個の配信先ノードdを示し、縦軸はN個の配信経路を示している。   FIG. 5 is a diagram schematically showing how a bandwidth is shared by a plurality of routes in the outgoing link of a relay node by network coding for each group, and the horizontal axis indicates D delivery destination nodes d. The vertical axis indicates N distribution routes.

グループ1に所属する配信先ノード2に至る配信経路1と配信先ノード3に至る配信経路1は、互いにリンク帯域を共用できる。また、グループ1に所属する配信先ノード1に至る配信経路2と配信先ノード2に至る配信経路2と配信先ノード3に至る配信経路2とは、互いにリンク帯域を共用できる。更に、グループ2に所属する配信先ノード2に至る配信経路n1+2と配信先ノードDに至る配信経路n1+2とは、互いにリンク帯域を共用できる。最後に、グループ2に所属する配信先ノード1に至る配信経路n1+n2と配信先ノード2に至る配信経路n1+1は、互いにリンク帯域を共用できる。   The distribution path 1 leading to the distribution destination node 2 belonging to the group 1 and the distribution path 1 reaching the distribution destination node 3 can share the link band with each other. Further, the distribution route 2 to the distribution destination node 1 belonging to the group 1, the distribution route 2 to the distribution destination node 2, and the distribution route 2 to the distribution destination node 3 can share a link band with each other. Furthermore, the distribution path n1 + 2 to the distribution destination node 2 belonging to the group 2 and the distribution path n1 + 2 to the distribution destination node D can share the link band with each other. Finally, the distribution route n1 + n2 to the distribution destination node 1 belonging to the group 2 and the distribution route n1 + 1 to the distribution destination node 2 can share the link band with each other.

以上より、本リンクの使用帯域は、グループ1に所属して各配信先ノードに至る配信経路数の中で最大である配信先ノード3に至る配信経路数3と、グループ2に所属して各配信先ノードに至る配信経路数の中で最大である配信先ノード2に至る配信経路数2とを加算した値である5となる。   From the above, the bandwidth used for this link is the number of distribution routes 3 that reach the distribution destination node 3 that is the largest among the distribution routes that belong to the group 1 and reach each distribution destination node. The value is 5, which is the sum of the number of distribution routes 2 reaching the distribution destination node 2 which is the maximum among the number of distribution routes reaching the distribution destination node.

このように、ネットワーク符号化を適用すれば、宛先の異なる複数の部分コンテンツを一つの符号化部分コンテンツにまとめられるので、第2の整数計画法における各リンクの容量制約は以下のようになる。   As described above, if network coding is applied, a plurality of partial contents with different destinations can be combined into one coded partial content. Therefore, the capacity constraint of each link in the second integer programming method is as follows.

次式(15)は、ネットワーク符号化を前提としたリンク容量の制約である。各グループに属する部分コンテンツによる各リンクの使用帯域は、当該リンクを通過して各配信先ノードに至る配信経路数のうちの最大数となり、各リンクの使用帯域は、リンク容量以下でなければならない。   The following equation (15) is a link capacity constraint based on network coding. The bandwidth used for each link by the partial contents belonging to each group is the maximum number of distribution paths that pass through the link and reach each distribution destination node, and the bandwidth used for each link must be less than or equal to the link capacity. .

一方、あるグループ内でネットワーク符号化された部分コンテンツがリンク障害によって失われると、配信先ノードdでは、当該グループに属する全ての部分コンテンツをネットワーク復号できなくなる可能性がある。そこで、各部分コンテンツが損失した場合は、当該部分コンテンツと同一のグループに属する全ての部分コンテンツが、配信先ノードにおいてネットワーク復号化できないと考える。これにより、各中継ノードにおけるネットワーク符号化の際の部分コンテンツの組合せ法を考慮することなく、信頼性に関して安全側のコンテンツ配信経路を計算できる。   On the other hand, if the partial content that is network-encoded within a certain group is lost due to a link failure, the distribution destination node d may not be able to perform network decoding on all partial content belonging to the group. Therefore, when each partial content is lost, it is considered that all partial contents belonging to the same group as the partial content cannot be network-decoded at the distribution destination node. As a result, it is possible to calculate the content delivery path on the safe side with respect to reliability without considering the method of combining partial contents at the time of network coding in each relay node.

例えば、図5に示したリンクに障害が発生すると、配信先ノード1に関しては、部分コンテンツ2と部分コンテンツn1+n2のみが損失となるが、ネットワーク符号化の適用可能性があるグループ1およびグループ2に属するn1+n2個の全ての部分コンテンツがネットワーク復号化できなくなると考える。この時、第2の整数計画法における制約条件は次式の様になる。   For example, when a failure occurs in the link shown in FIG. 5, with respect to the delivery destination node 1, only the partial content 2 and the partial content n1 + n2 are lost, but the group 1 and the group to which network coding may be applied. It is assumed that all n1 + n2 partial contents belonging to 2 cannot be network-decrypted. At this time, the constraint condition in the second integer programming method is as follows.

次式(17)は、各々の多重リンク障害によって、各配信先ノードにおける部分コンテンツのネットワーク復号ができない条件である。   The following expression (17) is a condition that the partial content cannot be network-decoded at each distribution destination node due to each multi-link failure.

次式(18)は、各々の多重リンク障害によって、各配信先ノードにおける元のコンテンツの復元ができない条件である。なお、符号Aは十分大きな値を持つ正定数である。   The following equation (18) is a condition that the original content cannot be restored at each distribution destination node due to each multi-link failure. Note that the sign A is a positive constant having a sufficiently large value.

本発明の目的は、F重リンク障害以下の多重リンク障害によって、N個の部分コンテンツのうち、N-K+1本個以上の部分コンテンツが復元できなくなって元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値を最小化することであるから、最小化すべき目的関数は、次式(19)で与えられ、第2の整数計画法を解法することによって得られるXlink(d,n)の値から、各配信先ノードdに至るN本の経路が計算される。   An object of the present invention is a distribution destination in which N-K + 1 or more partial contents cannot be restored among N pieces of partial content due to a multi-link failure of F-fold link failure or less, and the original content cannot be restored. Since the expected value of the number of nodes is to be minimized, the objective function to be minimized is given by the following equation (19), and Xlink (d, n) obtained by solving the second integer programming method From the value, N routes to each distribution destination node d are calculated.

図3へ戻り、ステップS6では、前記第2の整数計画法を解法することによって得られるXlink(d,n)の値から、配信先ノードdに至るn番目の経路の通過リンクが計算され、計N本の経路の通過リンク情報が、前記経路通知部6から対応する各配信元ノードsへ通知される。このとき、各部分コンテンツが属するグループ識別子IDgも併せて通知され、各配信元ノードsは、各部分コンテンツを配信する際に、そのグループ識別子IDgを付して配信する。これにより、各中継ノードは各部分コンテンツの所属グループを認識できるので、同一グループに属する部分コンテンツ同士のみにネットワーク符号化を適用できるようになる。   Returning to FIG. 3, in step S6, the passing link of the nth route to the delivery destination node d is calculated from the value of Xlink (d, n) obtained by solving the second integer programming. The route link information of a total of N routes is notified from the route notification unit 6 to each corresponding distribution source node s. At this time, the group identifier IDg to which each partial content belongs is also notified, and each distribution source node s distributes the partial content with the group identifier IDg when distributing the partial content. As a result, each relay node can recognize the group to which each partial content belongs, so that network coding can be applied only to partial contents belonging to the same group.

本発明によれば、複数のノードで閾値秘密分散保持されているコンテンツを複数の配信先ノードまでネットワークを介して同時転送する際に、ネットワーク符号化を用いてリンク帯域の有効利用を図りつつ、多重リンク障害によって元のコンテンツが復元できなくなる配信先ノード数の期待値を最小化する高信頼なコンテンツ配信経路の計算が可能となる。   According to the present invention, when simultaneously transferring content held by threshold secret sharing at a plurality of nodes to a plurality of distribution destination nodes via a network, while effectively using a link band using network coding, It is possible to calculate a highly reliable content distribution route that minimizes the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot restore the original content due to a multilink failure.

また、本実施形態によれば、部分コンテンツを複数のグループに分割し、同一グループの部分コンテンツに対してのみネットワーク符号化を適用することで、リンク帯域の有効利用は制限されるものの、多重リンク障害によって元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値をより小さくするコンテンツ配信経路の計算が可能となる。   Further, according to the present embodiment, although the partial content is divided into a plurality of groups and the network coding is applied only to the partial content of the same group, the effective use of the link band is limited, but the multiple link It is possible to calculate a content distribution route that reduces the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot restore the original content due to a failure.

さらに、本実施形態によれば、各部分コンテンツが損失した場合は、当該部分コンテンツと同一グループに属する全ての部分コンテンツが損失したと見なすことにより、各中継ノードにおいてネットワーク符号化される部分コンテンツの実際の組合せを考慮することなく、信頼性に関して安全側のコンテンツ配信経路を簡易に計算できるようになる。   Furthermore, according to the present embodiment, when each partial content is lost, it is assumed that all the partial contents belonging to the same group as the partial content are lost, so that the content of the partial content that is network-encoded at each relay node. It is possible to easily calculate a safe content distribution route with respect to reliability without considering an actual combination.

[第2実施例]
次いで、本発明の第2実施形態について説明する。図6は、前記配信経路計算サーバ(コンピュータ)1の主要部の構成を示した機能ブロック図であり、本発明の説明に不要な構成は図示が省略されている。本実施形態では、多重リンク障害によって元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値を小さくするコンテンツ配信経路が、各リンクのコストを更新しながら、最小コスト経路計算によって逐次的に設定される。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a functional block diagram showing the configuration of the main part of the distribution route calculation server (computer) 1, and illustrations of components unnecessary for the description of the present invention are omitted. In this embodiment, a content distribution route that reduces the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot restore the original content due to a multi-link failure is sequentially set by calculating the minimum cost route while updating the cost of each link. The

トポロジ取得部201は、図1に示した監視対象ネットワークNWの実トポロジを各リンクの障害確率と共に取得する。トポロジ変形部202は、前記ネットワークNWの実トポロジを、前記第1実施形態と同様に、図4に示した仮想トポロジに変換する。リンク独立経路数算出部203は、複数の配信元ノードsから各配信先ノードdへ至るリンク独立な経路の最大数mを、後述する整数計画法により求解する。   The topology acquisition unit 201 acquires the actual topology of the monitored network NW illustrated in FIG. 1 together with the failure probability of each link. The topology transformation unit 202 converts the real topology of the network NW into the virtual topology shown in FIG. 4 as in the first embodiment. The link independent path number calculation unit 203 finds the maximum number m of link independent paths from a plurality of distribution source nodes s to each distribution destination node d by integer programming described later.

経路設定部204は、ネットワークを構成する各リンクlのコストCost lを更新するリンクコスト更新部204aを備える。そして、逐次的な経路計算の各段階で、各リンクlのコストCost lを更新しながら、各配信先ノードdへ至る既設の経路数がN本になるまで、最小コスト経路の計算を繰り返して配信経路に追加する。経路通知部205は、前記各配信先ノードdへ至るN本の最小コスト経路の設定結果を、対応する各配信元ノードsへ通知する。   The route setting unit 204 includes a link cost updating unit 204a that updates the cost Cost l of each link l configuring the network. Then, at each stage of the sequential route calculation, while updating the cost Cost l of each link l, the calculation of the minimum cost route is repeated until the number of existing routes to each delivery destination node d becomes N. Add to delivery route. The route notification unit 205 notifies the corresponding delivery source node s of the setting results of the N minimum cost routes to the delivery destination nodes d.

次いで、フローチャートを参照して本実施形態の動作を説明する。図7は、第2実施形態に係るコンテンツ配信経路の設定手順を示したフローチャートである。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to a flowchart. FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for setting a content distribution route according to the second embodiment.

ステップS20では、ネットワークの実トポロジ(Node,Link)および各リンクlの障害確率が前記トポロジ取得部201により取得される。ステップS21では、コンテンツ配信経路を算出するためのネットワークが、前記トポロジ変形部202により、前記図4のように仮想的に変形される。   In step S20, the actual topology (Node, Link) of the network and the failure probability of each link l are acquired by the topology acquisition unit 201. In step S21, the network for calculating the content distribution route is virtually deformed as shown in FIG.

ステップS22では、配信先ノードdの識別子iに初期値(=1)がセットされる。ステップS23では、部分コンテンツを保持しているS個の配信元ノードsから今回の配信先ノードd(i)に至る多数の経路のうち、互いに共通のリンクを含まないリンク独立な経路の最大数mが、前記リンク独立経路数算出部203において、以下の整数計画法を解くことにより求められる。ここでは、整数計画法の定数が以下のように定義される。
・node:ネットワークを構成するノード
・Node:擬似発ノードを除くノードnodeの集合
・d:配信先ノード
・link:ネットワークを構成するリンク
・Link:仮想リンクを含むリンクlinkの集合
・vs:擬似発ノード
・vlink:仮想リンク
・VLink:仮想リンクの集合
・s(vlink):仮想リンクvlinkが接続する部分コンテンツ保持ノード
・Cs(vlink):配信元ノードs(vlink)が保有している部分コンテンツ数
・INnode:ノードnodeを終点とするリンクの集合
・OUTnode:ノードnodeを始点とするリンクの集合
In step S22, an initial value (= 1) is set to the identifier i of the distribution destination node d. In step S23, the maximum number of link-independent paths that do not include a common link among a large number of paths from S distribution source nodes s holding partial content to the current distribution destination node d (i) m is obtained by solving the following integer programming method in the link independent path number calculation unit 203. Here, integer programming constants are defined as follows:
-Node: a node constituting a network-Node: a set of node nodes excluding a pseudo-originating node-d: a destination node-link: a link constituting a network-Link: a set of link links including virtual links-vs: pseudo-originating Node • vlink: Virtual link • VLink: Set of virtual links • s (vlink): Partial content holding node connected to virtual link vlink • Cs (vlink): Number of partial contents held by distribution source node s (vlink) -INnode: A set of links with node node as the end point-OUTnode: A set of links with node node as the start point

また、本実施形態では変数が以下の様に定義される。
・x link::リンクlinkを通過するリンク独立経路の本数を表す整数変数。
・m:リンク独立な経路の数。
In this embodiment, variables are defined as follows.
X link :: An integer variable representing the number of link independent paths that pass through the link link.
M: Number of link independent routes.

前記リンク独立経路数算出部203における整数計画法では、制約式が前記第1実施形態と同様に上式(1)〜(4)で与えられる。これらは経路保存則に関する。また、本実施形態でも全ての経路がリンク独立でなければならず、各リンクを複数の経路が通ることは無いので、上式(5)がリンク独立の条件として与えられる。さらに、仮想リンクvlinkの容量条件が上式(6)で与えられる。   In the integer programming method in the link independent path number calculation unit 203, the constraint equations are given by the above equations (1) to (4) as in the first embodiment. These relate to the path conservation law. Also in this embodiment, since all routes must be link-independent, and a plurality of routes do not pass through each link, the above equation (5) is given as a link-independent condition. Further, the capacity condition of the virtual link vlink is given by the above equation (6).

ここで、最大化すべき目的関数Objは変数mなので、ステップS23では、上記の整数計画法を解いてリンク独立な経路数の最大数mが求められる。最大化された目的関数mの値が、今回の配信先ノードd(i)までのリンク独立な経路の最大数である。ステップS24では、各リンクコストCost lの初期値が算出される。   Here, since the objective function Obj to be maximized is the variable m, in step S23, the above integer programming is solved to obtain the maximum number m of link independent paths. The value of the maximized objective function m is the maximum number of link-independent paths to the distribution destination node d (i) this time. In step S24, an initial value of each link cost Cost l is calculated.

ステップS25ないしS29では、前記経路設定部204において、既設経路数nがN本になるまで、ネットワークを構成する各リンクlのコストCost lをリンクコスト更新部204aで更新しながら、擬似発ノードvsから各配信元ノードsを経由して今回の配信先ノードd(i)へ至る最小コスト経路が逐次的に計算される。この時、N個の部分コンテンツをG個のグループに分割し、各中継ノードは、同一グループに属して配信先ノードが異なる部分コンテンツに対してのみネットワーク符号化を適用する。最小コスト経路の計算順序は、あるグループに属する全ての部分コンテンツのための経路計算を行った後、次のグループに属する部分コンテンツのための経路計算を行う。   In steps S25 to S29, the route setting unit 204 updates the cost Cost l of each link l constituting the network by the link cost update unit 204a until the number n of existing routes reaches N, while the pseudo-originating node vs To the current delivery destination node d (i) via each delivery source node s is sequentially calculated. At this time, the N partial contents are divided into G groups, and each relay node applies network coding only to partial contents belonging to the same group and having different delivery destination nodes. The calculation order of the minimum cost route is that the route calculation for all partial contents belonging to a certain group is performed, and then the route calculation for the partial content belonging to the next group is performed.

すなわち、ステップS25では、既設の経路数nが初期化(=0)される。ステップS26では、各リンクのコストが算出される。ステップS27では、擬似発ノードvsから配信先ノードd(i)へ至る最小コスト経路が、前記ステップS26で更新された各リンクコストCost lに基づいて計算される。各リンクコストCost lの更新方法および最小コスト経路の算出方法は、後に詳述する。   That is, in step S25, the number of existing routes n is initialized (= 0). In step S26, the cost of each link is calculated. In step S27, the minimum cost path from the pseudo origin node vs to the distribution destination node d (i) is calculated based on each link cost Cost l updated in step S26. A method for updating each link cost Cost l and a method for calculating the minimum cost path will be described in detail later.

ステップS28では、前記計算された最小コスト経路が既設経路として追加され、前記既設経路数nがインクリメントされる。ステップS29では、前記既設経路数nとNとが比較され、経路数nがNに達していなければ、前記ステップS26へ戻って上記の各処理が繰り返される。   In step S28, the calculated minimum cost route is added as an existing route, and the existing route number n is incremented. In step S29, the number of existing routes n is compared with N. If the number of routes n has not reached N, the process returns to step S26 and the above processes are repeated.

既設の経路数がN本になると、ステップS30では、配信先ノードdの識別子iがインクリメントされる。ステップS31では、全ての配信先ノードdに対して上記の各処理が完了したか否かが判定される。完了していなければ前記ステップS23へ戻り、配信先ノードdを切り替えながら上記の各処理が繰り返される。   When the number of existing routes becomes N, the identifier i of the distribution destination node d is incremented in step S30. In step S31, it is determined whether or not each of the above processes has been completed for all distribution destination nodes d. If not completed, the process returns to step S23, and the above-described processes are repeated while switching the delivery destination node d.

前記ステップS27において最小コスト経路を計算する際は、各仮想リンクの容量制約を満足する必要がある。すなわち、ある仮想リンクvlinkを通過して配信先ノードd(i)まで設定された配信経路の数が、当該仮想リンクの容量に達した場合は、当該仮想リンクのコストをゼロから十分大きな値に変更する。   When calculating the minimum cost path in step S27, it is necessary to satisfy the capacity constraint of each virtual link. In other words, if the number of distribution routes that have passed through a virtual link vlink and reach the distribution destination node d (i) reaches the capacity of the virtual link, the cost of the virtual link is increased from zero to a sufficiently large value. change.

最小コスト経路計算を繰り返し実行する際の各リンクのコストCost lは、最小コスト経路計算によって、既にN本の配信経路が決定しているi-1個の配信先ノードdの中で、元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値と、今回の配信先ノードd(i)においてN -K+1個以上の部分コンテンツを復元できなくなる確率との和が最小化される経路が得られるように設定される。   The cost Cost l of each link when repeatedly executing the minimum cost route calculation is the original cost among the i-1 destination nodes d for which N distribution routes have already been determined by the minimum cost route calculation. A route is obtained that minimizes the sum of the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot restore content and the probability that N -K + 1 or more partial contents cannot be restored at this distribution destination node d (i). To be set.

但し、各リンクの使用帯域は、各グループにおいて当該リンクを通過して各配信先ノードに至る配信経路数の最大数を算出し、算出した最大数を全グループについて加算した値と見なす。従って、ネットワーク符号化を考慮したリンク容量制約に基づき、最小コスト経路計算によって新たに算出する配信経路が、あるリンクを通過することにより、当該リンクの使用帯域がリンク容量を超える場合は、当該リンクのコストを十分大きな値に設定する。   However, the bandwidth used for each link is regarded as a value obtained by calculating the maximum number of distribution paths passing through the link in each group and reaching each distribution destination node, and adding the calculated maximum number for all groups. Therefore, based on the link capacity constraint considering network coding, if the distribution route newly calculated by the minimum cost route calculation passes through a certain link, and the used bandwidth of the link exceeds the link capacity, the link Is set to a sufficiently large value.

また、あるグループ内でネットワーク符号化された部分コンテンツがリンク障害によって損失すると、配信先ノードdでは、当該グループに属する全ての部分コンテンツをネットワーク復号化できなくなる可能性がある。そこで、配信先ノードdに転送されるべき部分コンテンツが損失した場合は、配信先ノードdに転送される当該部分コンテンツと同一グループに属する全ての部分コンテンツが損失したと考える。これにより、各中継ノードにおけるネットワーク符号化する部分コンテンツの実際の組合せを考慮することなく、信頼性に関して安全側のコンテンツ配信経路を計算できる。   In addition, if partial content that is network-encoded within a group is lost due to a link failure, the distribution destination node d may not be able to perform network decoding on all partial content belonging to the group. Therefore, when the partial content to be transferred to the distribution destination node d is lost, it is considered that all partial contents belonging to the same group as the partial content transferred to the distribution destination node d are lost. As a result, it is possible to calculate a safe content distribution route with respect to reliability without considering an actual combination of partial contents to be network-encoded at each relay node.

次いで、前記図7のステップS24で求められる各リンクコストの初期値Cost 0について説明する。リンクコストの初期値Cost 0は、全てのリンクで共通であり、既にN本の配信経路が決定しているd-1個の配信先ノードの中で、元のコンテンツが復元できなくなる配信先ノード数の期待値に対応している。すなわち、ある多重リンク障害によって、d-1個の各々の配信先ノードにおいて元のコンテンツが復元できなくなる場合、当該多重リンク障害の発生確率がリンクコストの初期値Cost 0に加算される。   Next, the initial value Cost 0 of each link cost obtained in step S24 of FIG. 7 will be described. The link cost initial value Cost 0 is common to all links, and the distribution destination node that cannot restore the original content among the d-1 distribution destination nodes for which N distribution routes have already been determined. Corresponds to the expected value of the number. In other words, when the original content cannot be restored in each of the d−1 delivery destination nodes due to a certain multilink failure, the occurrence probability of the multilink failure is added to the initial value Cost 0 of the link cost.

その際、ある配信先ノードに転送されるべき部分コンテンツが損失となる場合は、当該配信先ノードに転送される同一グループに所属する全ての部分コンテンツが損失になると考える。そして、ある配信先ノードに転送されるN-K+1個以上の部分コンテンツが損失になる場合、多重リンク障害の発生確率がリンクコストの初期値Cost 0に加算される。   At that time, if a partial content to be transferred to a certain distribution destination node is lost, it is considered that all partial contents belonging to the same group transferred to the distribution destination node are lost. When N−K + 1 or more partial contents transferred to a certain distribution destination node are lost, the occurrence probability of the multilink failure is added to the initial value Cost 0 of the link cost.

前記ステップS23で算出された配信先ノードdまでのリンク独立な経路の最大数をm本とすると、リンクコストの初期値Cost 0は、最大m重リンク障害まで考慮して算出する。この時、各リンクの障害確率は十分小さいと仮定して、f(=1〜m)重リンク障害によって、リンクコスト初期値Cost 0が正の値になった場合は、fよりも大きい多重リンク障害は考慮しない。前記ステップS26において、各リンクのコストを更新しながら、配信先ノードdに向かうN本の配信経路を逐次的に算出する。各リンクlのコストCost lは、当該リンクlのコスト更新値を、前記ステップS24で算出したリンクコスト初期値Cost 0に加算して得られる。   When the maximum number of link-independent routes to the distribution destination node d calculated in step S23 is m, the link cost initial value Cost 0 is calculated in consideration of the maximum m-fold link failure. At this time, assuming that the failure probability of each link is sufficiently small, if the link cost initial value Cost 0 becomes a positive value due to f (= 1 to m) heavy link failure, multiple links larger than f Disability is not considered. In step S26, N distribution routes toward the distribution destination node d are sequentially calculated while updating the cost of each link. The cost Cost l of each link l is obtained by adding the cost update value of the link l to the link cost initial value Cost 0 calculated in step S24.

リンクlのコスト更新値は、既に算出されたn-1本の配信経路および新たに算出するn本目の配信経路が属するグループ群に含まれる経路の総数がN-K+1本以下の時は、新たな配信経路がリンクlを通ることによって、配信先ノードdに転送される全ての部分コンテンツが損失になる確率とする。また、既に算出されたn-1本の配信経路および新たに算出されるn本目の配信経路が属するグループ群に含まれる経路の総数がN-K+1本を超える時は、新たな配信経路がリンクlを通ることによって、配信先ノードdに転送されるN-K+1個以上の部分コンテンツが損失になる確率とする。但し、配信先ノードdに転送される1個の部分コンテンツが損失になる場合、配信先ノードdに転送される同一グループに所属する全ての部分コンテンツが損失になると考える。   The cost update value for link l is calculated when the total number of routes included in the group group to which the already calculated n-1 distribution routes and the newly calculated nth distribution route belong is N-K + 1 or less. The probability that all the partial contents transferred to the distribution destination node d are lost when the new distribution path passes through the link l. In addition, when the total number of routes included in the group group to which the already calculated n-1 distribution routes and the newly calculated nth distribution route belong exceeds N-K + 1, new distribution routes It is assumed that N−K + 1 or more partial contents transferred to the distribution destination node d are lost by passing through the link l. However, when one partial content transferred to the distribution destination node d is lost, it is considered that all partial contents belonging to the same group transferred to the distribution destination node d are lost.

図8は、前記図7のステップS24で実行される各リンクコストの初期値Cost 0の算出手順を示したフローチャートである。ここでは、ある多重リンク障害によって、全ての配信経路が既に決定しているd-1個の各配信先ノードにおいて元のコンテンツを復元できなくなる場合、当該多重リンク障害の発生確率が、リンクコストの初期値に加算される。   FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for calculating the initial value Cost 0 of each link cost executed in step S24 of FIG. Here, if the original content cannot be restored in each of d-1 destination nodes for which all distribution routes have already been determined due to a certain multilink failure, the probability of the multilink failure is the link cost. It is added to the initial value.

ステップS61では、コストCost 0がリセット(=0)され、リンク障害の多重数fが初期化(=1)される。ステップS62では、f本のリンクの組合せが列挙されてリストが構成される。ステップS63では、前記リストからリンクの組合せが1つずつ取り出されて多重リンク障害が想定される。   In step S61, the cost Cost 0 is reset (= 0), and the link failure multiplexing number f is initialized (= 1). In step S62, a list is constructed by listing the combinations of f links. In step S63, one link combination is extracted from the list one by one, and a multi-link failure is assumed.

ステップS64では、注目する配信先ノードdを特定する識別子iが初期化(=1)される。ステップS65では、配信先ノードd(i)に至るN-K+1個以上の部分コンテンツが失われているか否かが判定される。失われていればステップS66へ進み、その多重リンク障害確率がコストCost 0に加算される。   In step S64, an identifier i for specifying the distribution destination node d of interest is initialized (= 1). In step S65, it is determined whether or not N−K + 1 or more partial contents reaching the distribution destination node d (i) are lost. If lost, the process proceeds to step S66, and the multilink failure probability is added to the cost Cost0.

ステップS67では、注目する配信先ノードdを特定する識別子iが更新される。ステップS68では、識別子iと配信先ノード数dとが比較される。i<dであればステップS65へ戻り、配信先ノードdを切り替えて上記の各処理が繰り返される。ステップS69では、全てのリンク組合せの取り出しが完了したか否かが判定される。完了していなければステップS63へ戻り、リンク組合せを切り替えながら上記の各処理が繰り返される。   In step S67, the identifier i specifying the distribution destination node d of interest is updated. In step S68, the identifier i is compared with the distribution destination node number d. If i <d, the process returns to step S65, the delivery destination node d is switched, and the above processes are repeated. In step S69, it is determined whether or not all link combinations have been extracted. If not completed, the process returns to step S63, and the above processes are repeated while switching the link combination.

その後、全てのリンク組合せの取り出しが完了するとステップS70へ進み、コストCost 0がゼロであるか否かが判定される。ゼロでなければ当該処理を終了し、ゼロであればステップS71へ進む。ステップS71では、リンク組合せ数fとmとが比較され、f<mでなければ当該処理を終了し、f<mであれば、ステップS72でfを更新(f=f+1)してステップS62へ戻る。   Thereafter, when all the link combinations have been extracted, the process proceeds to step S70, and it is determined whether or not the cost Cost 0 is zero. If not zero, the process ends. If zero, the process proceeds to step S71. In step S71, the number of link combinations f and m are compared. If f <m, the process ends. If f <m, f is updated (f = f + 1) in step S72, and the process proceeds to step S62. Return.

次いで、前記図7のステップS26で実行されるリンクコストCost lの算出手順について説明する。本実施形態では、初めにリンクlのコストCost lがリンクコスト初期値Cost 0に設定される。そして、新たに算出するn本目の配信経路がリンクlを通過すると仮定し、既に算出されたn-1本の配信経路および新たに算出するn本目の配信経路が属するグループ群に含まれる経路の総数がN-K+1本以下の時は、ある多重リンク障害によって、配信先ノードdに転送される全ての部分コンテンツが損失になる場合、当該多重リンク障害の発生確率がリンクコストCost lに加算される。   Next, the procedure for calculating the link cost Cost l executed in step S26 of FIG. 7 will be described. In this embodiment, the cost Cost l of the link l is first set to the link cost initial value Cost 0. Assuming that the newly calculated nth delivery route passes through the link l, the n-1 delivery route that has already been calculated and the route included in the group group to which the newly calculated nth delivery route belongs. When the total number is less than N-K + 1, and if all partial contents transferred to the destination node d are lost due to a certain multilink failure, the probability of occurrence of the multilink failure is the link cost Cost l. Is added.

また、既に算出されたn-1本の配信経路および新たに算出するn本目の配信経路が属するグループ群に含まれる経路の総数がN-K+1本を超える時は、ある多重リンク障害によって、配信先ノードdに転送されるN-K+1個以上の部分コンテンツが損失になる場合、当該多重リンク障害の発生確率がリンクコストCost lに加算される。   In addition, when the total number of routes included in the group group to which the (n-1) delivery routes already calculated and the newly calculated (n) delivery route belong exceeds N-K + 1, When N−K + 1 or more partial contents transferred to the distribution destination node d are lost, the occurrence probability of the multilink failure is added to the link cost Cost l.

前記図7のステップS23で算出された配信先ノードdまでのリンク独立な経路の最大数をm本とすると、リンクコストCost lは、最大m重リンク障害まで考慮して算出される。この時、各リンクの障害確率は十分小さいと仮定して、f(=1〜m)重リンク障害によって、リンクコストCost lがリンクコスト初期値Cost 0から増加した場合は、fよりも大きい多重リンク障害は考慮しない。   If the maximum number of link-independent routes to the distribution destination node d calculated in step S23 in FIG. 7 is m, the link cost Cost l is calculated in consideration of the maximum m-fold link failure. At this time, assuming that the failure probability of each link is sufficiently small, if the link cost Cost l increases from the link cost initial value Cost 0 due to f (= 1 to m) heavy link failure, the multiplexing is larger than f. Does not consider link failures.

図9は、前記リンクコストCost lの算出手順を示したフローチャートであり、ステップS81では、コストCost lが初期値にセットされ、リンク障害の多重数fが初期化(=1)される。ステップS82では、f本のリンクの組合せが列挙されてリストが構成される。ステップS83では、前記リストからリンクの組合せが1つずつ取り出されて多重リンク障害が想定される。   FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for calculating the link cost Cost l. In step S81, the cost Cost l is set to an initial value, and the multiplexing number f of link failures is initialized (= 1). In step S82, combinations of f links are listed to form a list. In step S83, one link combination is extracted from the list one by one, and a multi-link failure is assumed.

ステップS84では、既に算出されたn-1本の配信経路および新たに算出するn本目の配信経路が属するグループ群に含まれる経路の総数がN-K+1本以下であるか否かが判定される。経路の総数がN-K+1本以下であればステップS85へ進み、想定した多重リンク障害によって、新たな部分コンテンツも含めて全ての部分コンテンツが損失するか否かが判定される。全ての部分コンテンツが損失すればステップS87へ進み、その多重リンク障害確率がリンクコストCost lに加算される。全ての部分コンテンツが損失しなければ、前記リンクコストCost lへの加算なしにステップ88に進む。   In step S84, it is determined whether or not the total number of routes included in the group group to which the already calculated n-1 delivery routes and the newly calculated nth delivery route belong is N-K + 1 or less. Is done. If the total number of paths is N−K + 1 or less, the process proceeds to step S85, and it is determined whether or not all partial contents including new partial contents are lost due to the assumed multiple link failure. If all the partial contents are lost, the process proceeds to step S87, and the multilink failure probability is added to the link cost Cost l. If all the partial contents are not lost, the process proceeds to step 88 without adding to the link cost Cost l.

これに対して、経路の総数がN-K+1本以下でなければステップS86へ進み、想定した多重リンク障害によって、新たな部分コンテンツも含む全ての部分コンテンツの中のN-K+1個以上の部分コンテンツが損失になるか否かが判定される。N-K+1個以上の部分コンテンツが損失すれば前記ステップS87へ進み、その多重リンク障害確率がリンクコストCost lに加算される。N-K+1個未満の部分コンテンツの損失であれば、前記リンクコストCost lへの加算なしにステップS88へ進む。   On the other hand, if the total number of paths is not less than N−K + 1, the process proceeds to step S86, and N−K + 1 of all partial contents including new partial contents are caused by the assumed multilink failure. It is determined whether or not the above partial content is lost. If N−K + 1 or more partial contents are lost, the process proceeds to step S87, and the multilink failure probability is added to the link cost Cost l. If there is a loss of less than N−K + 1 partial contents, the process proceeds to step S88 without adding to the link cost Cost l.

ステップS88では、全てのリンク組合せの取り出しが完了したか否かが判定される。完了していなければステップS83へ戻り、リンク組合せを切り替えながら上記の各処理が繰り返される。 In step S88, it is determined whether or not all link combinations have been extracted. If not completed, the process returns to step S83, and the above processes are repeated while switching the link combination.

その後、全てのリンク組合せの取り出しが完了するとステップS89へ進み、リンクコストCost lが初期値のままであるか否かが判定される。初期値のままでなければ当該処理を終了し、初期値のままであればステップS90へ進む。ステップS90では、リンク組合せ数fとmとが比較され、f<mでなければ当該処理を終了し、f<mであれば、ステップS91へ進んでリンク組合せ数fを更新(f=f+1)した後にステップS82へ戻る。   Thereafter, when all the link combinations have been extracted, the process proceeds to step S89, and it is determined whether or not the link cost Cost l remains the initial value. If the initial value is not maintained, the process ends. If the initial value is maintained, the process proceeds to step S90. In step S90, the number of link combinations f and m are compared. If f <m, the process ends. If f <m, the process proceeds to step S91 to update the number of link combinations f (f = f + After 1), the process returns to step S82.

図10は、リンクコストの算出例を模式的に示した図であり、ここでは、配信先ノードdに向かう3本の配信経路P1、P2、P3が既に算出されており、配信経路P1,P2によって1グループが構成され、配信経路P3と新たに経路を算出する4本目の配信経路P4とは個別に1グループを構成すると仮定する。また、N-K+1>3と仮定する。   FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of calculating the link cost. Here, three distribution paths P1, P2, and P3 toward the distribution destination node d have already been calculated, and the distribution paths P1 and P2 , It is assumed that one group is configured, and the distribution route P3 and the fourth distribution route P4 for newly calculating a route individually constitute one group. Also assume that N−K + 1> 3.

この時、4本目の配信経路P4を算出する場合、リンクl1のコストCost l1は、リンクl1およびリンクl3の2重リンク障害の発生確率とリンクl1およびリンクl4の2重リンク障害の発生確率とをリンクコスト初期値に加算することによって算出される。また、リンクl2のコストCost l2は、配信経路P3が障害になる単一リンク障害の発生確率とリンクl2の障害確率との積をリンクコスト初期値に加算することによって得られる。更に、リンクl3のコストCost l3は、リンクl3の障害確率をリンクコスト初期値に加算することによって得られる。リンクl4のコストCost l4は、リンクl4の障害確率をリンクコスト初期値に加算することによって得られる。   At this time, when calculating the fourth delivery route P4, the cost Cost l1 of the link l1 is the double link failure occurrence probability of the link l1 and the link l3 and the double link failure occurrence probability of the link l1 and the link l4. Is added to the link cost initial value. The cost Cost l2 of the link l2 is obtained by adding the product of the single link failure occurrence probability that the distribution route P3 becomes a failure and the failure probability of the link l2 to the link cost initial value. Further, the cost Cost l3 of the link l3 is obtained by adding the failure probability of the link l3 to the link cost initial value. The cost Cost l4 of the link l4 is obtained by adding the failure probability of the link l4 to the link cost initial value.

同様に、N-K+1=3と仮定すれば、4本目の配信経路P4を算出する場合、リンクl1のコストCost l1は、リンクl3の障害確率とリンクl4の障害確率とをリンクコスト初期値に加算した値に設定する。また、リンクl2のコストCost l2は、リンクl2の障害確率とリンクl3の障害確率とリンクl4の障害確率とをリンクコスト初期値に加算した値に設定する。更に、リンクl3のコストCost l3は、リンクl3の障害確率とリンクl4の障害確率とをリンクコスト初期値に加算した値に設定する。リンクl4のコストCost l4も、リンクl3の障害確率とリンクl4の障害確率とをリンクコスト初期値に加算した値に設定する。   Similarly, assuming that N−K + 1 = 3, when calculating the fourth delivery route P4, the cost Cost l1 of the link l1 is the link cost initial value of the failure probability of the link l3 and the failure probability of the link l4. Set to the value added to the value. The cost Cost l2 of the link l2 is set to a value obtained by adding the failure probability of the link l2, the failure probability of the link l3, and the failure probability of the link l4 to the link cost initial value. Further, the cost Cost l3 of the link l3 is set to a value obtained by adding the failure probability of the link l3 and the failure probability of the link l4 to the link cost initial value. The cost Cost l4 of the link l4 is also set to a value obtained by adding the failure probability of the link l3 and the failure probability of the link l4 to the link cost initial value.

本実施例によれば、複数のノードで閾値秘密分散保持されているコンテンツを複数の配信先ノードまでネットワークを介して同時転送する際に、ネットワーク符号化を用いてリンク帯域の有効利用を図りつつ、多重リンク障害によって、元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値を小さくする高信頼なコンテンツ配信経路の計算が可能となる。   According to the present embodiment, when simultaneously transferring content held by threshold secret sharing at a plurality of nodes to a plurality of distribution destination nodes via a network, effective use of a link band is achieved by using network coding. Therefore, it is possible to calculate a highly reliable content distribution route that reduces the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot restore the original content due to a multilink failure.

また、本実施形態によれば、リンクコストを更新しながら、最小コスト経路計算法を用いて、各部分コンテンツを各配信先ノードまで配信するための経路を1本ずつ逐次的に算出することにより、コンテンツ配信経路を高速に計算できる。   Further, according to the present embodiment, the link cost is updated, and the route for delivering each partial content to each delivery destination node is sequentially calculated one by one using the minimum cost route calculation method. The content distribution route can be calculated at high speed.

さらに、本実施形態によれば、部分コンテンツを複数のグループに分割し、同一グループ内の部分コンテンツに対してのみネットワーク符号化を適用することで、リンク帯域の有効利用は制限されるものの、多重リンク障害によって元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値をより小さくするコンテンツ配信経路の計算が可能となる。   Furthermore, according to the present embodiment, although the partial content is divided into a plurality of groups and the network coding is applied only to the partial content in the same group, the effective use of the link band is limited, but the multiplexing is limited. It is possible to calculate a content distribution route that reduces the expected value of the number of distribution destination nodes that cannot restore the original content due to a link failure.

さらに、本実施形態によれば、各部分コンテンツが損失した場合は、当該部分コンテンツと同一グループに属する全ての部分コンテンツが損失したと見なすことにより、各中継ノードにおけるネットワーク符号化する部分コンテンツの実際の組合せを考慮することなく、信頼性に関して安全側のコンテンツ配信経路を簡易に計算できる。   Furthermore, according to the present embodiment, when each partial content is lost, it is assumed that all partial contents belonging to the same group as the partial content are lost, so that the actual content of the partial content to be network-encoded at each relay node is determined. It is possible to easily calculate a safe content distribution route with respect to reliability without considering the combination.

1…配信経路計算サーバ、100,201…トポロジ取得部、101,201…トポロジ変形部,102…第1求解部、103…多重数計算部、104…第2求解部、105…経路通知部、203…リンク独立経路数出部、204…経路設定部、204a…リンクコスト更新部、205…経路通知部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Distribution route calculation server, 100, 201 ... Topology acquisition part, 101, 201 ... Topology deformation | transformation part, 102 ... 1st solution part, 103 ... Multiplex number calculation part, 104 ... 2nd solution part, 105 ... Path | route notification part, 203 ... Link independent route number output unit, 204 ... Route setting unit, 204a ... Link cost update unit, 205 ... Route notification unit

Claims (10)

配信対象のコンテンツがN分割されて複数のグループに分類され、各部分コンテンツがネットワーク上の配信元ノードから複数の配信先ノードへ、ネットワーク符号化を適用する中継ノードを介して複数の経路で配信されるコンテンツ配信ネットワークにおいて、
前記各中継ノードは、ネットワーク符号化の適用範囲を、同一グループに属して配信先ノードが異なる部分コンテンツに制限することを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
Content to be distributed is divided into N groups and divided into multiple groups, and each partial content is distributed from a distribution source node on the network to a plurality of distribution destination nodes through a plurality of routes via a relay node to which network coding is applied. Content distribution network
Each of the relay nodes restricts the scope of application of network encoding to partial contents belonging to the same group and having different distribution destination nodes.
コンテンツをN分割して複数のグループに分類された各部分コンテンツにネットワーク符号化を適用して中継する中継ノードにおいて、
ネットワーク符号化の適用範囲を、同一グループに属して配信先ノードが異なる部分コンテンツに制限することを特徴とする中継ノード。
In a relay node that divides the content into N and applies network coding to each partial content classified into a plurality of groups,
A relay node, characterized in that the application range of network encoding is limited to partial contents belonging to the same group and having different delivery destination nodes.
配信対象のコンテンツが(K,N)閾値秘密分散法によりN分割されて複数のグループに分類され、各部分コンテンツがネットワーク上の配信元ノードから複数の配信先ノードへ、同一グループに属して配信先ノードが異なる部分コンテンツに対してのみネットワーク符号化を適用する中継ノードを介して複数の経路で配信されるコンテンツ配信システムの経路計算装置であって、
符号化ネットワークのトポロジに基づいて、複数の配信元ノードから各配信先ノードへ至るリンク独立な経路の最大数mを第1の整数計画法で求解して、各配信先ノードに関するリンク独立な経路の最大数mの最小数Mを求める第1求解手段と、
N本の経路をM本のリンクに均等に配分するときに、N-K+1本の経路が含まれ得る最少のリンク数Fを算出する多重数算出手段と、
N-K+1本以上の経路が含まれるF本以下のリンク組でリンク障害が生じる多重リンク障害の発生によって、元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値を最小化するような各配信先ノードに至るN本の経路を第2の整数計画法で求解する第2求解手段とを具備し、
前記第2求解手段では、各中継ノードの出リンクの使用帯域を、各グループにおける当該出リンクを通過して同一宛先に至る経路数のうちの最大値を全グループについて加算した値に見積もり、ネットワーク符号化された部分コンテンツが損失した場合は、同一グループの全ての部分コンテンツが損失となるような制約条件を課されることを特徴とするコンテンツ配信システムの経路計算装置。
Content to be distributed is divided into N groups by dividing it into N groups using the (K, N) threshold secret sharing method, and each partial content is distributed from the distribution source node on the network to the multiple distribution destination nodes. A route calculation apparatus for a content distribution system in which a plurality of routes are distributed via a relay node that applies network coding only to partial content with different destination nodes,
Based on the topology of the encoded network, the maximum number m of link-independent paths from a plurality of distribution source nodes to each distribution destination node is solved by the first integer programming method, and the link-independent paths for each distribution destination node A first solution means for obtaining a minimum number M of the maximum number m of
Multiplex number calculating means for calculating the minimum number of links F that can include N-K + 1 paths when N paths are evenly distributed to M links;
Minimizing the expected value of the number of destination nodes that cannot restore the original content due to the occurrence of a multi-link failure that causes a link failure in F or less link pairs including N-K + 1 or more routes Second solving means for solving N routes to each delivery destination node by a second integer programming method,
In the second solving means, the use bandwidth of the outgoing link of each relay node is estimated to a value obtained by adding the maximum value of the number of routes passing through the outgoing link to the same destination in each group for all groups, A route calculation apparatus of a content distribution system, wherein a restriction condition is imposed such that all the partial contents of the same group are lost when the encoded partial contents are lost.
前記ネットワークのトポロジを、各配信元ノードの上流側に擬似発ノードが仮想的に設けられて各配信元ノードと仮想リンクで接続された仮想トポロジに変換する仮想トポロジ変換手段をさらに具備し、
前記第1求解手段および第2求解手段は、各配信元ノードと接続される各仮想リンクの容量を、当該配信元ノードが保有している部分コンテンツ数に相当する値に設定し、前記擬似発ノードから各仮想リンクおよび各配信元ノードを経由して配信先ノードへ至る経路を求解することを特徴とする請求項2に記載のコンテンツ配信システムの経路計算装置。
Virtual topology conversion means for converting the topology of the network into a virtual topology in which a pseudo source node is virtually provided upstream of each distribution source node and connected to each distribution source node by a virtual link;
The first solving unit and the second solving unit set the capacity of each virtual link connected to each distribution source node to a value corresponding to the number of partial contents held by the distribution source node, and 3. The route calculation apparatus for a content distribution system according to claim 2, wherein a route from the node to each of the distribution destination nodes via each virtual link and each distribution source node is obtained.
配信対象のコンテンツが(K,N)閾値秘密分散法によりN分割されて複数のグループに分類され、各部分コンテンツがネットワーク上の配信元ノードから複数の配信先ノードへ、同一グループに属して配信先ノードが異なる部分コンテンツに対してのみネットワーク符号化を適用する中継ノードを介して複数の経路で配信されるコンテンツ配信システムの経路計算装置であって、
多重リンク障害によって元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値を小さくするコンテンツ配信経路を、各リンクのコストを更新しながら、各配信先ノードへの経路数がN本になるまで、最小コスト経路計算を繰り返して配信先ノードごとに設定する経路設定手段を具備し、
前記経路設定手段は、前記各リンクのコストを更新する方法を、既に算出されている配信経路および新たに算出する配信経路が属するグループ群に含まれる経路総数がN-K+1本以下であるか否かに応じて異ならせ、
前記経路総数がN-K+1本以下であれば、新たな配信経路が当該リンクを通ることによって配信先ノードに転送される全ての部分コンテンツが損失になる確率をリンクコスト更新値としてリンクコストに加算し、
前記経路総数がN-K+1本を超えていれば、新たな配信経路が当該リンクを通ることによって配信先ノードに転送されるN-K+1個以上の部分コンテンツが損失になる確率をリンクコスト更新値としてリンクコストに加算することを特徴とするコンテンツ配信システムの経路計算装置。
Content to be distributed is divided into N groups by dividing it into N groups using the (K, N) threshold secret sharing method, and each partial content is distributed from the distribution source node on the network to a plurality of distribution destination nodes. A route calculation apparatus for a content distribution system in which a plurality of routes are distributed via a relay node that applies network coding only to partial content with different destination nodes,
While updating the cost of each link to the content delivery route that reduces the expected value of the number of delivery destination nodes that can no longer restore the original content due to multi-link failure, until the number of routes to each delivery destination node reaches N, Comprising a route setting means for repeating the minimum cost route calculation and setting for each delivery destination node;
The route setting means uses a method of updating the cost of each link, wherein the total number of routes included in the group group to which the already calculated distribution route and the newly calculated distribution route belong is N−K + 1 or less. Depending on whether or not
If the total number of routes is N−K + 1 or less, the link cost is defined as the link cost update value with the probability that all the partial contents transferred to the delivery destination node will be lost when the new delivery route passes through the link. Is added to
If the total number of routes exceeds N-K + 1, there is a probability that N-K + 1 or more partial contents transferred to the delivery destination node through the new delivery route through the link will be lost. A route calculation device for a content distribution system, wherein a link cost update value is added to a link cost.
前記各部分コンテンツは、同一の配信元ノードに分散配置されている複数の部分コンテンツが同一グループに属さないように分類されることを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載のコンテンツ配信システムの経路計算装置。   6. The content distribution according to claim 3, wherein the partial contents are classified so that a plurality of partial contents distributed in the same distribution source node do not belong to the same group. System route calculator. 配信対象のコンテンツが(K,N)閾値秘密分散法によりN分割されて複数のグループに分類され、各部分コンテンツがネットワーク上の配信元ノードから複数の配信先ノードへ、同一グループに属して配信先ノードが異なる部分コンテンツに対してのみネットワーク符号化を適用する中継ノードを介して複数の経路で配信されるコンテンツ配信システムの経路計算方法であって、
コンピュータが、符号化ネットワークのトポロジに基づいて、各配信元ノードから配信先ノードへ至るリンク独立な経路の最大数mを第1の整数計画法で求解して、各配信先ノードに関するリンク独立な経路の最大数mの最小数Mを求める手順と、
コンピュータが、N本の経路をM本のリンクに均等に配分するときに、N-K+1本の経路が含まれ得る最少のリンク数Fを算出する手順と、
コンピュータが、N-K+1本以上の経路が含まれるF本以下のリンク組でリンク障害が生じる多重リンク障害の発生によって、元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値を最小化するような各配信先ノードに至るN本の経路を第2の整数計画法で求解する手順とを含み、
前記第2の整数計画法では、各中継ノードの出リンクの使用帯域を、各グループにおいて当該出リンクを通過して同一宛先に至る経路数のうちの最大値を全グループについて加算した値に見積もり、ネットワーク符号化された部分コンテンツが損失した場合は、同一グループの全ての部分コンテンツが損失となるような制約条件を課されることを特徴とするコンテンツ配信システムの経路計算方法。
Content to be distributed is divided into N groups by dividing it into N groups using the (K, N) threshold secret sharing method, and each partial content is distributed from the distribution source node on the network to a plurality of distribution destination nodes. A route calculation method for a content distribution system in which a plurality of routes are distributed via a relay node that applies network coding only to partial content with different destination nodes,
Based on the topology of the encoding network, the computer solves the maximum number m of link-independent paths from each distribution source node to the distribution destination node by the first integer programming method, The procedure for obtaining the minimum number M of the maximum number m of routes,
A procedure for calculating the minimum number of links F that can include N−K + 1 paths when the computer equally distributes N paths to M links;
Minimize the expected value of the number of destination nodes where the computer cannot restore the original content due to the occurrence of a multi-link failure that causes a link failure in F or less link pairs that include N-K + 1 or more routes And solving the N routes to each delivery destination node by the second integer programming method,
In the second integer programming method, the use bandwidth of the outgoing link of each relay node is estimated to a value obtained by adding the maximum value of the number of routes passing through the outgoing link to the same destination in each group for all groups. A route calculation method for a content distribution system, in which a restriction condition is imposed so that all partial contents of the same group are lost when network-encoded partial contents are lost.
コンピュータが、各配信元ノードの上流側に擬似発ノードを仮想的に設けて各配信元ノードと仮想リンクで接続する手順と、
コンピュータが、各配信元ノードと接続される仮想リンクの容量を、当該配信元ノードが保有している部分コンテンツ数に相当する値に設定する手順とを更に含み、
前記第1の整数計画法および第2の整数計画法では、前記擬似発ノードから各仮想リンクおよび各配信元ノードを経由して配信先ノードへ至る経路が求解されることを特徴とする請求項7に記載のコンテンツ配信システムの経路計算方法。
A procedure in which a computer virtually establishes a pseudo-origin node upstream of each distribution source node and connects to each distribution source node with a virtual link;
A procedure in which the computer further sets a capacity of a virtual link connected to each distribution source node to a value corresponding to the number of partial contents held by the distribution source node;
The first integer programming method and the second integer programming method are characterized in that a route from the pseudo source node to each distribution destination node via each virtual link and each distribution source node is obtained. 8. The route calculation method for the content distribution system according to 7.
配信対象のコンテンツが(K,N)閾値秘密分散法によりN分割されて複数のグループに分類され、各部分コンテンツがネットワーク上の配信元ノードから複数の配信先ノードへ、同一グループに属して配信先ノードが異なる部分コンテンツに対してのみネットワーク符号化を適用する中継ノードを介して複数の経路で配信されるコンテンツ配信システムの経路計算方法であって、
多重リンク障害によって元のコンテンツを復元できなくなる配信先ノード数の期待値を小さくするコンテンツ配信経路を、各リンクのコストを更新しながら、各配信先ノードへの経路数がN本になるまで、最小コスト経路計算を繰り返して配信先ノードごとに設定し、
前記各リンクのコストを更新する方法を、既に算出されている配信経路および新たに算出する配信経路が属するグループ群に含まれる経路総数がN-K+1本以下であるか否かに応じて異ならせ、
前記経路総数がN-K+1本以下であれば、新たな配信経路が当該リンクを通ることによって配信先ノードに転送される全ての部分コンテンツが損失になる確率をリンクコスト更新値としてリンクコストに加算し、
前記経路総数がN-K+1本を超えていれば、新たな配信経路が当該リンクを通ることによって配信先ノードに転送されるN-K+1個以上の部分コンテンツが損失になる確率をリンクコスト更新値としてリンクコストに加算することを特徴とするコンテンツ配信システムの経路計算方法。
Content to be distributed is divided into N groups by dividing it into N groups using the (K, N) threshold secret sharing method, and each partial content is distributed from the distribution source node on the network to a plurality of distribution destination nodes. A route calculation method for a content distribution system in which a plurality of routes are distributed via a relay node that applies network coding only to partial content with different destination nodes,
While updating the cost of each link to the content delivery route that reduces the expected value of the number of delivery destination nodes that can no longer restore the original content due to multi-link failure, until the number of routes to each delivery destination node reaches N, Repeat the minimum cost route calculation and set for each destination node.
Depending on whether or not the total number of routes included in the group to which the distribution route that has already been calculated and the distribution route that is newly calculated belongs is less than or equal to N-K + 1, Different,
If the total number of routes is N−K + 1 or less, the link cost is defined as the link cost update value with the probability that all the partial contents transferred to the delivery destination node will be lost when the new delivery route passes through the link. Is added to
If the total number of routes exceeds N-K + 1, there is a probability that N-K + 1 or more partial contents transferred to the delivery destination node through the new delivery route through the link will be lost. A route calculation method for a content distribution system, wherein a link cost update value is added to a link cost.
前記各部分コンテンツは、同一の配信元ノードに分散配置されている複数の部分コンテンツが同一グループに属さないように分類されることを特徴とする請求項7ないし9のいずれかに記載のコンテンツ配信システムの経路計算方法。   The content distribution according to any one of claims 7 to 9, wherein the partial contents are classified so that a plurality of partial contents distributed in the same distribution source node do not belong to the same group. System route calculation method.
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