JP2014241135A - コンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法及びそのノード - Google Patents

Abstract

【課題】コンテンツ中心ネットワークにおけるコンテンツをオーバーヒアリングするノードの通信方法及びそのノードを提供する。【解決手段】本発明のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法は、他のノードが送信するコンテンツをオーバーヒアリングし、オーバーヒアリングしたコンテンツを格納した後、格納されたコンテンツを要求するパケットの受信に応答して格納されたコンテンツを提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、コンテンツ中心ネットワークにおけるコンテンツをオーバーヒアリングするノードの通信方法及びそのノードに関する。

ソース及び目的地アドレスを用いるＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）基盤ネットワーキングと異なって、コンテンツ中心ネットワーク（Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｃｅｎｔｒｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＣＣＮ）のような名前基盤ネットワークではパケットヘッダに必要なコンテンツの名前を表示する。各ルータは、パケットヘッダに記されているコンテンツの名前を見て当該コンテンツのある箇所にパケットを伝送するようにルーティングテーブルを構成する。ルータを含む全てのネットワーキング機器は、コンテンツストアのようなキャッシュストレージ（Ｃａｃｈｅ Ｓｔｏｒａｇｅ）にコンテンツを格納する。

コンテンツ要求パケットを受信した場合、ネットワーキング機器は、パケットヘッダにあるコンテンツの名前で自身のキャッシュストレージを検索し、自身がコンテンツを有する場合に当該コンテンツを要求者にコンテンツ伝達パケットの形態により伝達する。名前基盤ネットワーキングは、コンテンツの本来の所有者まで行かなくても中間のいずれのノードであっても自身のストレージに当該コンテンツがある場合に直ちに応答できるため、平均送信経路の長さと全体的なネットワークの使用量を減らすことができる。

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、アプリケーションレイヤ或いは隣接ノードで発生するコンテンツ要求パケットをノード内部のコンテンツストアで処理することによって、コンテンツ要求パケットが外部に送信されることを抑制するノードの通信方法及びそのノードを提供することにある。
また本発明の目的は、プリキャッシュされたコンテンツを周辺機器の要求に対する応答として活用することによって、ネットワークトラフィックの分散を活性化させるノードの通信方法及びそのノードを提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法は、他のノードが送信するコンテンツをオーバーヒアリングするステップと、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップと、前記格納されたコンテンツを要求するパケットの受信に応答して該格納されたコンテンツを提供するステップと、を有する。

前記ノードの通信方法は、コンテンツの名前を含むエントリを格納する管理テーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがあるか否かを判断するステップと、前記判断の結果に基づいて前記オーバーヒアリングしたコンテンツをフォワーディングするステップと、を含むことができる。
前記ノードの通信方法は、前記管理テーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがあると判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを捨てるステップを更に含むことができる。
前記ノードの通信方法は、前記管理テーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがないと判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツをプリキャッシュフィルタにフォワーディングするステップを更に含むことができる。
前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップは、前記ノードが前記オーバーヒアリングしたコンテンツを要求するパケットを受信したか否かに拘らず、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納し得る。
前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツが特定目的のコンテンツであるか否かを判断するステップと、前記判断の結果に基づいて前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップと、を含み得る。
前記特定目的は、ユニキャストトラフィック、マルチキャストトラフィック、又はブロードキャストトラフィックのいずれか１つ、又はこれらの組合せを含み得る。
前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを前記ノードのコンテンツストアに格納するステップを含み得る。
前記ノードの通信方法は、前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致するか否かを判断するステップを更に含むことができる。
前記ノードの通信方法は、前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前が前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致しないと判断された場合、コンテンツの名前を含むエントリを格納するペンディングインタレストテーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがあるか否かをチェックするステップを更に含むことができる。
前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前は、前記コンテンツに関する場所、状況、サービスのうちの少なくとも１つ、又はこれらの組合せの情報を含み得る。
前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前が前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致すると判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップを含み得る。
前記ノードの通信方法は、前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前が前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致しないと判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを前記ノードのペンディングインタレストテーブルにフォワーディングするステップを更に含むことができる。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるコンテンツ中心ネットワークのノードは、他のノードが送信するコンテンツをオーバーヒアリングするオーバーヒアリングモジュールと、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するプリキャッシュモジュールと、を備える。

前記オーバーヒアリングモジュールは、コンテンツの名前を含むエントリを格納する管理テーブルを含み、前記オーバーヒアリングモジュールは、前記管理テーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがあるか否かを判断し、該判断の結果に基づいて前記オーバーヒアリングしたコンテンツをフォワーディングし得る。
前記オーバーヒアリングモジュールは、前記管理テーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがないと判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツをプリキャッシュフィルタにフォワーディングし得る。
前記プリキャッシュモジュールは、前記ノードが前記オーバーヒアリングしたコンテンツを要求するパケットを受信したか否かに拘らず、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納し得る。
前記プリキャッシュモジュールは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツが特定目的のためのコンテンツであるか否かを判断し、該判断の結果に基づいて前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納し得る。
前記特定目的は、ユニキャストトラフィック、マルチキャストトラフィック、又はブロードキャストトラフィックのいずれか１つ、又はこれらの組合せを含み得る。
前記ノードは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致するか否かを判断するプリキャッシュフィルタを更に含むことができる。
前記プリキャッシュモジュールは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前が前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致すると判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納し、前記プリキャッシュフィルタは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前が前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致しないと判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを前記ノードのペンディングインタレストテーブルにフォワーディングし得る。

本発明によれば、アプリケーションレイヤ或いは隣接ノードで発生するコンテンツ要求パケットをコンテンツのオーバーヒアリングによりノード内部のコンテンツストアで処理することで、無線リソースを消耗するコンテンツ要求パケットが外部に送信されることを抑制できる。
また、コンテンツのオーバーヒアリングによりプリキャッシュされたコンテンツをコンテンツ所有者の代わりに周辺機器の要求に対する応答として活用することによって、ネットワークトラフィックの分散を活性化させることができる。

一実施形態による無線ネットワーク環境におけるコンテンツを要求する複数のコンテンツ要求者がある場合のコンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）の動作を説明するための図である。 コンテンツ中心ネットワークにおけるノードがコンテンツ要求パケットを処理する方法を説明するための図である。 一実施形態によるコンテンツ中心ネットワークにおけるオーバーヒアリングしたコンテンツを提供するコンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）の構造を示す図である。 一実施形態によるコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法を示すフローチャートである。 他の実施形態によるコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法を示すフローチャートである。 更に他の実施形態によるコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法を示すフローチャートである。 一実施形態によるコンテンツ中心ネットワークにおけるノードのブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明は、本実施形態によって制限されたり限定されたりすることはない。また、各図面に提示した同一の参照符号は同一の部材を示す。

以下、「ノード」は、例えば、ユーザ端末（例えば、スマートフォン）、スマートＴＶ、ノート型パソコン、ロボット掃除機などのような顧客装置及びアクセスポイント、ルータなどのようなネットワーキングデバイスを含む意味として理解される。「コンテンツ中心ネットワーク」は、コンテンツの名前に基づいて当該コンテンツをもってくる様々なネットワーキング方式を通称する情報中心ネットワーキング（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−Ｃｅｎｔｒｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）の一例であり、以下で説明する内容はコンテンツ中心ネットワーク以外に情報中心ネットワークでも同一に適用される。

図１は、一実施形態による無線ネットワーク環境におけるコンテンツを要求する複数のコンテンツ要求者がある場合のコンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）の動作を説明するための図である。

図１を参照すると、コンテンツ中心ネットワークにおけるプロトコルの動作方式は、（例えば、ユニキャストを介して）コンテンツ要求パケットを送信し、これに応答してコンテンツを受信する構造である。無線環境内の任意のノード（例えば、複数のコンテンツ要求者１３０）のうちの任意のノード）がコンテンツ要求パケットを送信すると、コンテンツ所有者１１０はこれに応答してコンテンツを送信又はブロードキャストする。

無線ネットワーク環境でコンテンツ要求者１３０がコンテンツ所有者１１０に同時にコンテンツを要求する場合、コンテンツ所有者１１０は全ての要求に応答するためにトラフィックがコンテンツ所有者１１０に集中する。コンテンツ所有者１１０は全ての要求を処理して応答するため、このとき発生する処理遅延によってコンテンツの送信遅延が発生する。

複数のコンテンツ要求者１３０がある場合、コンテンツ所有者１１０又は中間伝達者（図示せず）は、要求に応答してコンテンツをブロードキャスト或いはマルチキャストしてコンテンツ送信速度を高めることができる。

しかし、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）でブロードキャストされたコンテンツが全てのコンテンツ要求者１３０に伝達されるとしても、当該コンテンツを要求するコンテンツ要求パケットを処理する前であれば、ノードは伝達されたコンテンツを捨てる。即ち、コンテンツ要求パケットを受信する以前であれば、コンテンツ要求者１３０はブロードキャストされたコンテンツを受信したとしても受信したコンテンツを格納せずに捨てる。

コンテンツ要求者１３０が同一のコンテンツを同時に要求した場合、コンテンツ所有者１１０ではボトルネック（ｂｏｔｔｌｅ ｎｅｃｋ）現象が発生するため、ブロードキャスト（或いは、マルチキャスト）が必要である。しかし、ノードがコンテンツ要求パケットを受信する以前であれば、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）ではブロードキャストに送信されたコンテンツを活用することができない。無線ネットワーク環境におけるブロードキャスト（或いは、マルチキャスト）は送信の信頼性の低下により受信率が減少する。

図２は、コンテンツ中心ネットワークにおけるノードがコンテンツ要求パケットを処理する方法を説明するための図である。

図２は、名前基盤ネットワークの一例であるコンテンツ中心ネットワーク（Ｃｏｎｔｅｎｔ−Ｃｅｎｔｒｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ：ＣＣＮ）でコンテンツ要求パケットを処理する一実施形態を図示する。

コンテンツ中心ネットワークに含まれるノード２００は、フェイス（ｆａｃｅ）（０）２０１、フェイス（１）２０３、アプリケーションに接続されたフェイス（２）、コンテンツストア（Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｓｔｏｒｅ：ＣＳ）２１０、ペンディングインタレストテーブル（Ｐｅｎｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｔａｂｌｅ：ＰＩＴ）２３０、及びフォワーディング情報ベース（Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ：ＦＩＢ）２５０を含む。「フェイス」はコンテンツ要求パケットが受信される経路であり、「インターフェース」として表現される。

隣接ノード又はアプリケーションレイヤで発生するコンテンツ要求パケット（例えば、「／ＡＢＣ．ｃｏｍ／ｍｗｊａｎｇ／ａｂｃ．ａｖｉ／ｖ＿３／ｓ＿２」に該当するコンテンツを要求するコンテンツ要求パケット）がフェイス（０）２０１を介してコンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）に到着した場合を仮定する。

ノード２００は、コンテンツ要求パケットを、コンテンツストア（ＣＳ）２１０、ペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）２３０、及びフォワーディング情報ベース（ＦＩＢ）２５０の順に伝達して処理する。

ノード２００は、コンテンツの名前に基づいてコンテンツストア（ＣＳ）２１０に当該コンテンツが存在するか否かを検索する。コンテンツストア（ＣＳ）２１０に当該コンテンツがあれば、ノード２００は、格納していたコンテンツを、コンテンツ要求パケットが受信されたフェイス（０）２０１を介して、コンテンツ要求パケットに対する応答メッセージ（コンテンツ伝達パケット）により伝達する。

コンテンツストア（ＣＳ）２１０に当該コンテンツがなければ、ノード２００は、ペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）２３０内に同一のコンテンツの名前で格納されたエントリがあるか否かを確認する。ノード２００は、現在の同一のコンテンツ要求パケットを処理しているか否かを確認するために、ペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）２３０に当該エントリがあるか否かを確認する。

ペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）２３０内に同一のコンテンツの名前で格納されたエントリがあれば、ノード２００は、コンテンツ要求パケットが受信された方向を記憶するために当該エントリにコンテンツ要求パケットが入ったフェイス（インターフェース）情報を追加する。

ペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）２３０内に同一のコンテンツの名前で格納されたエントリがなければ、ノード２００は、フォワーディング情報ベース（ＦＩＢ）２５０の検索によってコンテンツ要求パケットを送信する方向を決定し、コンテンツ要求パケットを次のノードに送信する。

ノード２００は、フォワーディング情報ベース（ＦＩＢ）２５０の検索時にコンテンツの名前に基づいた検索（ｎａｍｅ−ｂａｓｅｄ ｌｏｏｋｕｐ）を行う。この時、ノード２００は、最長プリフィクスマッチング（ｌｏｎｇｅｓｔ ｐｒｅｆｉｘ ｍａｔｃｈｉｎｇ）（例えば、「／ＡＢＣ．ｃｏｍ」）に基づいてコンテンツの名前のプリフィクスとフォワーディング情報ベース（ＦＩＢ）２５０のエントリに登録されたプリフィクスに関する情報に対する検索を行う。

ノード２００は、フォワーディング情報ベース（ＦＩＢ）２５０に登録されている情報に基づいてコンテンツ要求パケットを伝送するフェイス（例えば、フェイス（１）２０３）を決定し、フェイス（１）２０３を介して次のノードにコンテンツ要求パケットを送信する。

この過程で、ノード２００は、コンテンツ要求パケットが受信されるインカミングフェイス（フェイス（０）２０１）に関する情報（「０」）をペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）２３０に登録する。これは今後コンテンツ要求パケットに対応するコンテンツを含むデータパケットが伝達された時、当該コンテンツを要求した他のノードにインカミングフェイスであるフェイス（０）２０１を介してデータパケットを伝送するためである。

フォワーディング情報ベース（ＦＩＢ）２５０に基づいてコンテンツ要求パケットを伝送するフェイスを選択する時、ノード２００は、コンテンツ要求パケットが繰り返し伝えられる現象を回避するためにコンテンツ要求パケットが受信されたフェイス（例えば、フェイス（０）２０１）をフェイス候補から除外する。

コンテンツ要求パケットを次のノードに送信した後、当該コンテンツ（コンテンツ要求パケットを介して要求されたコンテンツ）を受信すると、ノード２００は、ペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）２３０を参照して当該コンテンツ要求パケットに対するエントリがあるか否かを検査する。

ペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）２３０内に一致するエントリが存在する場合、ノード２００は、コンテンツ要求パケットが、例えば、隣接ノードから受信された方向に当該コンテンツを伝達し、受信された当該コンテンツをコンテンツストア（ＣＳ）２１０に格納する。

場合によって、隣接ノード又はアプリケーションレイヤ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）で発生するコンテンツ要求パケットがコンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）に到着する前に、ノード２００がコンテンツを受信することがある。この時、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）では当該コンテンツを要求するメッセージ記録（例えば、ペンディングインタレストテーブルのエントリに対する記録）がないため、ノード２００は当該コンテンツを捨てる。

図３は、一実施形態によるコンテンツ中心ネットワークにおけるオーバーヒアリングしたコンテンツを提供するコンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）の構造を示す図である。

図３を参照すると、無線環境において、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）は、隣接ノード又はアプリケーションレイヤで発生するコンテンツをオーバーヒアリングする（動作１）。そして、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）は、オーバーヒアリングしたコンテンツをコンテンツストア（Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｓｔｏｒｅ：ＣＳ）でプリキャッシュ（ｐｒｅ−ｃａｃｈｉｎｇ）する（動作２）。プリキャッシュは、プリキャッシュモジュール（ＰＭ）によって行われる。

その後、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）は、アプリケーションレイヤ又は隣接ノードで発生するコンテンツ要求パケット（インタレストともいう）を受信する（動作３）。コンテンツ要求パケットが要求するコンテンツがコンテンツストアにプリキャッシュされたコンテンツと一致すると、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）は、コンテンツストアに格納されたコンテンツを隣接ノード或いはアプリケーションレイヤに提供する（動作４）。

本実施形態によると、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）は、アプリケーションレイヤ或いは隣接ノードで発生するコンテンツ要求パケットを内部的に処理することによって、コンテンツをより早く提供することができる。コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）は、コンテンツ要求パケットをノード内部のコンテンツストアで処理するため、無線リソースを消耗するコンテンツ要求パケットが外部に送信されることを抑制することができる。

コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）は、コンテンツをオーバーヒアリングすることでプリキャッシュされたコンテンツをコンテンツ所有者の代わりに周辺機器の要求に対する応答として活用できるため、ネットワークトラフィックの分散を活性化させ得る。

以下で説明するコンテンツをオーバーヒアリングするノードの通信方法は、無線ネットワーク環境だけではなく、オーバーヒアリング可能な有線ネットワーク環境にも同一に適用される。

図４は、一実施形態によるコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法を示すフローチャートである。

図４を参照すると、本実施形態によるノードは、隣接ノードが送信するコンテンツをオーバーヒアリングする（ステップＳ４１０）。

ノードは、ステップＳ４１０でオーバーヒアリングしたコンテンツをキャッシュ手段に格納する（ステップＳ４２０）。

一般に、コンテンツ要求パケットがコンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）で処理される前にコンテンツが受信されると、そのコンテンツはノードのコンテンツストアに格納されない。即ち、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）は、ノードのペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）のエントリとマッチングしないコンテンツが受信される場合には当該コンテンツを格納しない。

本実施形態ではコンテンツストアの機能を拡張し、アプリケーションレイヤ又は隣接ノードで対応するコンテンツ要求パケットが到着する前にオーバーヒアリングしたコンテンツが受信されても、オーバーヒアリングしたコンテンツを予め格納（ｐｒｅ−ｃａｃｈｉｎｇ）する。即ち、本実施形態では、ペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）のエントリとマッチングしないオーバーヒアリングしたコンテンツが受信されても、オーバーヒアリングしたコンテンツを臨時的に格納する。オーバーヒアリングしたコンテンツはノードのコンテンツストアに格納されてもよく、プリキャッシュのために別に備えられたノードのキャッシュに格納されてもよい。

ノードは、格納されたコンテンツを、例えば、ユニキャストトラフィック、ブロードキャストトラフィック、又はマルチキャストトラフィックによって複数のノードに送信する。即ち、格納されたコンテンツは送信タイプを有する。複数のノードに送信されるコンテンツをブロードキャスト或いはマルチキャストにより送信し、受信ノードのコンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）でオーバーヒアリングすることで、ブロードキャスト或いはマルチキャストの送信性能を向上させることができる。

その後、アプリケーションレイヤで発生したコンテンツ要求パケットがコンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）に伝達されると、オーバーヒアリングして格納していたコンテンツは直ちにアプリケーションレイヤに伝達される。このように、コンテンツ要求パケットは機器外部に送信されずに機器内部で処理されるため、制限された無線リソースを節約することができる。

また、周辺ノードから格納されたコンテンツを要求するコンテンツ要求パケットが受信されると、オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するノードは、コンテンツ要求パケットをコンテンツ所有者に伝達せずにローカル（ｌｏｃａｌｌｙ）に処理する。

ノードは、他のノードから、格納されたコンテンツを要求するコンテンツ要求パケットを受信する（ステップＳ４３０）。

コンテンツ要求パケットの受信に応答して、ノードは格納されたコンテンツを他のノードに提供する（ステップＳ４４０）。

図５は、他の実施形態によるコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法を示すフローチャートである。

図５を参照すると、ノードは、隣接ノードが送信するコンテンツをオーバーヒアリングする（ステップＳ５１０）。

ノードは、フィルタリングに用いられるコンテンツの名前に基づいて、ステップＳ５１０でオーバーヒアリングしたコンテンツをフィルタリングする（ステップＳ５２０）。ステップＳ５２０において、フィルタリングに用いられるコンテンツの名前は、コンテンツに関する場所、状況、サービスのうちの少なくとも１つに関する情報を含む。コンテンツに関する場所として、ショッピングモール（Ｓｈｏｐｐｉｎｇ Ｍａｌｌ）、教室（Ｃｌａｓｓ ｒｏｏｍ）などが一例として挙げられる。コンテンツに関する状況では、ｅ−ミーティング（ｅ−Ｍｅｅｔｉｎｇ）が一例として挙げられる。コンテンツに関するサービスとして、スポーツゲーム（ｓｐｏｒｔｓ ｇａｍｅ）、スマートクラス（ｓｍａｒｔ ｃｌａｓｓ）、その他にもマルチキャストトラフィックサービス又はブロードキャストトラフィックサービスなどのような通信サービス方式を含む。

本実施形態によると、オーバーヒアリングしたコンテンツを用いて要求されるコンテンツを提供することによって、インフラのない環境でもスポーツゲーム、ｅ−ミーティング、スマートクラスなどのような高品質の大容量コンテンツを分配することができる。

実施形態によって、フィルタリングに用いられるコンテンツの名前は、オーバーヒアリングしたコンテンツを格納する時間に関する情報を含むか、又は特定場所でオーバーヒアリングしたコンテンツを格納する時間に関する情報を含む。例えば、フィルタリングに用いられるコンテンツの名前は、ｅ−ミーティング時にオーバーヒアリングしたコンテンツが当該状況、即ちｅ−ミーティング時間の間にノードのコンテンツストアに保持されるようにする情報を含む。

ノードは、オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致するか否かを判断する（ステップＳ５３０）。オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致すると判断された場合、ノードはステップＳ５４０の過程を行う。オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致しないと判断された場合、ノードはステップＳ５７０の過程を行う。

オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致すれば、ノードは、オーバーヒアリングしたコンテンツをプリキャッシュモジュールにフォワーディングし、コンテンツストアはオーバーヒアリングしたコンテンツを格納する（ステップＳ５４０）。

ノードは、他のノードから、格納されたコンテンツを要求するコンテンツ要求パケットを受信する（ステップＳ５５０）。

ノードは、ステップＳ５５０において、コンテンツ要求パケットの受信に応答して他のノードに格納されたコンテンツを提供する（ステップＳ５６０）。

オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致しなければ、ノードは、オーバーヒアリングしたコンテンツをノードのペンディングインタレストテーブルに送信する（ステップＳ５７０）。

図６は、更に他の実施形態によるコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法を示すフローチャートである。

図６を参照すると、本実施形態によるノードは、隣接ノードから送信されたコンテンツをオーバーヒアリングするか、或いは上位階層からのコンテンツを受信する（ステップＳ６１０）。

ノードは、オーバーヒアリングモジュールを用いて、複製又はオーバーヒアリングしたか又は受信したコンテンツが重複して存在するか否かをチェックする（ステップＳ６２０）。

ステップＳ６２０において、ノードは、管理テーブルにオーバーヒアリングしたか又は受信したコンテンツの名前と一致するエントリがあるか否かを判断する。管理テーブルは、オーバーヒアリングモジュールに含まれ、隣接ノードからオーバーヒアリングしたか、又はアプリケーションレイヤから受信した少なくとも１つのコンテンツの名前を含むエントリを格納する。ノードは、ステップＳ６２０の判断結果に基づいて、オーバーヒアリングしたコンテンツ（或いは、受信したコンテンツ）のフォワーディングの有無を決定する。以下、「オーバーヒアリングしたコンテンツ」は、上位階層から受信したコンテンツを含む概念として理解される。

ステップＳ６２０において、管理テーブルにオーバーヒアリングしたコンテンツの名前と一致するエントリがあれば、ノードは、オーバーヒアリングしたコンテンツを捨てた後（ステップＳ６２５）、動作を終了する。管理テーブルにオーバーヒアリングしたコンテンツの名前と一致するエントリがあるということは、以前にオーバーヒアリングした同一のコンテンツがあることを意味する。このような場合、同一のコンテンツを各レイヤで重複的に格納することによって発生するネットワークリソースの浪費を減らすために、本実施形態では、ステップＳ６２５のようにオーバーヒアリングしたコンテンツを捨てる。

ステップＳ６２０で管理テーブルにオーバーヒアリングしたコンテンツの名前と一致するエントリがなければ、ノードは、プリキャッシュフィルタを用いて、オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致するか否かを判断する（ステップＳ６３０）。

ステップＳ６３０において、オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致すれば、ノードは、プリキャッシュモジュールを用いてオーバーヒアリングしたコンテンツをプリキャッシュした後（ステップＳ６３５）、動作を終了する。ステップＳ６３０において、オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致するということは、オーバーヒアリングしたコンテンツが予め設定された特定目的のためのコンテンツに該当することを意味する。この場合、予め設定された特定目的のためのコンテンツに該当するオーバーヒアリングしたコンテンツはプリキャッシュされる。特定目的は、ユニキャストトラフィック、マルチキャストトラフィック、又はブロードキャストトラフィックのいずれか１つを含む。

ステップＳ６３０において、オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致しなければ、ノードは、オーバーヒアリングしたコンテンツを、オーバーヒアリングしていない一般的なコンテンツと同一に処理する。ノードは、オーバーヒアリングしたコンテンツに該当するエントリがペンディングインタレストテーブルにあるか否かをチェックする（ステップＳ６４０）。ステップＳ６４０のチェック結果、ペンディングインタレストテーブルにオーバーヒアリングしたコンテンツに該当するエントリがあれば、ノードは、オーバーヒアリングしたコンテンツを、当該コンテンツを要求したノードにフォワーディングする（ステップＳ６５０）。そして、ノードはオーバーヒアリングしたコンテンツをコンテンツストアに格納する（ステップＳ６５０）。

ステップＳ６４０のチェック結果、ペンディングインタレストテーブルにオーバーヒアリングしたコンテンツに該当するエントリがなければ、ノードは、オーバーヒアリングしたコンテンツを要求したノードがないものと見て、オーバーヒアリングしたコンテンツを捨てる（ステップＳ６６０）。

本実施形態によるノードは、コンテンツ以外に、隣接ノードが送信するコンテンツ要求パケットをオーバーヒアリングする。ノードは、オーバーヒアリングしたコンテンツ要求パケットも同様にオーバーヒアリングしたコンテンツと同一の方法で処理する。図４〜図６によって上述した方法は、ノードがオーバーヒアリングしたコンテンツ要求パケットについても同一に適用される。

図７は、一実施形態によるコンテンツ中心ネットワークにおけるノードのブロック図である。

図７を参照すると、本実施形態によるノード７００は、オーバーヒアリングモジュール７１０、プリキャッシュフィルタ７２０、コンテンツストア（ＣＳ）７３０、ペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）７４０、及びフォワーディング情報ベース（ＦＩＢ）７５０を含む。

オーバーヒアリングモジュール７１０は、隣接ノードが送信するコンテンツをオーバーヒアリングする。オーバーヒアリングモジュール７１０は、オーバーヒアリングした少なくとも１つのコンテンツの名前を含むエントリを格納する管理テーブル７１５を含む。

オーバーヒアリングモジュール７１０は、管理テーブル７１５に自身がオーバーヒアリングしたコンテンツの名前と一致するエントリがあるか否かに基づいて、オーバーヒアリングしたコンテンツのフォワーディングの有無を決定する。例えば、オーバーヒアリングモジュール７１０は、管理テーブル７１５に自身がオーバーヒアリングしたコンテンツの名前と一致するエントリがあると判断された場合、オーバーヒアリングしたコンテンツをプリキャッシュモジュール７３５にフォワーディングすることを抑制する。オーバーヒアリングモジュール７１０は、管理テーブル７１５に自身がオーバーヒアリングしたコンテンツの名前と一致するエントリがないと判断された場合、オーバーヒアリングしたコンテンツをプリキャッシュモジュール７３５或いはプリキャッシュフィルタ７２０にフォワーディングする。

プリキャッシュフィルタ７２０は、コンテンツの名前に基づいて、オーバーヒアリングしたコンテンツをフィルタリングする。プリキャッシュフィルタ７２０は、オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致する場合、オーバーヒアリングしたコンテンツをプリキャッシュモジュール７３５にフォワーディングする。プリキャッシュフィルタ７２０は、オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致しない場合、オーバーヒアリングしたコンテンツをペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）７４０にフォワーディングする。

コンテンツストア７３０は、プリキャッシュモジュール７３５を含む。プリキャッシュモジュール７３５は、オーバーヒアリングモジュール７１０がオーバーヒアリングしたコンテンツを格納する。

プリキャッシュモジュール７３５は、ノードがオーバーヒアリングしたコンテンツを要求するコンテンツ要求パケットを受信したか否かに拘らず、オーバーヒアリングしたコンテンツを格納する。

プリキャッシュモジュール７３５は、オーバーヒアリングしたコンテンツが特定目的のコンテンツであるか否かに基づいて、オーバーヒアリングしたコンテンツを予め格納する。特定目的は、マルチキャストトラフィック又はブロードキャストトラフィックのいずれか１つを含む。

コンテンツストア（ＣＳ）７３０、ペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）７４０、及びフォワーディング情報ベース（ＦＩＢ）７５０の基本的な動作については図２を参照して説明した通りである。

本実施形態によると、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）がコンテンツのオーバーヒアリングによって受信されたパケットをコンテンツストアで予めキャッシュし、アプリケーションレイヤ或いは隣接ノードで発生するコンテンツ要求パケットを内部的に処理することによって、ブロードキャスト及びマルチキャストの効率を高めることができる。

本実施形態によると、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）がコンテンツ要求パケットをノード内部のコンテンツストアで処理するため、無線リソースを消耗するコンテンツ要求パケットが外部に送信されることが抑制される。

また、コンテンツ中心ネットワークレイヤ（ＣＣＮ ｌａｙｅｒ）は、コンテンツのオーバーヒアリングによってプリキャッシュされたコンテンツを、コンテンツ所有者に代わって周辺機器の要求に対する応答として活用できるため、ネットワークトラフィックの分散を更に活性化することができる。

本発明の一実施形態による方法は、多様なコンピュータ手段を介して様々な処理を実行させることができるプログラム命令の形態で具現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録され得る。コンピュータ読取可能な媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などのうちの１つ又はその組合せを含む。記録媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり、使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、光ディスクのような光磁気媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれてもよい。プログラム命令の例には、コンパイラによって作られるような機械語コードだけでなく、インタープリタなどを用いてコンピュータによって実行できる高級言語コードが含まれる。ハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成されてもよく、その逆も同様である。

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

１１０ コンテンツ所有者
１３０ コンテンツ要求者
２００、７００ ノード
２０１ フェイス（０）
２０３ フェイス（１）
２１０ コンテンツストア（ＣＳ）
２３０、７４０ ペンディングインタレストテーブル（ＰＩＴ）
２５０、７５０ フォワーディング情報ベース（ＦＩＢ）
７１０ オーバーヒアリングモジュール
７１５ 管理テーブル
７２０ プリキャッシュフィルタ
７３０ コンテンツストア（ＣＳ）
７３５ プリキャッシュモジュール（ＰＭ）

Claims (22)

1. コンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法であって、
   他のノードが送信するコンテンツをオーバーヒアリングするステップと、
   前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップと、
   前記格納されたコンテンツを要求するパケットの受信に応答して該格納されたコンテンツを提供するステップと、を有することを特徴とするコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
2. コンテンツの名前を含むエントリを格納する管理テーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがあるか否かを判断するステップと、
   前記判断の結果に基づいて前記オーバーヒアリングしたコンテンツをフォワーディングするステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
3. 前記管理テーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがあると判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを捨てるステップを更に含むことを特徴とする請求項２に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
4. 前記管理テーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがないと判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツをプリキャッシュフィルタにフォワーディングするステップを更に含むことを特徴とする請求項２に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
5. 前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップは、前記ノードが前記オーバーヒアリングしたコンテンツを要求するパケットを受信したか否かに拘らず、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納することを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
6. 前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップは、
   前記オーバーヒアリングしたコンテンツが特定目的のコンテンツであるか否かを判断するステップと、
   前記判断の結果に基づいて前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
7. 前記特定目的は、ユニキャストトラフィック、マルチキャストトラフィック、又はブロードキャストトラフィックのいずれか１つ、又はこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項６に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
8. 前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを前記ノードのコンテンツストアに格納するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
9. 前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致するか否かを判断するステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
10. 前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前が前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致しないと判断された場合、コンテンツの名前を含むエントリを格納するペンディングインタレストテーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがあるか否かをチェックするステップを更に含むことを特徴とする請求項９に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
11. 前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前は、前記コンテンツに関する場所、状況、サービスのうちの少なくとも１つ、又はこれらの組合せの情報を含むことを特徴とする請求項９に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
12. 前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前が前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致すると判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するステップを含むことを特徴とする請求項９に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
13. 前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前が前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致しないと判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを前記ノードのペンディングインタレストテーブルにフォワーディングするステップを更に含むことを特徴とする請求項９に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のコンテンツ中心ネットワークにおけるノードの通信方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
15. コンテンツ中心ネットワークのノードであって、
    他のノードが送信するコンテンツをオーバーヒアリングするオーバーヒアリングモジュールと、
    前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納するプリキャッシュモジュールと、を備えることを特徴とするコンテンツ中心ネットワークのノード。
16. 前記オーバーヒアリングモジュールは、コンテンツの名前を含むエントリを格納する管理テーブルを含み、
    前記オーバーヒアリングモジュールは、前記管理テーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがあるか否かを判断し、該判断の結果に基づいて前記オーバーヒアリングしたコンテンツをフォワーディングすることを特徴とする請求項１５に記載のコンテンツ中心ネットワークのノード。
17. 前記オーバーヒアリングモジュールは、前記管理テーブルに前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前を含むエントリがないと判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツをプリキャッシュフィルタにフォワーディングすることを特徴とする請求項１６に記載のコンテンツ中心ネットワークのノード。
18. 前記プリキャッシュモジュールは、前記ノードが前記オーバーヒアリングしたコンテンツを要求するパケットを受信したか否かに拘らず、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納することを特徴とする請求項１５に記載のコンテンツ中心ネットワークのノード。
19. 前記プリキャッシュモジュールは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツが特定目的のためのコンテンツであるか否かを判断し、該判断の結果に基づいて前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納することを特徴とする請求項１５に記載のコンテンツ中心ネットワークのノード。
20. 前記特定目的は、ユニキャストトラフィック、マルチキャストトラフィック、又はブロードキャストトラフィックのいずれか１つ、又はこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項１９に記載のコンテンツ中心ネットワークのノード。
21. 前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前がフィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致するか否かを判断するプリキャッシュフィルタを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載のコンテンツ中心ネットワークのノード。
22. 前記プリキャッシュモジュールは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前が前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致すると判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを格納し、
    前記プリキャッシュフィルタは、前記オーバーヒアリングしたコンテンツの名前が前記フィルタリングに用いられるコンテンツの名前と一致しないと判断された場合、前記オーバーヒアリングしたコンテンツを前記ノードのペンディングインタレストテーブルにフォワーディングすることを特徴とする請求項２１に記載のコンテンツ中心ネットワークのノード。

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