JP4923115B2 - 自己組織型分散オーバーレイ・ネットワークにおいてオブジェクトへの参照を分散させる方法、コンピュータプログラム、及びノード、並びに自己組織型分散オーバーレイ・ネットワーク - Google Patents
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Description
現在のノードにおいて、前記オブジェクトについてのクエリ(問い合わせ)を受信するステップと、
前記オブジェクトについての受信されたクエリの数を判定するステップと、
前記オブジェクトについての前記受信されたクエリの数が所定の閾値に達した場合に、前記参照をネットワークにおいて分散させるステップと
を含む。
本発明によれば、すでにノード100に記憶されているオブジェクトAへの参照は、特定のクエリパスに沿った全てのノードに自動的に転送されるのではない。そうではなく、ノード100内に記憶された他のノードへの参照のいかなる分散も、オブジェクトAについてのクエリがノード100においてどれ程の頻度で受信されたかに応じて行われる。ノード100において受信されたオブジェクトAを求める要求の度数が、所定の閾値に達した場合に、そのクエリをノード100に転送したノードのうちの1つ以上に、オブジェクトAへの参照のコピーが提供される。図1に示す例では、そのような状況において、ノード102及び104に、オブジェクトAへの参照のコピーが提供されるはずである。より具体的には、ノード100においてオブジェクトAについてのクエリを受信すると、オブジェクトAについての受信されたクエリの数、すなわち、ノード100において受信されたオブジェクトAについてのクエリの数が判定され、この数が所定の閾値に達した場合には、オブジェクトAへの参照がピア・ツー・ピア・ネットワーク内で分散される。好ましい実施形態によれば、現在のノード100からの参照は、オブジェクトAについての1つ以上のクエリを現在のノード100に転送した、ノード102及び104のような1つ以上のノードに転送される。
ノード100は、処理装置112と記憶装置114を備えている。記憶装置114は、キャッシュメモリ114aとテーブル114bとを備える。キャッシュメモリ114aは、前述のオブジェクトAのような、ネットワーク内の様々なオブジェクトへの参照をキャッシュに入れるために設けられている。テーブル114bは、様々なクエリ及びそれに関連付けられたノードのエントリを保持して、これにより、テーブルのコンテンツを使用して、マイクロコントローラ又は処理装置112が、キャッシュに記憶されている任意の参照がネットワーク内の特定のノードに転送されるべきかどうか判定することができるようにする。ノード100は、例えば、必要なネットワーク接続を有するコンピュータとすることもでき、このコンピュータは、プロセッサ112が実行する際に本発明の方法を実行する命令を受け取ることができる。これらの命令は、コンピュータプログラムとしてプロセッサに提供されてもよく、コンピュータプログラムとは、プロセッサの諸機能に関与するコード、アルゴリズム、ルーチン又は命令を含む任意のものを指す。コンピュータ読取可能な媒体の一般的なものとしては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、他の任意の磁気媒体、CD−ROM、DVD、ブルー・レイ・ディスク、他の任意の光媒体、RAM、PROM、EPROM、フラッシュEPROM、他の任意のメモリチップ又はキャリッジ、データ又は命令を搬送する搬送波、そのような搬送波を搬送するケーブル又はリンク、あるいはコンピュータがそこからプログラミングコード及び/又はデータを読み取り得る他の任意の媒体が含まれる。
(1)キャッシュ参照を保持するキャッシュ114aと、
(2)どの参照が他のノードにプッシュ(転送)されるべきか判定するのに使用されるクエリ対象のIDのテーブル114b
という2つのデータ構造を保持している。
第2のステップとして、ノードは、クエリ対象のIDの相対度数(テーブル114bのサイズに対するそのクエリIDを有するエントリの割合など)を計算する。その相対度数がある一定の閾値を超える場合であり、ノードのキャッシュがクエリ対象のオブジェクトの参照を保持している場合、その参照は、偶然、同じIDについての最近のクエリにおいて前のホップとなった全てのノード(そのコンタクト情報がノードのテーブル114bに存在する全てのノード)に向けてプッシュ(転送)される。テーブルのサイズの限界を超えた場合には、古いエントリが置換される。置換ポリシはLRUである。
本発明の実施形態に係る方法(アルゴリズム)は、非構造化P2PネットワークにもDHTにも適用可能である。以下の結果は、DHTルーティングに主眼が置かれたため、DHTに当てはまるものである。全ての試験は、典型的なDHT表現としてのChordについて行われた。500ノード、1000ノード、1500ノード、及び2000ノードを有するネットワークがシミュレートされた。シナリオによっては、結果が、これらの値の一部についてだけ示されている。
(1)本発明のアルゴリズムが、最新技術のDHTキャッシング解決法と比べて、重要な利益をもたらすことを実証すること
(2)入力パラメータが変化する際の最適アルゴリズム構成を見つけること。より具体的には、第2の目標は、ネットワークサイズやクエリの分布といった外生パラメータが変化する際の最適な度数閾値を見つけることである。
クエリは、選択されたクエリ分布に従って無作為に生成され、システム稼働中に生成される全てのクエリ及びキャッシングメッセージがカウントされる。これが、本発明のキャッシングアルゴリズム(又は最新技術のキャッシングアルゴリズム)が配備されたシステムについてと、キャッシングを全く備えないシステムについて行われる。
次いで、キャッシングありとキャッシングなしで生成されたトラフィックの比が計算される。例えば、特定のキャッシングアルゴリズムでの値0.6は、同じクエリの負荷がキャッシングなしのシステムにおいて繰り返される場合と比べて、40%のトラフィック低減が達成されたことを意味する。カウントされるメッセージは、通常のルーティングメッセージ、クエリ応答、ならびにキャッシングメッセージを含む。最新技術のアルゴリズムはキャッシングメッセージをカウントしないことを明記しておく。
図4に、総トラフィックの低減を、異なるシミュレーション時間、すなわち、1ノード当たりで発行された異なる平均クエリ数についてのクエリの度数閾値の関数として示す。全てのグラフにおけるクエリ分布は、パラメータ0.2を有するZipfである。この分布は、典型的なP2Pファイル共用ネットワークにおいて期待されるものである。最上部の曲線は、各ノードが平均で10件のクエリを発行したときの、すなわち、1ノード当たりの平均クエリ発行率を毎秒0.1とした場合の100秒のシミュレーション時間の後の総トラフィックを示している。1ノード当たりで発行される平均クエリ数は、図の下に行くに従って10件ずつ増加している。
Claims (11)
- 自己組織型分散オーバーレイ・ネットワークにおいて、前記ネットワーク内のあるノードと関連付けられたあるオブジェクト(A)への参照を、前記ネットワークの現在のノード(100)から、前記現在のノード(100)に対し前記オブジェクト(A)についての1つ以上のクエリを転送した1つ以上のノード(102、104)へ、分散させる方法であって、前記参照は、前記オブジェクトへのポインタであって、前記現在のノード(100)に記憶されており、
前記現在のノード(100)において、前記ネットワーク内のある転送ノード(102、104)から特定のオブジェクトと関連付けられたクエリを受信するステップであって、前記クエリが、クエリ元のノード(Q1、Q2、Q3)によって生成されたものである、ステップと、
前記特定のオブジェクトについての前記クエリのためのクエリ識別及び前記転送ノードのためのノード識別を、テーブルのエントリとして記憶するステップであって、前記現在のノードにおいて受信された各クエリごとに前記テーブルにおいてエントリが生成される、ステップと、
前記テーブル内の全エントリ数に対する、前記特定のオブジェクトへのクエリのための前記クエリ識別を保持する前記テーブル内のエントリ数の比を決定し、前記比を所定の閾値(p)と比較するステップと、
前記比が前記所定の閾値に達した場合に、前記参照を、前記現在のノードから、前記現在のノードに対し前記オブジェクトについての1つ以上のクエリを転送した前記1つ以上のノードへ、分散させるステップと
を含む方法。 - 前記分散させるステップは、
前記参照を前記記憶された転送ノードに転送するステップと、
前記転送ノードにおいて前記参照を記憶するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記現在のノードが前記特定のオブジェクトへの参照を含むかどうかを判定するステップと、
前記現在のノードが前記特定のオブジェクトへの参照を含む場合に、前記参照を前記クエリ元のノード(Q1、Q2、Q3)に送るステップと
を更に含み、
前記分散させるステップは、前記現在のノード(100)が前記特定のオブジェクトについての前記参照を含む場合に、前記参照を転送するステップを含む、請求項2に記載の方法。 - 前記クエリ元のノードが、転送ノードである、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ネットワークが、複数の異なるオブジェクトを含むものである、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記現在のノードは、前記オブジェクトについてのクエリを生成し、出力したことに応答して、又はクエリ元のノードによって生成された前記クエリを転送したことに応答して、前記オブジェクトへの前記参照を獲得するものである、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記オブジェクトは、所定のコンテンツ、ファイル、又は文書を含むグループの中から選択されるものである、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記自己組織型分散オーバーレイ・ネットワークは、分散ハッシュテーブルを使用するピア・ツー・ピア・ネットワークである、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の方法。
- プロセッサ(112)が実行する際に、請求項1ないし8のいずれか一項に記載の方法を実行する命令を備えるコンピュータプログラム。
- 自己組織型分散オーバーレイ・ネットワークにおけるノード(100)であって、
前記ネットワーク内のノードと関連付けられたオブジェクト(A)への参照と、
請求項1ないし8のいずれか一項に記載の方法に従って、前記ネットワークにおいて前記オブジェクトへの前記参照を分散させるように構成された処理装置(112)と
を備えるノード。 - 請求項10に記載のノード(100から108)を複数備えている自己組織型分散オーバーレイ・ネットワーク。
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