JP4002584B2 - ストリーミング・データの送信及びダウンロード方法 - Google Patents
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Description
本発明の別の目的は、P2P(ピア・ツー・ピア)ネットワークにおいて、複数の使用者クライアントからストリーミング・データを安定的にダウンロードする方法、及び使用者クライアントにインストールされる通信エージェント・プログラムを提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明の一つの望ましい実施形態によれば、(a)複数のノードとの接続を確立する段階と、(b)接続が確立された複数のノードにストリーミング・データのサブブロックを要求を送信して、サブブロックをダウンロードする段階と、(c)確立された接続のダウンロード状態をモニタリングする段階と、(d)モニタリングの結果に基づいて、接続が確立された複数のノードのうちの一部のノードからダウンロードされるべきサブブロックを再分配する段階とを備え、ブロックに含まれる全てのサブブロックがダウンロードされると、次のブロックに含まれるサブブロックをダウンロードするために、段階(b)〜段階(d)は反復される、ストリーミング・データのダウンロード方法が提供される。
段階(c)は、サブブロックのダウンロードが完了した接続が存在するか否かをモニタリングする段階を備え得る。
接続状態の評価指数は、複数のノードのそれぞれに伴うラウンド・トリップ時間と複数のノードのそれぞれからの平均ダウンロード速度とにより構成されるグループから選択された情報を利用して計算され得る。
図1は、本発明が適用されるストリーミング・データの送信システムの概略的構成である。
図1において、複数のノード(100,102,104,106,108,110)は、コンテンツ・データを保存しており、使用者クライアントからのコンテンツ要求情報を受信した後、要求されたコンテンツのデータを使用者クライアントに送信する。ノードは、一般的に、コンテンツを送信するサーバであっても、別の使用者クライアントであってもよい。
図5を参照すると、本発明によるストリーミング・データは、複数のブロック(500)から成り立っており、その複数のブロックのそれぞれは複数のサブブロック(502)から成り立つ。
図2は、P2P(ピア・ツー・ピア)方式によってストリーミング・データの送信方法が適用される場合を図示したものである。
例えば、映画「A」を保存している使用者クライアントが、図2における参照番号202,204,及び208であると仮定する。接続制御サーバがクライアント(202,204,208)のアドレス情報を、コンテンツを要求した使用者クライアント(210)に提供する場合、使用者クライアント(210)は、使用者クライアント(202,204,208)との接続の確立を試みる。
図3は、多重サーバを通じてストリーミング・データが提供される場合を図示したものである。
図4は、本発明によるストリーミング・データの送信方法が適用されるネットワーク・システムのさらに別の一例である。
図4を参照すると、本発明の一つの望ましい実施形態によるストリーミング・データ送信システムは、接続制御サーバ(410)、複数のコンテンツ・サーバ(400,402,404,406,408)、及び複数のクライアント(412,414,416,418,420,422,424,426,428)を含むことができる。図4には、複数のコンテンツ・サーバが図示されているが、図4とは異なりコンテンツ・サーバの数を一つとしてもよい。
図6を参照すると、使用者クライアントは接続制御サーバからノード・リスト情報を受信する(S600)。図2のシステムの場合、ノードはコンテンツを保存している使用者クライアントである。図3のシステムの場合、ノードは複数のコンテンツ・サーバであり、図4のシステムの場合、ノードは使用者クライアントとコンテンツ・サーバのいずれも含むことができる。
本発明の一つの実施形態によれば、接続状態は、各ノードに伴うラウンド・トリップ(Round Trip)時間又は各ノードからのダウンロード速度によって判断される。
サブブロックの受信の際、使用者クライアントは、要求した全てのサブブロックがダウンロードされた接続が存在するのか否かを判断する(S610)。
全てのサブブロックがダウンロードされると、使用者クライアントは、次のブロックについて、多重経路を通じてそれぞれのノードからダウンロードされるサブブロックの数を決定する過程を繰り返す(S604)。
図6を参照して説明したように、本発明によれば、一つの経路(=接続)においてサブブロックのダウンロードが完了した場合、各ノードからダウンロードされるサブブロックを再分配してダウンロードするようにするため、アイドル接続の発生は防止され、その結果、データのダウンロード効率を向上させることができる。
図7は、図2のP2Pネットワーク、又はP2Pと多重サーバが混在したネットワークにおける接続制御サーバの動作を図示したものである。
図7には図示されていないが、接続制御サーバはノード状態情報(例えば、PING情報)を受信してもよいし、受信したノード状態情報をノード・リスト情報とともに使用者クライアントに対して提供してもよい。
図8は、図3のように、多重サーバを利用した接続制御サーバ・ネットワークの動作を示したものである。
コンテンツ要求情報を受信した接続制御サーバは、段階S800における状態情報を利用して、状態が良好なコンテンツ・サーバのアドレス情報(すなわち、ノード・リスト情報)、及びサブブロック分配情報(各コンテンツ・サーバからダウンロードされるサブブロックに関する情報)を、コンテンツを要求したクライアントに提供する(S804)。
図9を参照すると、本発明の一つの望ましい実施形態による通信エージェント・プログラムは、エージェント管理モジュール(900)、キャッシュ管理モジュール(902)、接続制御モジュール(904)、ノード管理モジュール(906)、ブロック管理モジュール(908)、及びサブブロック管理モジュール(910)を含むことができる。
図9には図示されていないが、予約管理モジュールを通信エージェント・プログラムにさらに含めることができる。ストリーミング・データが高速で送信される場合であっても、インターネットの接続状態の不安定性のために、クライアントがこのような送信速度でデータをダウンロードできない場合がある。このような場合には、映画のデータは、その映画のデータを再生する前に、予約管理モジュールを通じてキャッシュにあらかじめ保存され、予約管理モジュールはこのような予約のための処理を遂行する。
図10を参照すると、接続制御モジュールは、接続確立モジュール(1000)、接続状態判断モジュール(1002)、サブブロック分配モジュール(1004)、及びダウンロード状態モニタリング・モジュール(1006)を含むことができる。
(ii)ノードは、TCP接続を許可することができるか否かを判断する。
(iii)ノードは、TCP接続を許可する。
接続状態判断モジュール(1002)は、各ノードとの接続状態を判断する。接続状態判断モジュール(1002)は、接続状態の評価指数を計算して接続状態を判断する。
本発明の別の実施形態によれば、接続状態の評価指数は、各ノードからのダウンロード速度の情報を利用して計算可能である。あるいは、ラウンド・トリップ時間及びダウンロード速度の両方を考慮して、接続状態の評価指数を計算することも可能である。
サブブロック分配モジュール(1004)は、接続状態判断モジュール(1002)によって計算された接続状態の評価指数を利用して、サブブロックを分配する。サブブロック分配モジュール(1004)は、接続状態の評価指数の比に基づいて、各ノードからダウンロードされるサブブロックの数を決定することが望ましい。
図11を参照すると、ダウンロードの初期状態では、接続されたノードのそれぞれに伴うラウンド・トリップ時間を測定する(S1100)。ラウンド・トリップ時間とは、接続されたノードにチェック信号を送信し、このチェック信号に対する応答信号が受信されるまでにかかる時間を意味する。
各ノードからダウンロードされるサブブロックの数は、接続状態の評価指数によって決定される。より具体的には、ダウンロードされるサブブロックの数は、以下の式(2)によって決定される。
図12を参照すると、接続制御モジュールのダウンロード状態モニタリング・モジュールは、サブブロックのダウンロードが完了した接続が存在するか否かをモニタリングする(S1200)。
ダウンロード率が最低の接続における残りのサブブロックの数を計算した後、サブブロックのダウンロードが完了した接続とダウンロード率が最低の接続との間でダウンロードされるべきサブブロックを再分配する必要があるか否かを判断する(S1206)。例えば、サブブロックの再分配のための制御信号を送信している間に、残りのサブブロックをダウンロードすることが可能であるならば、サブブロックの再分配は不要である。
図13は、図2のP2Pネットワークのシステム、又は図4のような多重サーバとP2Pとが混在されたシステムにおける接続制御サーバのモジュールを示したものである。
図14を参照すると、接続制御サーバは、サーバ状態判断モジュール(1400)、サブブロック分配モジュール(1402)、サーバ・リスト提供モジュール(1404)、及び認証モジュール(1406)を含むことができる。接続制御サーバには、使用者データベース(1408)、コンテンツ・サーバ・データベース(1410)、及びメタ情報データベース(1412)が結合され得る。
認証モジュール(1406)の機能及び使用者データベース(1408)及びメタ情報データベース(1412)に保存される情報は、図13の場合と同一である。
Claims (38)
- ストリーミング・データのダウンロード方法であって、
(a) 複数のノードとの接続を確立する段階と、
(b) 接続が確立された前記複数のノードにストリーミング・データのサブブロックの要求を送信して、該サブブロックをダウンロードする段階と、
(c) 確立された接続のダウンロード状態をモニタリングする段階と、
(d) 前記モニタリングの結果に基づいて、接続が確立された前記複数のノードのうちの一部のノードからダウンロードされるべきサブブロックを再分配する段階と、を備え、
ブロックに含まれる全てのサブブロックがダウンロードされると、次のブロックに含まれるサブブロックをダウンロードするために、前記段階(b)〜段階(d)は反復される、ストリーミング・データのダウンロード方法。 - 請求項1に記載の方法であって、更に、接続が確立された前記複数のノードのそれぞれからダウンロードされるべきサブブロックを決定する段階を備える、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記段階(c)は、サブブロックのダウンロードが完了した接続が存在するか否かをモニタリングする段階を備える、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項2に記載の方法において、前記複数のノードのそれぞれからダウンロードされるべきサブブロックは、接続状態の評価指数を計算することにより決定される、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項4に記載の方法において、前記接続状態の評価指数は、前記複数のノードのそれぞれに伴うラウンド・トリップ時間と前記複数のノードのそれぞれからの平均ダウンロード速度とにより構成されるグループから選択された情報を利用して計算される、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項3に記載の方法において、前記段階(d)は、サブブロックのダウンロードが完了した接続が存在する場合、サブブロックのダウンロードが完了した接続と、サブブロックのダウンロードが完了していない接続のうちの一部との間でサブブロックを再分配する段階を備える、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項6に記載の方法において、前記段階(d)は、サブブロックのダウンロードが完了した接続と、サブブロックのダウンロードが完了していない接続のうちのダウンロード率が最低の接続との間でサブブロックを再分配する段階を備える、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項7に記載の方法において、サブブロックのダウンロードが完了した接続と、ダウンロード率が最低の接続との間でサブブロックを再分配する段階は、
サブブロックのダウンロードが完了した接続のダウンロード速度と、ダウンロード率が最低の接続のダウンロード速度とを判断する段階と、
ダウンロード率が最低の接続において、ダウンロードされるべき残りのサブブロックの数を判断する段階と、
サブブロックの再分配が必要か否かを判断する段階と、
サブブロックの再分配が必要な場合は、前記ダウンロード速度の比に基づいて、サブブロックのダウンロードが完了した接続と、ダウンロード率が最低の接続との間で前記残りのサブブロックを再配分する段階とを備える、ストリーミング・データのダウンロード方法。 - 請求項1に記載の方法であって、更に、接続の確立に失敗したノードの情報をブラックリスト・キューに保存する段階を備える、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項2に記載の方法であって、ノードの状態情報を受信する段階を備えており、前記複数のノードのそれぞれからダウンロードされるべきサブブロックは前記ノードの状態情報を利用して決定される、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項2に記載の方法において、前記複数のノードのそれぞれからダウンロードされるべきサブブロックは、ダウンロードの初期状態には、前記複数のノードの状態情報によって決定され、前記複数のノードのそれぞれからのダウンロード速度が判断された後には、前記複数のノードのそれぞれに伴うラウンド・トリップ時間と前記複数のノードのそれぞれからの平均ダウンロード速度とにより構成されたグループから選択された情報を利用して計算される接続状態の評価指数を用いて決定される、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項10に記載の方法において、前記複数のノードとの接続の確立は、前記段階(a)における前記複数のノードの状態情報を利用して遂行される、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項1に記載の方法であって、更に、ダウンロードされたサブブロックのチェックサム値を利用してダウンロード・エラーを判断する段階を備える、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項1に記載の方法であって、更に、サブブロックが再分配された後、該再分配結果に基づいて、対応する複数のノードにサブブロックの要求を送信して、再分配されたサブブロックをダウンロードする段階を備える、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項1に記載の方法であって、更に、前記複数のノードからのサブブロックのダウンロードが失敗した場合、単一のサーバに接続することによりストリーミング・データをダウンロードする段階を備える、ストリーミング・データのダウンロード方法。
- 請求項1に記載の方法であって、更に、
接続が確立された複数のノードのうち、データを送信していない複数のノードの状態情報をモニタリングする段階と、
データを送信している複数のノードのうちの一部と、データを送信していない複数のノードのうちの一部との間でダウンロードされるべきサブブロックを再分配する段階を備える、ストリーミング・データのダウンロード方法。 - ネットワークを通じて接続制御サーバと複数の使用者クライアントが接続されているシステムにおいて、前記複数の使用者クライアントにインストールされた通信エージェント・プログラムであって、
前記接続制御サーバに対し、使用者クライアントに保存されているコンテンツ情報及び使用者クライアントの識別情報を提供し、使用者がコンテンツを要求する場合、コンテンツ要求情報を前記接続制御サーバに送信するエージェント管理モジュールと、
要求されたコンテンツを保存しているノードのリスト情報を受信して、保存するノード情報管理モジュールと、
前記ノードのリスト情報を利用して複数のノードとの接続を確立し、接続が確立された複数のノードのそれぞれからダウンロードされるべきサブブロックを決定して要求し、サブブロックのダウンロードの間にダウンロード状態をモニタリングすることによって、接続された前記複数のノードの一部からダウンロードされるべきサブブロックを再分配する接続制御モジュールと、
ブロックに含まれる全てのサブブロックがダウンロードされているか否かを判断し、ブロックに含まれる全てのサブブロックがダウンロードされている場合は、次のブロックに含まれるサブブロックを要求してダウンロードするサブブロック管理モジュールと、
を備える通信エージェント・プログラム。 - 請求項17に記載の通信エージェント・プログラムにおいて、前記接続制御モジュールは、サブブロックのダウンロードが完了した接続と、サブブロックのダウンロードが完了していない接続のうちの一部との間でサブブロックを再分配する、通信エージェント・プログラム。
- 請求項18に記載の通信エージェント・プログラムにおいて、
前記接続制御モジュールは、
前記ノード・リストに含まれる複数のノードとの接続を確立する接続確立モジュールと、
接続が確立された複数のノードとの接続状態を判断する接続状態判断モジュールと、
前記接続状態の情報を利用して、接続が確立された複数のノードからダウンロードされるべきサブブロックを分配するサブブロック分配モジュールと、
要求されたサブブロックの送信を完了したノードが存在する場合、サブブロックのダウンロードが完了した接続と、ダウンロード率が最低の接続との間のサブブロックの再分配を前記サブブロック分配モジュールに要求するダウンロード状態モニタリング・モジュールとを備え、
前記サブブロック分配モジュールは、前記ダウンロード状態モニタリング・モジュールによるサブブロックの再分配の要求に応答して、ダウンロード速度に基づいて、サブブロックのダウンロードが完了した接続と、ダウンロード率が最低の接続との間で、ダウンロードされるべきサブブロックを再分配する、通信エージェント・プログラム。 - 請求項19に記載の通信エージェント・プログラムおいて、前記接続状態判断モジュールは、前記複数のノードのそれぞれに伴うラウンド・トリップ時間と前記複数のノードのそれぞれからの平均ダウンロード速度とにより構成されたグループから選択された情報を利用して接続状態を判断する、通信エージェント・プログラム。
- 請求項19に記載の通信エージェント・プログラムにおいて、前記接続状態判断モジュールは、前記接続制御サーバからノード状態情報を受信することにより、接続状態を判断する、通信エージェント・プログラム。
- 請求項19に記載の通信エージェント・プログラムにおいて、前記接続確立モジュールは、前記接続制御サーバから提供されるノード状態情報を利用して接続の確立を試み、接続の確立に失敗した場合は、前記ノード状態情報を利用して別のノードとの接続を確立する、通信エージェント・プログラム。
- 請求項19に記載の通信エージェント・プログラムにおいて、前記接続確立モジュールは、接続の確立に失敗した場合、接続の確立に失敗したノードの情報をブラックリスト・キューに保存する、通信エージェント・プログラム。
- 請求項17に記載の通信エージェント・プログラムにおいて、前記サブブロック管理モジュールは、サブブロックのチェックサム値を利用してダウンロード・エラーを判断する、通信エージェント・プログラム。
- 請求項17に記載の通信エージェント・プログラムであって、更に、前記ダウンロードされたストリーミング・データを、スクランブル状態で保存して管理するキャッシュ管理モジュールを備える通信エージェント・プログラム。
- 請求項25に記載の通信エージェント・プログラムであって、更に、ブロックに含まれる全てのサブブロックがダウンロードされた場合、ブロック・データを前記キャッシュ管理モジュール又はストリーミング・データを再生するプレーヤーに提供するブロック管理モジュールを備える通信エージェント・プログラム。
- 請求項17に記載の通信エージェント・プログラムであって、更に、前記接続制御サーバに予約要求情報を送信し、予約されたコンテンツ情報を管理する予約管理モジュールを備える通信エージェント・プログラム。
- 請求項17に記載の通信エージェント・プログラムにおいて、前記接続制御モジュールは、接続が確立された複数のノードのうちのデータを送信していないノードの状態をモニタリングし、該モニタリング結果に基づいて、データを送信していない複数のノードのうちの一部と、データを送信している複数のノードのうちの一部との間でサブブロックを再分配する、通信エージェント・プログラム。
- 使用者クライアントにインストールされ、複数のコンテンツ・サーバと少なくとも一つの接続制御サーバとを含むシステムから、ストリーミング・データをダウンロードする通信エージェント・プログラムであって、
前記接続制御サーバに対して、データ送信の要求を送信するデータ要求モジュールと、
要求されたデータをダウンロードするコンテンツ・サーバのリストを受信して保存するノード情報管理モジュールと、
前記コンテンツ・サーバのリストに含まれる複数のコンテンツ・サーバとの接続を確立して、接続が確立された前記複数のコンテンツ・サーバからダウンロードされるべきストリーミング・データのサブブロックを要求し、接続された複数のコンテンツ・サーバからのサブブロックのダウンロードの間にダウンロード状態をモニタリングすることにより、接続が確立された前記複数のコンテンツ・サーバの一部に、ダウンロードされるべきサブブロックを再分配する接続制御モジュールと、
ブロックに含まれる全てのサブブロックがダウンロードされているか否かを判断し、ブロックに含まれる全てのサブブロックがダウンロードされている場合は、次のブロックに含まれるサブブロックを要求してダウンロードするサブブロック管理モジュールと、
を備える通信エージェント・プログラム。 - 請求項29に記載の通信エージェント・プログラムにおいて、前記接続制御モジュールは、サブブロックのダウンロードが完了した接続と、サブブロックのダウンロードが完了していない接続の一部との間でサブブロックを再分配する、通信エージェント・プログラム。
- 請求項30に記載の通信エージェント・プログラムにおいて、前記接続制御モジュールは、
前記コンテンツ・サーバのリストに含まれる複数のコンテンツ・サーバとの接続を確立する接続確立モジュールと、
接続された複数のコンテンツ・サーバの接続状態を判断する接続状態判断モジュールと、
前記接続状態の情報を利用して、前記接続された複数のコンテンツ・サーバのそれぞれからダウンロードされるべきサブブロックを分配するサブブロック分配モジュールと、
サブブロックのダウンロードが完了した接続が存在する場合、サブブロックのダウンロードが完了した接続と、ダウンロード率が最低の接続との間のサブブロックの再分配を要求するダウンロード状態モニタリング・モジュールとを備え、
前記サブブロック分配モジュールは、前記ダウンロード状態モニタリング・モジュールの要求に応答して、サブブロックのダウンロードが完了した接続及びダウンロード率が最低の接続のダウンロード速度に基づいて、サブブロックを再分配する、通信エージェント・プログラム。 - 請求項31に記載の通信エージェント・プログラムにおいて、前記接続状態判断モジュールは、前記接続制御サーバから提供されるコンテンツ・サーバ状態情報を利用して接続状態を判断する、通信エージェント・プログラム。
- ネットワークを通じて複数の使用者クライアントに接続され、使用者クライアントが他の複数の使用者クライアントと接続してストリーミング・データをダウンロードするように、前記複数の使用者クライアント間の接続を制御する接続制御サーバであって、
接続された前記複数の使用者クライアントに保存されたコンテンツ情報及び接続された前記複数の使用者クライアントのアドレス情報を受信し、コンテンツを要求した使用者クライアントに、要求されたコンテンツを保存するノードの情報を提供するメッシュ管理モジュールと、
前記複数の使用者クライアントのそれぞれに保存されたコンテンツ情報及び前記複数の使用者クライアントのそれぞれのアドレス情報を保存するメッシュ情報データベースとを備え、
前記複数の使用者クライアントには、通信エージェント・プログラムがインストールされており、該通信エージェント・プログラムは、前記ノードの情報を利用して、複数のノードとの接続を確立し、接続された複数のノードに対して、ダウンロードされるべきストリーミング・データのサブブロックの要求を送信し、かつ接続された前記複数のノードのそれぞれのダウンロード状態をモニタリングすることにより、ダウンロードされるべきサブブロックを再分配するように、前記複数の使用者クライアントを制御する、接続制御サーバ。 - 請求項33に記載の接続制御サーバであって、更に、使用者を認証して課金情報を処理する認証モジュールを備える、接続制御サーバ。
- 請求項33に記載の接続制御サーバであって、更に、登録された使用者の情報を保存する使用者データベースと、ストリーミング・データのメタ情報を保存するメタ情報データベースを備える、接続制御サーバ。
- 請求項33に記載の接続制御サーバにおいて、前記メッシュ管理モジュールは、前記複数のノードのそれぞれの状態情報を受信し、該状態情報に前記ノード情報を提供する、接続制御サーバ。
- ネットワークを通じて複数の使用者クライアントと複数のコンテンツ・サーバとに接続され、使用者クライアントが少なくとも二つのコンテンツ・サーバと接続してストリーミング・データをダウンロードするように、前記複数の使用者クライアントと前記複数のコンテンツ・サーバとの間の接続を制御する接続制御サーバであって、
接続された前記複数のコンテンツ・サーバから状態情報を受信して、前記複数のコンテンツ・サーバのそれぞれの状態を判断するサーバ状態判断モジュールと、
使用者クライアントからコンテンツ要求情報を受信すると、要求されたコンテンツのストリーミング・データを送信するためのサーバ・リスト情報を提供するサーバ・リスト提供モジュールとを備え、
前記複数の使用者クライアントには、通信エージェント・プログラムがインストールされており、該通信エージェント・プログラムは、前記サーバ・リスト情報を利用して、少なくとも二つのコンテンツ・サーバとの接続を確立し、接続された前記複数のコンテンツ・サーバのそれぞれからダウンロードされるべきストリーミング・データのサブブロックを決定して要求し、接続された前記複数のノードのそれぞれからのサブブロックのダウンロード状態をモニタリングすることにより、ダウンロードされるべきサブブロックを再分配するように、前記複数の使用者クライアントを制御する、接続制御サーバ。 - 請求項37に記載の接続制御サーバにおいて、前記複数のコンテンツ・サーバから提供される状態情報は、帯域幅情報、CPU使用率情報、メモリ使用率情報、接続者数、及びファイルのI/O情報により構成されたグループから選択される、接続制御サーバ。
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