JP2016115210A - Communication apparatus of content distribution network and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication apparatus which effectively determines a content to be cached.SOLUTION: A communication apparatus of a content distribution network includes: calculation means which calculates the total of values included in a first field of data packets received in a predetermined period, by content included in the data packets received in the predetermined period, to calculate the cost of contents; selection means which selects a content to be cached to cache means, from the contents included in the received data packets and contents cached by cache means, on the basis of the cost of contents calculated by the calculation means and cost of the contents cached by the cache means; and transfer means which sets a value obtained by adding a value of a price of a link that transmits the received data packet, to a value included in a price field of the received data packet, to the price field of the received data packet, and transmits it to the link.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、コンテンツ配信ネットワークにおけるコンテンツのキャッシュ技術に関する。   The present disclosure relates to content caching technology in a content distribution network.

コンテンツ名に基づきルーティングを行うネットワークが提案されている。特許文献１及び非特許文献１は、その様なネットワークの１つであるコンテンツ・セントリック・ネットワーク（ＣＣＮ：Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｃｅｎｔｒｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）を開示している。ＣＣＮを構成する通信装置である各転送装置は、コンテンツ名と、当該コンテンツ名が示すコンテンツを公開しているサーバ装置への経路（パス）を有するインタフェースとの対応関係を示すＦＩＢ（Ｆｏｗａｒｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ）テーブルを維持している。各転送装置は、コンテンツを要求するインタレスト・パケット（配信要求メッセージ）を受信すると、当該インタレスト・パケットを、当該コンテンツを公開しているサーバ装置に向けて転送するため、ＦＩＢに基づきインタレスト・パケットを転送するインタフェースを決定する。   Networks that perform routing based on content names have been proposed. Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 disclose a content-centric network (CCN) which is one of such networks. Each transfer device, which is a communication device constituting the CCN, has a FIB (Forward Information Base) indicating a correspondence relationship between a content name and an interface having a path to the server device that publishes the content indicated by the content name. ) Maintain the table. When each transfer device receives an interest packet (distribution request message) requesting the content, the transfer device transfers the interest packet to the server device that publishes the content. Determine the interface to transfer.

なお、ＣＣＮにおいて、コンテンツは、複数のチャンクと呼ばれるセグメントに分割され、コンテンツはセグメント毎に配信される。また、インタレスト・パケットも、要求するセグメントを指定するものである。また、ＣＣＮにおいて、転送装置及びクライアント装置は、インタレスト・パケットを送信したインタフェースで、当該インタレスト・パケットで要求したセグメントを受信する。ここで、ＣＣＮにおいて、コンテンツを転送した転送装置は、当該コンテンツをキャッシュできる。転送装置は、受信したインタレスト・パケットが要求するセグメントをキャッシュしている場合、当該インタレスト・パケットを転送することなく、キャッシュしているコンテンツを、当該インタレスト・パケットを送信したクライアント装置に向けて送信することができる。   In the CCN, the content is divided into a plurality of segments called chunks, and the content is distributed for each segment. The interest packet also specifies the requested segment. In the CCN, the transfer device and the client device receive the segment requested by the interest packet at the interface that transmitted the interest packet. Here, in the CCN, the transfer device that transferred the content can cache the content. When the transfer device caches the segment requested by the received interest packet, the transfer device transmits the cached content to the client device that has transmitted the interest packet without transferring the interest packet. can do.

非特許文献２は、転送装置が、転送したセグメントをキャッシュするか否かを判定する方法を開示している。具体的には、第１リンク及び第２リンクを有する転送装置が、第１コンテンツを第１リンクで受信して第２リンクに送信したものとする。転送装置は、第１リンクの帯域幅及び第２リンクの帯域幅を、それぞれ、第１リンクを利用しているクライアント装置の数及び第２リンクを使用しているクライアント装置の数で除した値を第１リンク及び第２リンクそれぞれのクライアント装置当たりの帯域幅（第１帯域幅）として求める。転送装置は、第１コンテンツのデータ量を、第１リンク及び第２リンクの第１帯域幅でそれぞれ除した値を第１リンク及び第２リンクそれぞれのコストとして求める。リンクのコストは、当該リンクによるコンテンツの、１クライアント装置当たりの転送時間を示している。そして、転送装置は、第１リンクのコストから第２リンクのコストを減じた値に第１コンテンツの人気度を示す値を乗じた値を、第１コンテンツの有用値として計算する。転送装置は、第１コンテンツをキャッシュするための空きがない場合、キャッシュされている第２コンテンツに第１コンテンツより有用値が低いものがあるかを判定し、低いものがあると有用値の低い第２コンテンツをキャシュから取り除き、第１コンテンツをキャッシュする。一方、第２コンテンツの有用値が第１コンテンツの有用値より高い場合、転送装置は、第１コンテンツをキャッシュしない。   Non-Patent Document 2 discloses a method in which a transfer device determines whether to cache a transferred segment. Specifically, it is assumed that the transfer device having the first link and the second link receives the first content on the first link and transmits it to the second link. The transfer device is a value obtained by dividing the bandwidth of the first link and the bandwidth of the second link by the number of client devices using the first link and the number of client devices using the second link, respectively. Is obtained as a bandwidth (first bandwidth) per client device for each of the first link and the second link. The transfer apparatus obtains a value obtained by dividing the data amount of the first content by the first bandwidth of the first link and the second link as the cost of each of the first link and the second link. The cost of the link indicates the transfer time per client device for the content by the link. Then, the transfer device calculates a value obtained by multiplying a value obtained by subtracting the cost of the second link from the cost of the first link by a value indicating the popularity of the first content as a useful value of the first content. When there is no free space for caching the first content, the transfer device determines whether there is a cached second content that has a lower useful value than the first content. Remove the second content from the cache and cache the first content. On the other hand, when the useful value of the second content is higher than the useful value of the first content, the transfer device does not cache the first content.

特開２００９−２７７２３４号公報JP 2009-277234 A

Ｖ．Ｊａｃｏｂｓｏｎ，ｅｔ ａｌ．，"Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｎａｍｅｄ Ｃｏｎｔｅｎｔ"，ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＡＣＭ ＣｏＮＥＸＴ ２００９，２００９年１２月V. Jacobson, et al. , "Networking Named Content", in Proceedings of ACM CoNEXT 2009, December 2009 Ｍ．Ｂａｄｏｖ，ｅｔ ａｌ．，"Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ−Ａｗａｒｅ Ｃａｃｈｉｎｇ ａｎｄ Ｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−Ｃｅｎｔｒｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"，ＡＣＭ ＩＣＮ，２０１４年M.M. Badov, et al. , "Congestion-Aware Caching and Search in Information-Centric Networks", ACM ICN, 2014.

非特許文献２に記載の方法の考え方は、キャッシュすることでコンテンツの転送時間が短くなる程、高くなる有用値により、キャッシュするか否かを判定するものである。しかしながら、非特許文献２に記載の方法は、転送装置が直接接続するリンクの転送時間のみを考慮するものであり、転送装置に直接接続しないリンクの転送時間は考慮されない。したがって、ネットワーク全体を見たときには、キャッシュするコンテンツを適切に選択していないかもしれない。また、１つのコンテンツの各セグメントを複数の経路を使用して取得する構成の場合、コンテンツの有用値を計算できない。   The idea of the method described in Non-Patent Document 2 is to determine whether or not to cache based on a useful value that becomes higher as the content transfer time becomes shorter by caching. However, the method described in Non-Patent Document 2 considers only the transfer time of the link directly connected to the transfer device, and does not consider the transfer time of the link not directly connected to the transfer device. Therefore, when viewing the entire network, the content to be cached may not be properly selected. In addition, in the case of a configuration in which each segment of one content is acquired using a plurality of routes, a useful value of the content cannot be calculated.

本発明は、キャッシュするコンテンツを効果的に決定する通信装置を提供するものである。   The present invention provides a communication device that effectively determines content to be cached.

本発明の一側面によると、コンテンツ配信ネットワークの通信装置は、コンテンツをキャッシュするキャッシュ手段と、コンテンツを含むデータ・パケットを受信すると、当該コンテンツを要求した装置に向けて転送する転送手段と、所定期間に受信したデータ・パケットの第１フィールドに含まれる値を、前記所定期間に受信したデータ・パケットに含まれるコンテンツ毎に合計してコンテンツのコストを算出する算出手段と、前記算出手段が算出したコンテンツのコストと、前記キャッシュ手段がキャッシュしているコンテンツのコストに基づき、前記受信したデータ・パケットに含まれるコンテンツと、前記キャッシュ手段がキャッシュしているコンテンツから、前記キャッシュ手段にキャッシュするコンテンツを選択する選択手段と、を備えており、前記転送手段は、受信したデータ・パケットの価格フィールドに含まれる値に、前記受信したデータ・パケットを送信するリンクの価格の値を加えた値を、前記受信したデータ・パケットの価格フィールドに設定して、当該リンクに送信することを特徴とする。   According to one aspect of the present invention, a communication device of a content distribution network includes a cache unit that caches content, a transfer unit that, when receiving a data packet including the content, transfers the content to the device that requested the content, A calculating means for calculating the cost of content by adding the values included in the first field of the data packet received during the period for each content included in the data packet received during the predetermined period; and calculating by the calculating means The content cached in the cache means from the content included in the received data packet and the content cached in the cache means based on the cost of the content that has been cached and the cost of the content cached in the cache means With a selection means to select The transfer means includes a value obtained by adding a value of a price of a link that transmits the received data packet to a value included in a price field of the received data packet. The price field is set and transmitted to the link.

キャッシュするコンテンツを効果的に決定することができる。   Content to be cached can be determined effectively.

一実施形態によるコンテンツ配信ネットワークの構成図。The block diagram of the content delivery network by one Embodiment. 一実施形態によるデータ・パケットを示す図。FIG. 3 illustrates a data packet according to one embodiment. 一実施形態によるコスト計算の説明図。Explanatory drawing of the cost calculation by one Embodiment. 一実施形態によるキャッシュされているコンテンツのコストを示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating the cost of cached content according to one embodiment. 一実施形態による転送装置の構成図。The block diagram of the transfer apparatus by one Embodiment.

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。また、以下の実施形態は例示であり本発明を実施形態の内容に限定するものではない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components that are not necessary for describing the embodiment are omitted from the drawings. Moreover, the following embodiment is an illustration and does not limit this invention to the content of embodiment.

図１は、本実施形態によるコンテンツ配信ネットワークの概略的な構成図である。なお、以下の説明において、コンテンツ配信ネットワークは、ＣＣＮであるものとする。しかしながら、本発明は、コンテンツを配信した転送装置が、当該コンテンツをキャッシュでき、キャッシュしているコンテンツの配信要求メッセージを受信すると、当該配信要求メッセージを転送することなく、キャッシュしている当該コンテンツを当該配信要求メッセージの送信元に向けて送信できるコンテンツ配信ネットワークに適用できる。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a content distribution network according to the present embodiment. In the following description, it is assumed that the content distribution network is a CCN. However, according to the present invention, when the transfer device that has distributed the content can cache the content and receives the distribution request message for the cached content, the transfer device that has cached the content that has been cached without transferring the distribution request message. The present invention can be applied to a content distribution network that can be transmitted to the transmission source of the distribution request message.

図１において、クライアント装置１は、コンテンツを取得する通信装置であり、転送装置２１〜２３は、コンテンツ配信ネットワークを構成する通信装置であり、コンテンツ配信要求メッセージであるインタレスト・パケットの転送と、コンテンツを含むデータ・パケットの転送を行う。また、転送装置２１〜２３は、転送したコンテンツをキャッシュする機能を有している。図１に示す様に、転送装置２１は、リンク３１により転送装置２２
と接続し、リンク３２で転送装置２３と接続している。また、転送装置２２は、リンク３３により図示しない他の転送装置に接続し、転送装置２３は、リンク３４により図示しない他の転送装置に接続している。なお、図１においては図の簡略化のため１つのクライアント装置１のみを示しているが、転送装置２１には、１つ以上のクライアント装置１が接続され得る。また、コンテンツ配信ネットワークには、図示しないサーバ装置が接続され、サーバ装置は公開するコンテンツを保持している。 In FIG. 1, a client device 1 is a communication device that acquires content, and transfer devices 21 to 23 are communication devices that constitute a content distribution network, and transfer of interest packets that are content distribution request messages and content The data packet containing is transferred. The transfer devices 21 to 23 have a function of caching the transferred content. As shown in FIG. 1, the transfer device 21 is connected by a link 31 to the transfer device 22.
And is connected to the transfer device 23 by a link 32. The transfer device 22 is connected to another transfer device (not shown) via a link 33, and the transfer device 23 is connected to another transfer device (not shown) via a link 34. In FIG. 1, only one client device 1 is shown for simplification, but one or more client devices 1 can be connected to the transfer device 21. In addition, a server device (not shown) is connected to the content distribution network, and the server device holds content to be disclosed.

クライアント装置１は、コンテンツを取得する際、コンテンツ名及びセグメント番号を含むインタレスト・パケットを転送装置２１に送信する。転送装置２１は、インタレスト・パケットで指定されたコンテンツ名及びセグメント番号に対応するセグメントをキャッシュしていると、当該インタレスト・パケットを転送することなく、要求されたセグメントをキャッシュから取り出してクライアント装置１に配信できる。一方、インタレスト・パケットで指定されたコンテンツ名及びセグメント番号に対応するセグメントを転送装置２１がキャッシュしていない場合、転送装置２１は、保持しているＦＩＢに基づき、当該インタレスト・パケットを転送装置２２又は２３に転送する。転送装置２１からインタレスト・パケットを受信した転送装置２２又は２３は、同様に、要求されたセグメントをキャッシュしていると、キャッシュしているセグメントをクライアント装置１に送信し、キャッシュしていないと、図示しない転送装置に転送する。仮にインタレスト・パケットにより要求されるセグメントを、インタレスト・パケットの転送に係る転送装置がキャッシュしていないと、最終的に、インタレスト・パケットはサーバ装置に転送され、サーバ装置は要求されたセグメントを配信する。一方、インタレスト・パケットにより要求されるセグメントをキャッシュしている転送装置が当該インタレスト・パケットを受信すると、当該転送装置は、キャッシュしているセグメントを配信する。セグメントは、インタレスト・パケットと同じ経路を逆向きに転送され、最終的にクライアント装置１に配信される。   When acquiring content, the client device 1 transmits an interest packet including the content name and segment number to the transfer device 21. When the transfer device 21 has cached a segment corresponding to the content name and segment number specified in the interest packet, the transfer device 21 extracts the requested segment from the cache without transferring the interest packet, and the client device 1 Can be delivered to. On the other hand, when the transfer device 21 does not cache the segment corresponding to the content name and the segment number specified by the interest packet, the transfer device 21 transfers the interest packet to the transfer device 22 based on the held FIB. Or transfer to 23. Similarly, when the transfer device 22 or 23 that has received the interest packet from the transfer device 21 caches the requested segment, it transmits the cached segment to the client device 1 and does not cache it. Transfer to a transfer device (not shown). If the transfer device related to the transfer of the interest packet does not cache the segment requested by the interest packet, the interest packet is finally transferred to the server device, and the server device delivers the requested segment. To do. On the other hand, when the transfer device that caches the segment requested by the interest packet receives the interest packet, the transfer device distributes the cached segment. The segment is transferred in the reverse direction along the same route as the interest packet, and finally delivered to the client device 1.

本実施形態において、セグメントを含むデータ・パケットに、図２に示す様に、価格フィールドを設ける。キャッシュしているセグメントを送信する転送装置、或いは、保持しているセグメントを送信するサーバ装置は、送信するリンクの輻輳度合いに応じて、当該リンクの価格を決定し、決定した価格を価格フィールドに設定する。リンクの価格が高いことは、当該リンクの混雑度が高いことを意味する。例えば、転送装置、サーバ装置は、当該リンクに送信すべきデータの待ち行列（キュー）の長さに応じて価格を決定できる。この場合、待ち行列の長さが長くなると価格が高くなる様にする。また、転送装置及びサーバ装置は、ＴＣＰ Ｒｅｎｏプロトコルを監視して、リンクでのパケット損失の確率に応じて価格を決定できる。この場合、パケット損失の確率が高くなると価格が高くなる様にする。さらに、転送装置及びサーバ装置は、リンクの帯域により価格を決定できる。この場合、リンクの帯域が小さくなると価格が高くなる様にする。さらに、転送装置、サーバ装置は、ＲＦＣ３１６８で規定されるＥＣＮ（Ｅａｒｌｙ Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を監視して価格を決定できる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a price field is provided in a data packet including a segment. The transfer device that transmits the cached segment or the server device that transmits the held segment determines the price of the link according to the congestion level of the link to be transmitted, and uses the determined price in the price field. Set. A high link price means a high degree of congestion of the link. For example, the transfer device and the server device can determine the price according to the length of a queue (queue) of data to be transmitted to the link. In this case, the price increases as the queue length increases. Further, the transfer device and the server device can monitor the TCP Reno protocol and determine the price according to the probability of packet loss on the link. In this case, the price increases as the probability of packet loss increases. Further, the transfer device and the server device can determine the price based on the bandwidth of the link. In this case, the price increases as the bandwidth of the link decreases. Furthermore, the transfer device and the server device can determine the price by monitoring ECN (Early Congestion Notification) defined by RFC3168.

さらに、本実施形態において、データ・パケットを転送する転送装置は、受信したデータ・パケットの価格フィールドに設定されている価格に、当該データ・パケットを送信するリンクの価格を加えた値を、当該データ・パケットの価格フィールドに設定して転送する。例えば、図１の構成において、クライアント装置１が送信したインタレスト・パケットの応答として、転送装置２２がリンク３３から価格フィールドに"５"が設定されたデータ・パケットを受信し、転送装置２２がリンク３１の価格を"３"であると判定していると、転送装置２２は、当該データ・パケットの価格フィールドに"８"を設定して転送装置２１に転送する。したがって、各転送装置が受信するデータ・パケットの価格フィールドには、当該データ・パケットがそれまでに経由したリンクの価格の合計値が設定されていることになる。   Furthermore, in this embodiment, the transfer device that transfers the data packet adds a value obtained by adding the price of the link that transmits the data packet to the price set in the price field of the received data packet. Set the price field of the data packet and transfer it. For example, in the configuration of FIG. 1, as a response to the interest packet transmitted by the client device 1, the transfer device 22 receives a data packet having a price field set to “5” from the link 33, and the transfer device 22 is linked. If it is determined that the price of 31 is “3”, the transfer device 22 sets “8” in the price field of the data packet and transfers it to the transfer device 21. Therefore, in the price field of the data packet received by each transfer device, the total value of the price of the link through which the data packet has passed is set.

続いて、本実施形態において、転送装置２がどの様に転送したデータ・パケットのセグメントをキャッシュするか否かを決定するかについて、転送装置２１を例にして説明する。転送装置２１は所定の期間Ｔ毎に受信したデータ・パケットの価格フィールドの値をコンテンツ毎に集計する。例えば、図３に示す様に、転送装置２１がある期間Ｔの間にコンテンツ＃１のセグメント＃１及び＃３をリンク３１から受信して転送し、コンテンツ＃１のセグメント＃２をリンク３２から受信して転送したものとする。また、各セグメントを含むデータ・パケットの価格フィールドの受信時の値が、それぞれ、図３に示す通りであったものとする。この場合、コンテンツ＃１のコスト（価格の合計値）は"１４"となる。同様に、転送装置２１がこの期間Ｔの間にコンテンツ＃２のセグメント＃１０、＃１１及び＃１３を図３に示すリンクから受信して転送したものとする。また、各セグメントを含むデータ・パケットの価格フィールドの受信時の値が、それぞれ、図３に示す通りであったものとする。この場合、コンテンツ＃２のコスト（価格の合計値）は"１２"となる。   Subsequently, in the present embodiment, how to determine whether the transfer apparatus 2 caches the segment of the transferred data packet will be described by taking the transfer apparatus 21 as an example. The transfer device 21 aggregates the value of the price field of the data packet received every predetermined period T for each content. For example, as shown in FIG. 3, the transfer device 21 receives and transfers the segments # 1 and # 3 of the content # 1 from the link 31 during a period T, and transfers the segment # 2 of the content # 1 from the link 32. Assume that it has been received and transferred. Further, it is assumed that the value at the time of receiving the price field of the data packet including each segment is as shown in FIG. In this case, the cost (total price) of the content # 1 is “14”. Similarly, it is assumed that the transfer device 21 receives and transfers segments # 10, # 11, and # 13 of the content # 2 during the period T from the link shown in FIG. Further, it is assumed that the value at the time of receiving the price field of the data packet including each segment is as shown in FIG. In this case, the cost (total price) of the content # 2 is “12”.

また、転送装置２１は、キャッシュしているコンテンツについて、それぞれ、最新の価格を維持している。図４は、転送装置２１がキャッシュしているコンテンツを示している。転送装置２１は、キャッシュの空き容量が大きく、受信したコンテンツ＃１のセグメント＃１〜＃３及びコンテンツ＃２のセグメント＃１０、＃１１及び＃１３を総てキャシュできる場合、これらの総てのセグメントをキャッシュする。一方、総てのセグメントをキャッシュできない場合、コンテンツのコストに基づきキャッシュするコンテンツのセグメントを決定する。   Further, the transfer device 21 maintains the latest price for each cached content. FIG. 4 shows the content cached by the transfer device 21. If the transfer device 21 has a large free space in the cache and can cache all segments # 1 to # 3 of content # 1 and segments # 10, # 11 and # 13 of content # 2, all of these can be cached. Cache the segment. On the other hand, if all segments cannot be cached, the content segment to be cached is determined based on the cost of the content.

まず、転送装置２１は、期間Ｔに転送したコンテンツのコストで、キャッシュされているコンテツの価格を更新する。期間Ｔに転送したコンテンツの内、コンテンツ＃１はキャッシュされていないため、コンテンツ＃１の価格の更新はない。一方、期間Ｔに転送したコンテンツの内、コンテンツ＃２はキャッシュされているため、キャッシュされているコンテンツ＃２の価格"１６"を、期間Ｔで求めた価格"１２"に更新する。そして、転送装置２１は、最も価格の低いコンテンツであるコンテンツ＃３をキャッシュから削除し、期間Ｔに受信したコンテンツをキャッシュすると決定する。   First, the transfer device 21 updates the price of the cached content with the cost of the content transferred in the period T. Among the contents transferred in the period T, the content # 1 is not cached, so the price of the content # 1 is not updated. On the other hand, since the content # 2 is cached among the contents transferred in the period T, the price “16” of the cached content # 2 is updated to the price “12” obtained in the period T. Then, the transfer device 21 determines to delete the content # 3, which is the lowest-priced content, from the cache and cache the content received in the period T.

なお、期間Ｔに転送したセグメントをキャッシュするために、コンテンツ＃３の総てのセグメントをキャッシュから削除する必要が無い場合には、期間Ｔに転送したセグメントをキャッシュするために必要な容量を確保するために必要な数のセグメントのみを選択してキャッシュから削除する。削除するセグメントの選択方法は、任意であるが、例えば、最も先にキャッシュされたセグメントから順に選択する。或いは、クライアント装置１から要求された数の最も少ないセグメントから順に選択する。また、期間Ｔに転送したセグメントをキャッシュするために、コンテンツ＃３の総てのセグメントをキャッシュから削除しても足らない場合には、次に、コストの低いコンテンツのセグメントをキャッシュから削除する。本例において、コンテンツ＃３の次にコストの低いコンテンツは、コンテンツ＃２である。したがって、転送装置２は、キャッシュしているコンテツ＃２のセグメントと、期間Ｔに転送したコンテツ＃２のセグメントから、セグメントを選択し、選択したセグメントが既にキャッシュされているものであれば、キャッシュから削除し、選択したセグメントが期間Ｔに転送したものであれば、当該セグメントをキャッシュしないと判定する。   If it is not necessary to delete all the segments of content # 3 from the cache in order to cache the segments transferred in the period T, the capacity necessary for caching the segments transferred in the period T is secured. Select only as many segments as needed to remove them from the cache. The method for selecting the segment to be deleted is arbitrary. For example, the segment that is cached first is selected in order. Alternatively, the segments with the smallest number requested from the client device 1 are selected in order. If it is not enough to delete all the segments of content # 3 from the cache in order to cache the segments transferred in the period T, then the content segment with the low cost is deleted from the cache. In this example, the content with the next lowest cost after the content # 3 is the content # 2. Accordingly, the transfer device 2 selects a segment from the cached content # 2 segment and the content # 2 segment transferred in the period T, and if the selected segment is already cached, If the selected segment is transferred during period T, it is determined that the segment is not cached.

以上、本実施形態においては、セグメントを配信するためのデータ・パケットに価格フィールドを設ける。価格フィールドに設定される値は、当該データ・パケットが経由したリンクの価格の積算値である。転送装置は、所定の期間に転送したデータ・パケットの価格フィールドの値を、コンテンツ毎に合計してコンテンツのコストを求める。そして、転送装置は、所定の期間に転送したコンテンツのコストと、キャッシュしているコンテンツのコストから、キャッシュするコンテンツをコストの高い順に選択する。コンテンツのコストは、所定の期間に要求された数が大きい程、高くなる。また、リンクの価格は、当該リンクの混雑度が高い程、高くなるため、コンテンツのコストは、混雑度の高いリンクを経由するほど、かつ、経由するリンク数の大きい程、高くなる。つまり、コンテンツのコストは、人気が高い、経由するリンク数が大きい、混雑度の高いリンクを経由していることのいずれか、或いは、それらの組み合わせを示している。したがって、コストの高いコンテンツをクライアント装置１に近い側にキャッシュすることで、当該コンテンツを配信することによるネットワークの負荷を抑えることができる。   As described above, in this embodiment, the price field is provided in the data packet for distributing the segment. The value set in the price field is an integrated value of the price of the link through which the data packet passes. The transfer device calculates the cost of the content by summing up the values in the price field of the data packet transferred during a predetermined period for each content. Then, the transfer device selects the content to be cached in descending order from the cost of the content transferred in a predetermined period and the cost of the cached content. The cost of content increases as the number requested in a given period increases. In addition, since the price of a link increases as the degree of congestion of the link increases, the cost of the content increases as the link passes through a link with a higher degree of congestion and the number of links via the link increases. In other words, the cost of the content indicates one of the popularity, the number of links via a large number, the number of links via a high degree of congestion, or a combination thereof. Therefore, by caching high-cost content on the side closer to the client device 1, it is possible to suppress the load on the network due to distribution of the content.

図５は、本実施形態による転送装置の構成図である。保持部２００は、セグメントを保存、つまり、セグメントのキャッシュとして機能すると共に、ＦＩＢ等の各種情報を保持する。インタフェース部２０３は、複数のインタフェースを含み、他の通信装置とリンクを介して信号の送受信を行う。処理部２０２は、受信したインタレスト・パケットの処理と、受信したデータ・パケットの処理を行う。具体的には、処理部２０２は、インタレスト・パケットを受信すると、受信したインタレスト・パケットにより要求されているセグメントが保持部２００にキャッシュされているかを判定する。処理部２０２は、当該セグメントがキャッシュされていると、当該セグメントを含むデータ・パケットを、当該インタレスト・パケットを受信したインタフェースから送信する。一方、処理部２０２は、当該セグメントが保持部２００にキャッシュされていないと、保持部２００が保持するＦＩＢに従い当該インタレスト・パケットを送信するインタフェースを決定し、決定したインタフェースから当該インタレスト・パケットを送信する。また、処理部２０２は、転送したインタレスト・パケットの応答としてデータ・パケットを受信すると、当該データ・パケットを、当該インタレスト・パケットを受信したインタフェースから送信する。   FIG. 5 is a configuration diagram of the transfer apparatus according to the present embodiment. The holding unit 200 stores segments, that is, functions as a segment cache, and holds various types of information such as FIB. The interface unit 203 includes a plurality of interfaces, and transmits and receives signals to and from other communication devices. The processing unit 202 performs processing of the received interest packet and processing of the received data packet. Specifically, when receiving the interest packet, the processing unit 202 determines whether the segment requested by the received interest packet is cached in the holding unit 200. When the segment is cached, the processing unit 202 transmits a data packet including the segment from the interface that has received the interest packet. On the other hand, if the segment is not cached in the holding unit 200, the processing unit 202 determines an interface that transmits the interest packet according to the FIB held by the holding unit 200, and transmits the interest packet from the determined interface. To do. When the processing unit 202 receives a data packet as a response to the transferred interest packet, the processing unit 202 transmits the data packet from the interface that has received the interest packet.

なお、処理部２０２は、送信するデータ・パケットの価格フィールドに値を設定する。ここで、転送装置がキャッシュしていたセグメントを送信する場合、処理部２０２は、当該セグメントを含むデータ・パケットを送信するインタフェースに接続するリンクの価格を価格フィールドに設定する。一方、受信したデータ・パケットを転送する場合、処理部２０２は、受信したデータ・パケットの価格フィールドに設定されている値に、当該データ・パケットを送信するインタフェースに接続するリンクの価格を加えた値を価格フィールドに設定する。なお、インタフェース部２０３の各インタフェースに接続するリンクの価格は、コスト計算部２０１が決定する。また、コスト計算部２０１は、所定期間毎に処理部２０２が受信したデータ・パケットを監視し、コンテンツのコストを上述した様に計算する。そして、コンテンツのコストに基づきキャッシュするコンテンツ又はセグメントを計算する。   The processing unit 202 sets a value in the price field of the data packet to be transmitted. Here, when the segment cached by the transfer device is transmitted, the processing unit 202 sets the price of the link connected to the interface that transmits the data packet including the segment in the price field. On the other hand, when transferring the received data packet, the processing unit 202 adds the price of the link connected to the interface that transmits the data packet to the value set in the price field of the received data packet. Set the value in the price field. Note that the cost calculation unit 201 determines the price of the link connected to each interface of the interface unit 203. In addition, the cost calculation unit 201 monitors the data packet received by the processing unit 202 every predetermined period, and calculates the cost of the content as described above. Then, the content or segment to be cached is calculated based on the cost of the content.

なお、本発明による転送装置は、コンピュータを転送装置として動作させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。   The transfer device according to the present invention can be realized by a program that causes a computer to operate as the transfer device. These computer programs can be stored in a computer-readable storage medium or distributed via a network.

Claims (7)

コンテンツ配信ネットワークの通信装置であって、
コンテンツをキャッシュするキャッシュ手段と、
コンテンツを含むデータ・パケットを受信すると、当該コンテンツを要求した装置に向けて転送する転送手段と、
所定期間に受信したデータ・パケットの第１フィールドに含まれる値を、前記所定期間に受信したデータ・パケットに含まれるコンテンツ毎に合計してコンテンツのコストを算出する算出手段と、
前記算出手段が算出したコンテンツのコストと、前記キャッシュ手段がキャッシュしているコンテンツのコストに基づき、前記受信したデータ・パケットに含まれるコンテンツと、前記キャッシュ手段がキャッシュしているコンテンツから、前記キャッシュ手段にキャッシュするコンテンツを選択する選択手段と、
を備えており、
前記転送手段は、受信したデータ・パケットの価格フィールドに含まれる値に、前記受信したデータ・パケットを送信するリンクの価格の値を加えた値を、前記受信したデータ・パケットの価格フィールドに設定して、当該リンクに送信することを特徴とする通信装置。 A communication device for a content distribution network,
A caching means for caching the content;
When a data packet including content is received, transfer means for transferring the content to the device that requested the content;
A calculation means for calculating a cost of content by summing values included in a first field of a data packet received during a predetermined period for each content included in the data packet received during the predetermined period;
Based on the cost of the content calculated by the calculation unit and the cost of the content cached by the cache unit, the content included in the received data packet and the content cached by the cache unit are Selecting means for selecting content to be cached in the means;
With
The transfer means sets, in the price field of the received data packet, a value obtained by adding a price value of a link transmitting the received data packet to a value included in the price field of the received data packet And transmitting to the link. 前記選択手段は、前記算出手段が算出したコンテンツと同じコンテンツが前記キャッシュ手段にキャッシュされていると、当該コンテンツのコストとして前記算出手段が算出したコストを使用して前記キャッシュ手段にキュッシュするコンテンツを選択することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。   When the same content as the content calculated by the calculation unit is cached in the cache unit, the selection unit selects a content to be cached in the cache unit using the cost calculated by the calculation unit as the cost of the content. The communication device according to claim 1, wherein the communication device is selected. 前記選択手段は、前記所定期間に受信したデータ・パケットに含まれるコンテンツと前記キャッシュ手段にキャッシュされているコンテンツの総てを前記キャッシュ手段にキャッシュできない場合、コストの高い順に前記キャッシュ手段にキャッシュするコンテンツを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。   The selecting means caches the contents included in the data packet received during the predetermined period and the contents cached in the cache means in the cache means in descending order of cost when the cache means cannot cache all of the contents. The communication apparatus according to claim 1 or 2, wherein a content is selected. リンクの価格を決定する決定手段を更に備えており、
前記決定手段は、リンクの価格を、当該リンクの混雑度に応じて決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。 Further comprising a determining means for determining the price of the link;
The communication device according to any one of claims 1 to 3, wherein the determining unit determines a price of the link according to a degree of congestion of the link. リンクの価格を決定する決定手段を更に備えており、
前記決定手段は、リンクの価格を、当該リンクに送信するパケットの待ち行列の長さに応じて決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。 Further comprising a determining means for determining the price of the link;
The communication device according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination unit determines a price of the link according to a queue length of a packet to be transmitted to the link. リンクの価格を決定する決定手段を更に備えており、
前記決定手段は、リンクの価格を、当該リンクに送信するパケットの損失確率に応じて決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。 Further comprising a determining means for determining the price of the link;
The communication device according to any one of claims 1 to 3, wherein the determining unit determines a price of the link according to a loss probability of a packet transmitted to the link. 請求項１から６のいずれか１項に記載の通信装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。   A program that causes a computer to function as the communication device according to claim 1.
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