JP5420063B2 - モバイル・プロバイダのためのｐ２ｐ - Google Patents

Description

本発明は、ピア・ツー・ピア Ｐ２Ｐ ストリーミング・システムにおいて配信・ツリーを構成するための、一般的にはシステムと方法に、より具体的にはメカニズムと技術に関する。

Ｐ２Ｐストリーミング応用はＰＣでは当たり前になりつつあり、ネットワーク型家電ＣＥ機器（例えば、ＭＰ３プレイア、メディア・プレイア等）に進出するだろうと予想されてきた。また、Ｐ２Ｐストリーミング応用はモバイル電話機に利用可能であろう。Ｐ２Ｐストリーミング応用の例は、ジュースト（Ｊｏｏｓｔ）（ビデオ）とスポティファイ (ｓｐｏｔｉｆｙ)（ミュージック）である。

ファイルをダウンロードする代わりに、ユーザはストリームをダウンロードするということを除いて、Ｐ２Ｐストリーミング応用は、その他のＰ２Ｐファイル共有クライアントとほぼ同じ方法で動作する。次に、これらのストリームは実時間でその他のユーザに交換される。実装に依存して、ネットワークに接続したどのマシンにも、何のデータも局部的に記憶されない可能性がある。

これらの応用では、オーバレイ構築メカニズムは参加ピアを多重ツリーに構成する。各ピアは、そのアクセス・リンク帯域幅に基づき、参加すべき適当な数のツリーを決定する。攪拌の影響を最小化し、システムにおける利用可能なリソースを効果的に利用するため、参加ピアを様々な多重ツリーに構成する。様々なツリーで、１つのみのツリーでは内部ノードとして、その他の参加ツリーではリーフ・ノードとして各ピアを配置する。ピアがシステムに参加する場合、それはブートストラップ・サーバと連絡を取り、希望の数のツリーで親ノードを特定する。異なるツリーの間で内部ノードの数のバランスを保つため、最少数の内部ノードを持つツリーに内部ノードとして新規のノードを追加する。様々な多重ツリーの例は下記の図で見ることができる。

Ｐ２Ｐストリーミング応用は、ツリー型またはメッシュ型アーキテクチャのどちらかで形成される。それらは、ピアがお互いに関連するという点で異なる。特に、ツリー型システムでは、親ピアと子ピア間の関係は静的であり、システム走行時間の間は厳格なツリー構造が維持される。メッシュ型では、親と子ピア間にはよく定義された関係は何も無く、参加ピアはランダムに接続されたオーバレイかメッシュを形成する。メッシュ型システムでは、各ピアはある数の親（即ち、入次数）を維持しようと試み、また特定の数の子ピア（即ち、出次数）のために働く。到達すると、ピアはブートストラップ・サーバと連絡を取り、親として働くことができる可能性のある一連のピアを受信する。ブートストラップ・サーバは全ての参加ピアの出次数を維持する。個々のピアは、それらの子ピアにそれらの新しく利用可能なパケットを報告し、個々の親ピアから特定のパケットを要求する。親ピアは各子ピアからの要求パケットの順序付きリストを受信し、要求順序で本パケットを配信する。個々の親からの要求パケットは、各子ピアにおいてパケット・スケジューリング・アルゴリズムによって決定される。

時間とともに、ビジネス・モデルが実現された場合、Ｐ２Ｐストリーミング応用はオーディオとビデオの両方を提供するだろう。今日、例えばＨＳＰＡ ＵＳＢドングルを経由して、ＰＣ（例えば、ラップトップ）および幾つかの家電ＣＥ機器をセルラ・ネットワークに接続できる。エンド・ユーザの振る舞いは、１つのアクセス技術からもう１つのものに切り替わるように変化しないように見えた；それ故に、大体において、ユーザが固定から無線アクセスに切り替えるものとして、トラヒック傾向は残る。その結果、近い将来においては、ＰＣ、ＣＥおよびモバイル機器はセルラ・ネットワーク（３Ｇ／４Ｇ）を使用してＰ２Ｐストリーミング応用を走行させるだろうと結論付けることは、非常に論理的である。図１ａは、Ｐ２Ｐトラヒックが影響を及ぼす３ＧＰＰアーキテクチャの部分を示す。図１ａはインターネット・ネットワーク内のクライアント／ラップトップ２、３、４、およびコア・ネットワークの一部である無線アクセス・ネットワーク内の無線基地局ＲＢＳを経由して通信するクライアント／ラップトップ１、５、６を示す。３ＧＰＰモバイル・ネットワークのアーキテクチャは、トンネルの周りに構築されている。トンネルは、図１ａでは点線で示されている。図１ａで、シグナリング・ゲートウェイ１５はトンネル終端ノードとして動作し、パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ２０は全てのインターネット・トラヒックに対するトンネル入口／出口点である。無線型ラップトップ１、５、６からの／そこへの全てのトラヒックは、２０を通過するであろう。図１ｂは従来技術によるツリー構造を示す。この単純化した例では、コンテンツは、ツリーのルート、即ちこの例のノード２からツリー内の全てのノードに向かって流されるＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５であろう。図１ａで理解できるように、トラヒックは無線アクセス・ネットワークおよびコア・ネットワークにマイナスの影響を与えるであろう。ツリーの構造のため、ノード６からノード１へのコンテンツは、シグナリング・ゲートウェイ１５を経由して流されＳ５、結果としてネットワークに余分の負荷を負わす。更に、Ｐ２Ｐシステムが動作に課す要求条件は、Ｐ２Ｐシステムに参加する全てにノードは、それらの上りリンク容量でＰ２Ｐネットワークに寄与しなければならない、ということである。また、このことは無線アクセス・ネットワークおよびコア・ネットワークにマイナスの影響を与えるであろう。

本発明の目的は、上記で判明した従来技術の制限を克服することである。本発明は、無線およびコア・ネットワークへのマイナスの影響が減少するように、Ｐ２Ｐストリーミング・システムの配信ツリーの構造に焦点を当てる。

本発明の基本的な概念は、オペレータ内部クライアントの全てに親ピアとして動作するよう、オペレータ制御ピアを導入することである。

より詳細には、本問題点の解決策は、ピア・ツー・ピア Ｐ２Ｐ ストリーミング・システムにおける配信ツリーを構成する方法である。本システムには、参加オペレータ外部クライアントからのレジスタ・メッセージの受信後に、外部ツリーを生成する、ブートストラップ・サーバを備える。更に、本方法には以下のステップを備える：
−生成した外部配信ツリーにおいて正規のノードであるよう、オペレータ制御ノードを構成する。

−参加オペレータ内部クライアントのための親ノードであるよう、オペレータ制御ノードを構成する。

１つの典型的な実施形態によれば、静的ツリー構造を有する配信ツリーを構成するための方法と装置が開示される。参加オペレータ内部クライアントからのレジスタ・メッセージは、オペレータ制御ノードによって捕捉されるが、そのメッセージはブートストラップ・サーバのために意図されたものである。ブートストラップ・サーバを装う返答を内部クライアントに返信するが、その返答は、内部クライアントのための親ノードとして、オペレータ制御ノードを決定する。これにより、オペレータ制御ノードの陰にオペレータ内部クライアントを隠すような方法で本ツリーを構成し、その結果、決められたツリー形成ルールが内部クライアントに適用されないよう、それ故それらの無線上りリンク容量が使われないようになる。

もう１つの典型的な実施形態によれば、本発明によるオペレータ制御ノードが開示される。本ノードは２つのモード：ピア・モードおよび親モードで動作するよう構成可能である。ピア・モードでは、本ノードは正規のノードとして見える外部ネットワークに参加できる。オペレータのネットワーク内の内部ピアに対しては、本ノードは親モードで動作する。

更にもう１つの典型的な実施形態によれば、本発明によって構成した配信ツリーにおけるコンテンツのストリームが開示された。

本発明の目的は、無線アクセス・ネットワークおよびコア・ネットワークに及ぼすマイナスのトラヒック影響を削減することである。この目的およびその他のものは、製造業者の方法、装置、ノード、システムおよび記憶媒体によって達成される。

本発明の利点は、無線アクセス・ネットワークおよびコア・ネットワーク（特に、オペレータが通過トラヒックの代金を支払うような場所）に及ぼす削減されたマイナスのトラヒック影響である。その上、無線アクセス、同じくシステム・アーキテクチャ・エボルーション ＳＡＥ コア・ネットワークのトラヒックは、内部ピアのＰ２Ｐ上りリンク利用を除外するという結果として削減される。これは、無線アクセスが非常に乏しいリソースであるので、特に重要である。またビジネス・モデルに依存して、オペレータは、ＳＡＥコア・ネットワークで移送されるビット量の削減により、利益を被る。このことは、オペレータがサードパーティのプロバイダからＳＡＥコア移送を（所有するよりはむしろ）賃借する法律上の要求条件を持っているような国において、特に関連性がある。

ここで、本発明について、同封した図面と関連した好ましい実施形態の助けを借りることにより、更に詳しく説明する。

モバイル・アクセス・ネットワークを経由してコア・ネットワークに接続された複数のクライアント、およびインターネット・ネットワークに接続された複数のクライアントを備える通信システムの従来技術による概略的図である。パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイは、全てのインターネット・トラヒックに対するトンネル入口／出口ポイントである。 従来技術によるツリー構造を示す。 モバイル・アクセス・ネットワークを経由してコア・ネットワークに接続された複数のクライアント、およびインターネット・ネットワークに接続された複数のクライアントを備える通信システムの従来技術による概略的図である。パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイは、全てのインターネット・トラヒックに対するトンネル入口／出口ポイントであり、オペレータ制御ノードはパケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイの一部として構成される。 本発明によるツリー構造を示す。 ピア・ツー・ピア Ｐ２Ｐ ストリーミング・システムにおける配信ツリーを構成する方法を表わす信号シーケンス図を示す。 オペレータ制御ノードのブロック概略図を示す。 本発明により生成されたツリー構造におけるコンテンツのストリームを表わす信号シーケンス図を示す。

図２ａは、本発明の典型的な実施形態を示す。図は複数のピア／クライアント１−６（この例ではラップトップ）を含むピア・ツー・ピア Ｐ２Ｐ ネットワークを示す。ラップトップ２、３、４はアクセス・ネットワーク（本図では図示せず）を経由してインターネット・ネットワークに接続され、ラップトップ１、２、６はモバイル・アクセス・ネットワークを経由してコア・ネットワークに接続される。本図は非常に単純化した例を示し、クライアント数は実際にははるかに多い。クライアントは、例えば、モバイル電話機、コンピュータ、セット・トップ・ボックス、または、インターネット、即ち、モバイル・アクセスを経由して接続されているとしても、情報を交換することができるその他の機器であってもよく、また、クライアント１、５、６は、有線または無線クライアントのどちらであってもよいであってもよい。ラップトップ２、３、４を接続するアクセス・ネットワークは、例えば、通信ネットワーク、電話ネットワーク、インターネット・サービス・プロバイダ等であってもよい。

モバイル・ネットワークおよび通信ネットワークは共に、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）モバイル・ネットワークを構成する。３ＧＰＰモバイル・ネットワークのアーキテクチャはトンネルの周りに構築されている。このネットワークでは、クライアント１、５、６にはそれぞれ、変更のないＩＰアドレスが与えられ、クライアント機器が実際にＩＰドメインのどこに位置していようが、シグナリング・ゲートウェイ１５でトポロジー的にしっかりと固定されている。シグナリング・ゲートウェイ１５はトンネル終端ノードとして動作する。図２ａでは、トンネルは点線で示されている。パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ２０は、全てのインターネット・トラヒックのためのトンネル入力／出口ポイントであり、無線型ラップトップ１、５、６からの／そこへの全てのトラヒックは、ゲートウェイ２０を通過するであろう。図２ａにはダウンロードされたストリームＳ１、Ｓ６およびＳ７を見ることができる。これらのストリームについては、後に本記述において更に説明する。Ｐ２Ｐ制御ノードＰＣＮ７は、この例では、パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ２０の一部である。ＰＣＮは本発明の仮想部分であり、例えば図４と一緒に更に説明されるであろう。ブートストラップ・サーバＢＳＴＲ１０はインターネット内に位置する。ブートストラップ・サーバは、Ｐ２Ｐネットワークに参加するクライアントにために、ディレクトリ・サービスとして機能する。ブートストラップ・サーバは、参加ノードに基づき、配信ツリーを生成するのに責任がある。

図２ｂは、本発明によって生成した配信ツリーを示す。本ツリーにはノード／ピア１−７を備える。また、図２ａですでに説明したストリームＳ１、Ｓ６およびＳ７を図２ｂでも見ることができる。従来技術によれば、ピアがＰ２Ｐネットワークの一部になるためのＰ２Ｐストリーミング応用では、それらはブートストラップ・サーバ１０にレジスタ・メッセージを送らなければならない。ブートストラップ・サーバは、すでに存在するピア・リストから、新規のピアに親ピアを割当てるであろうが、そうすることにおいて、Ｐ２Ｐ配信ツリーの新規の枝を生成するだろう。親ピアを表示する新規のピアに返答が送り返される。本返答を獲得すると、新規のピアはＰ２Ｐネットワークにおけるツリーの一部になり、親ピアにコンテンツ要求を送ることを開始してもよい。本発明により、ＧＴＰトンネルが終端されるノードに、Ｐ２Ｐ制御ノード７とまとめて呼ばれる、一連の新規のＰ２Ｐを意識した機能を含めることにより、オペレータ制御ピアＰＣＮ７は実装される。この例では、終端ノードはＰＤＮゲートウェイ２０である。ＰＣＮをＰＤＮ ＧＷ２０に置く意義は、それが全てのインターネット・トラヒックに対する入口／出口である、ということであり；それ故に、モバイル・ピアからの／そこへのトラヒックは全て、そこを通過するであろうし、ＰＣＮノードはＰ２Ｐトラヒックのシグナリング経路内にあるので、このことは重要なことである。

ここで、第一の実施形態による方法について、図３と一緒に説明する。図３は信号シーケンス図であり、シグナリング・ポイント、即ち、図２ａと一緒に先に説明したラップトップ１−６、オペレータ制御ノード７およびブートストラップ・サーバ１０を示した。本方法は、本発明による配信ツリーの構成を示す。本方法には以下のステップを備える。

−本方法は、ノード２、３および４を備えるツリーを生成することから開始する。Ｐ２Ｐストリーミング応用における周知の技術により、クライアントがＰ２Ｐネットワークの一部になるため、それらはブートストラップ・サーバ１０にレジスタ・メッセージを送らなければならない。ブートストラップ・サーバは、すでに存在する一連のクライアントから新規のクライアントに親ピアを割当てあろうが、そうすることにおいて、Ｐ２Ｐ配信ツリーの新規の枝を生成するだろう。親ピアを表示する新規のピアに返答が送り返される。本返答を獲得すると、新規のピアはツリーの一部になる。図３で、これは、クライアント２、３、および４により、レジスタ・メッセージ３１、３３および３５を送り、返答３２、３４および３６を受信することにより実行される。ここで、ツリーには、ノード２、３および４（図２ｂにも図示）を備える。今までのところ、ツリーは従来技術により生成された。

−本発明により、オペレータ制御ピアは、Ｐ２Ｐ制御ノード７とまとめて呼ばれる、一連の新規のＰ２Ｐを意識した機能を含めることにより、ＰＤＮゲートウェイ２０の一部として実装される。理解されるであろうが、Ｐ２Ｐ制御ノードＰＣＮ７は、インターネットにおける外部ピアと内部ピアを論理的に分離するであろう。

−オペレータ制御ピア７は、ブートストラップ・サーバ１０にルート・ノードのための要求を送る。

−ブートストラップ・サーバ１０は親ノード情報を返答３８するが、これは通常、オペレータ制御ピア７のための親として役目を果たすことができるノードのリストである。この例では、ノード３および４が親として提案されている（図２ｂ参照）。

−オペレータ制御ピア７はノード４を親ノードとして選択し、子ノードとしてノード４に登録３９する。ここから以降、オペレータ制御ノード７とノード４はコンテンツチャンクを交換することができる。

−モバイル・ピア１はブートストラップ・サーバにアドレスされたレジスタ・メッセージを送り、その親サーバのアドレスを獲得するよう要求する。このメッセージは、新規のピアがＰ２Ｐネットワークに加わっているということをブートストラップ・サーバに通知する役割を果たす。

−オペレータ制御ノード７は、本発明により、ディープ・パケット・インスペクション（Ｄｅｅｐ Ｐａｃｋｅｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）ＤＰＩの支援で、メッセージ４０を捕捉する。本メッセージ４０はノード７により削除され、ブートストラップ・サーバには伝搬されない。

−ブートストラップ・サーバ返答メッセージ４３はオペレータ制御ノード７により再生成４２される。

−メッセージ４３は、親ピアとして、あたかも７を有するブートストラップ・サーバからのように、７からモバイル・ピア１に送り返される、即ち、返答４３はブートストラップ・サーバ１０を装った７からモバイル・ピア７に送られる。本返答は、ペレータ制御ノード７を内部クライアントのための親ノードとしてオ決定する。今までのところ、以下のノードが配信ツリーに生成された：即ち２、３、４、７および１である（図２ｂ参照）。ここで、論理的には、ＰＣＮ７はモバイル・ピア１に対する親であり、この理由で、それはコンテンツに対する全ての要求をモバイル・ピアから受信する。親ピアであるので、ＰＣＮはまた、内部モバイル・ピアのためのコンテンツのソースとして動作するＰ２Ｐノードでもある。ＰＣＮをＰＤＮ ＧＷに置くことの意義は、それが全てのインターネット・トラヒックに対する入口／出口ポイントである、ということであり；それ故、内部クライアントからの／そこへの全てのトラヒックはそこを通過するだろうし、ＰＣＮノードがＰ２Ｐトラヒックのシグナリング経路内にあるだろうから、このことは重要なことである。

−上記で説明したと同じ方法で、モバイル・ピア５からのメッセージ４４が受信され、７により削除４５され、返答メッセージ４７が再生成され、モバイル・ピア５に送り返される。ここで、以下のノードが配信ツリーに生成された：即ち２、３、４、７、１および５である。

−前に説明したと同じ方法で、モバイル・ピア６からのメッセージ４８が受信され、７により削除され、返答メッセージ５１が再生成され、モバイル・ピア６に送り返される。ここで、以下のノードが配信ツリーに生成された：即ち２、３、４、７、１、５および６である。

従来技術により生成されたツリー（図１ｂ）と本発明により再生されたツリー（図２ｂ）とを比較すると、ここで、全ての内部モバイル・ピアがオペレータ制御ノードの陰に隠された、ということが分かる。このことの意義は、Ｐ２Ｐシステムによって課せられた、全てのピアはそれらの上りリンク容量でＰ２Ｐネットワークに寄与しなければならないという要求条件をオペレータが取り除くことができる、ということである。それ故に、所定に位置にあるＰＣＮで、モバイル・ピアはＰＣＮの陰に隠され、かわりに寄与すること無しにＰ２Ｐネットワークからのコンテンツを獲得することができるであろう。ＰＣＮはモバイル・ピアに代わって全ての寄与を行うであろうし、この方法はＰ２Ｐネットワークの要求条件を満足させ、同時にモバイル・ネットワーク内の帯域幅利用を削減する。

また、説明した概念は、ＧＧＳＮがＰＣＮをホストできる可能性のある場合のＳＡＥ以前のアーキテクチャにも適用する。

上記で説明した例は、メッシュ型またはプル型Ｐ２Ｐを対象としている。Ｐ２Ｐストリーミングのもう１つの形式があり、それは‘ツリー型’またはプッシュ型Ｐ２Ｐである。ここで、ピアは親ノードにチャンクを求めず、それらは親がそれらに与えるものを獲得するだけである。メッシュ型システムでは、ピアからの要求には二つの主な形式；ブートストラップ要求およびチャンク要求があり、チャンク要求については、この申請書の図５と一緒に更に明らかにされるであろう。ツリー型またはプッシュ型では、親を獲得した後は、子ピアは、親ノードがそれに与えるものは何でも受信するだけである（マルチキャストが動作する方法と非常に似ている）。ピアはブートストラップ要求を行うのみである。更にハイブリッドと呼称される第三の方法があり、ここでは本着想は、特定の実装に依存し、メッシュとツリー型方法の特長を組み合わせることである。本発明は三つの方法全てを対象とする。このことは当事業者の人には明らかなことである。

図４はオペレータ制御ＰＣＮノード７の構造を示す。ＰＣＮは、Ｐ２Ｐ配信ツリーを如何に構築するかに影響を及ぼすことにより、オペレータがＰ２Ｐストリーミング応用のトラヒックを制御可能とする一群の機能である。主な要素は、モバイル・ピアが送ったＰ２Ｐ制御メッセージの識別を可能とするディープ・パケット・インスペクションＤＰＩモジュールである。ディープ・パケット・インスペクションは、一種のコンピュータ・ネットワーク・パケット・フィルタリングであり、これは、パケットが通過できるかまたは異なる宛先に経路指定する必要があるかどうかを決定するため、監視ポイントを通過する時、パケットのデータおよび／またはヘッダ部分を調べる。新規のモバイル・ピアがブートストラップ・サーバにメッセージを送り、その親サーバのアドレスを獲得すよう要求する場合、ＰＣＮ機能２１はＤＰＩの支援で本メッセージを捕捉する。モバイル・ピアのメッセージはブートストラップ・サーバには伝搬されない。代わりに、ＰＣＮのメッセージ処理部２４がブートストラップ・サーバ返答メッセージを再生成する。また、メッセージ処理部２４は、ＰＣＮがコンテンツチャンクを要求していることをシミュレーションするよう、受信した要求を変更する責任がある。このことについては、図５と一緒に更に議論するだろう。ＰＣＮ機能のＰ２Ｐクライアント２２は、二つのモード；ピアおよび親モードで機能する。ピア・モードでは、ＰＣＮは正規のピアのように見える外部Ｐ２Ｐネットワークに参加できる。オペレータのネットワーク内の内部モバイル・ピアに対しては、ＰＣＮは親モードで動作する。また、Ｐ２Ｐクライアント２２は、第一の実施形態で説明したように、提案されたノードの、あるノードを親ノードとして選択する。Ｐ２Ｐコンテンツ記憶２３は、ＰＣＮを通過するストリームコンテンツをキャッシュに保存する責任があり、これについては、図５を説明する時更に明らかにされるであろう。更に、ＰＣＮには、ブートストラップ・サーバを装ったピアに再生成した返答を送る手段と、要求（例えば親ノードのため、またはコンテンツチャンクのための）を送る手段と、コンテンツチャンクを送る手段と、返答（例えばコンテンツチャンクのためのノード提案または要求）を受信する手段と、コンテンツチャンクを受信する手段とを備える。上記で述べた送信および受信手段は、図を更に明快にそして理解可能にしようとして、図４には示していない。

図５は信号シーケンス図であり、シグナリング・ポイント、即ちクライアント／ラップトップ１−６と図２ａと一緒に前に説明したオペレータ制御ノード７とが示された。以下の方法のための事前の要件は、図２ｂで示した配信ツリーが構成されているということである。本方法は、図３で示した方法の継続と見るべきである。本方法はクライアント１、５、６によるコンテンツの要求および要求されたコンテンツのストリームを示すだろう。ストリームの陰にある周知の原理は、親ピアは子ピアからのコンテンツチャンクの要求を獲得し、それが彼らの所有であるなら、子ピアにチャンクを供給する、ということである。もしそうでなければ、親ノードの親ピアに更に要求が行われ、ピアがチャンクを供給するまで続く。

本発明によるストリーミング方法は以下のステップを備える。

−内部ピア１はその親にコンテンツチャンクの要求６０を送る。本発明により配信ツリーは生成されているので、ピア１に対する親はオペレータ制御ノードＰＣＮ７である。

−ディープ・パケット・インスペクションＤＰＩ２１（図４参照）の支援で、本メッセージは内部ピアが送ったメッセージとして識別６１される。

−オペレータ制御ノードは要求されたチャンクの所有ではなく、従ってこの場合では、本チャンクは親７の親、即ちノード４から更に要求されなければならない。受信した要求６０は、本発明により、オペレータ制御ノード７のメッセージ処理部２４（図４参照）内で変更され、オペレータ制御ノードが４からのコンテンツチャンクを要求しているということをシミュレーションする。これは、オペレータ通信ノード７のみが外部ツリーの一部であるので、外部ピア２、３、４に対して、内部ピア１、５、６は存在しないからである。

−オペレータ制御ノード７がコンテンツチャンクを要求しているということをシミュレーションしている変更された要求は、オペレータ制御ノードから外部ピア４に送信される。

−外部ピア４はコンテンツチャンクを所有しており、ストリームＳ６がピア４からオペレータ制御ノード７に発生する。

−ストリームコンテンツはＰ２Ｐコンテンツ記憶２３（図４参照）のＣＡＣＨＥにキャッシュとして保存される。

−ここで、コンテンツのストリームＳ７−１がオペレータ制御ノード７から内部ピア１へ起こる。

−図５は、如何に内部ピア５、６が１によって要求されたものと同じコンテンツチャンクを要求６３、６５するかを示す。本コンテンツチャンクはＰ２Ｐコンテンツ記憶２３からフェッチされ、オペレータ制御ノード７から５および６にそれぞれ流れる。キャッシュに保存することの利益は、それがここで、オペレータ制御ノードのキャッシュからサービスを受けているので、人気のコンテンツにアクセスする待ち時間が削減されるだろう、ということである。

本発明を実現するために使用可能なシステムは、図２と図４に概略的に示されている。列挙項目を個々の要素として図に示す。しかしながら、本発明の実際の実装ではそれらは、例えばデジタル・コンピュータのようなその他の電子機器の分離できない構成部品である可能性がある。それ故、上記で説明した動作は、プログラム記憶媒体を含む製造品目に具体化される可能性のあるソフトウェイアで実現されてもよい。プログラム記憶媒体には、１つ以上の搬送波、コンピュータ・ディスク（磁気的、または光学的（例えば、ＣＤまたはＤＶＤ）、または両方）、非揮発性メモリ、テープ、システム・メモリ、およびコンピュータ・ハード・ドライブに具体化されたデータ信号を含む。

本発明のシステムおよび方法は、例えば、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）、欧州通信規格協会（ＥＴＳＩ）、アメリカ規格協会（ＡＮＳＩ）またはその他の標準電気通信ネットワーク・アーキテクチャの何れに実装されてもよい。その他の例は、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）またはインターネット技術タスクフォース（ＩＥＴＦ）である。

本記述は、説明のためで制限のためではないが、例えば特別な構成部品、電子回路、技術等について特別に詳細に説明し、本発明の理解を提供している。しかし、当業者には当然のことであるが、本発明は、これらの特別な詳細から逸脱するその他の実施形態で実行されてもよい。その他の例では、周知の方法、機器および技術等について特別な記述を省略し、不必要な詳細で記述を不明瞭にしないようにしている。個々の機能ブロックは１つ以上の図で示されている。当業者には当然のことであるが、個別部品または多機能ハードウェイアを使用して機能を実装してもよい。プログラムしたマイクロプロセッサまたは汎用コンピュータを使用して、処理機能を実装してもよい。本発明は上記で説明し、図で示した実施形態に制限されないが、同封の特許請求項の範囲内で変更できる。

Claims (24)

1. 参加オペレータ外部クライアント（２，３，４）からのレジスタ・メッセージ（３１，３３，３５）の受信に基づき、外部配信ツリーを生成するブートストラップ・サーバ（１０）を備えるピア・ツー・ピアＰ２Ｐストリーミング・システムにおける配信ツリーを構成する方法であって、
   前記生成された外部配信ツリーにおいて正規ノードとなるべきオペレータ制御ノード（７）を構成するステップ（３７，３８）と、
   参加オペレータ内部クライアント（１，５，６）のための親ノードとなるべき前記オペレータ制御ノード（７）を構成するステップ（４０，４１，４２，４３）と
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記オペレータ制御ノード（７）によって、前記参加オペレータ内部クライアント（１，５，６）からのレジスタ・メッセージ（４０，４４，４８）であって、前記ブートストラップ・サーバ（１０）のために意図された前記レジスタ・メッセージ（４０，４４，４８）を捕捉するステップと、
   捕捉した前記レジスタ・メッセージ（４０，４４，４８）を前記ブートストラップ・サーバ（１０）へ伝搬することなく、返答（４３，４７，５１）を再生成するステップ（４２，４６，５０）と、
   前記ブートストラップ・サーバ（１０）を装う前記返答（４３，４７，５１）であって、前記参加オペレータ内部クライアント（１，５，６）のための親ノードとして前記オペレータ制御ノード（７）を決定する前記返答（４３，４７，５１）を前記参加オペレータ内部クライアント（１，５，６）に返信するステップと
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
   
3. 前記捕捉したレジスタ・メッセージ（４０，４４，４８）が前記ブートストラップ・サーバ（１０）に到達するのを防ぐステップ（４１，４５，４９）をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記外部配信ツリーにおいて正規ノードとなるべき前記オペレータ制御ノード（７）を構成する前記ステップ（３７，３８）は、
   前記オペレータ制御ノード（７）から前記ブートストラップ・サーバ（１０）へ親ノード要求（３７）を送信するステップと、
   前記ブートストラップ・サーバ（１０）から前記オペレータ制御ノード（７）へ前記生成された外部配信ツリーにおけるノードの中での提案ノード（３８）を送信するステップと、
   前記オペレータ制御ノード（７）のための親ノードとして、前記提案ノードの少なくとも１つのノードを選択するステップと
   を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
5. 前記参加オペレータ内部クライアント（１）から前記オペレータ制御ノード（７）へコンテンツチャンクの要求（６０）を送信するステップと、
   前記オペレータ制御ノード（７）が前記コンテンツチャンクを要求することをシミュレートする前記オペレータ制御ノード（７）において、受信した前記コンテンツチャンクの要求（６０）を修正するステップ（６１）と、
   前記オペレータ制御ノード（７）から前記参加オペレータ外部クライアント（４）へ前記修正された要求を送信するステップ（６２）と
   をさらに含むことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の方法。
6. 前記参加オペレータ外部クライアント（４）から前記オペレータ制御ノード（７）へ前記要求されたコンテンツチャンクを送信するステップ（Ｓ６）と、
   前記オペレータ制御ノード（７）から前記参加オペレータ内部クライアント（１）へ前記受信したコンテンツチャンクを転送するステップ（Ｓ７−１）と
   をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記受信したコンテンツチャンクを格納するステップ（ＣＡＣＨＥ）をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 第２の内部クライアント（５）から前記オペレータ制御ノード（７）への前記コンテンツチャンクの要求（６３）を受信するステップと、
   前記格納したコンテンツチャンクを前記第２の内部クライアント（５）へ配信するステップ（Ｓ７−２）と
   をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. ツリーベース及びハイブリッドベースのＰ２Ｐシステムに適用可能であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法。
10. 前記内部クライアントの接続性はトンネルの周りに構築されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の方法。
11. ピア・ツー・ピアＰ２Ｐストリーミング・システムにおける配信ツリーを構成するオペレータ制御ノード（７）であって、
    オペレータ外部配信ツリーにおいて正規ノードとなるべき前記オペレータ制御ノード（７）を構成する手段と、
    参加オペレータ内部クライアントのための親ノードとなるべき前記オペレータ制御ノード（７）を構成する手段と
    を備えることを特徴とするオペレータ制御ノード（７）。
12. 前記参加オペレータ内部クライアント（１，５，６）によって、送信された受信メッセージの識別を可能にするためにディープ・パケット・インスペクションを実行する手段（２１）をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のオペレータ制御ノード（７）。
13. ２つのモードである、正規ピアモード及び親モードで機能するように前記ノードを構成する手段（２２）をさらに備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 受信したストリーム・コンテンツをキャッシュに格納する手段（２３）をさらに備えることを特徴とする請求項１１乃至１３の何れか１項に記載のオペレータ制御ノード（７）。
15. 受信したメッセージをブートストラップ・サーバ（１０）へ伝搬することなく、返答（４３，４７，５１）を再生成する手段（２４）をさらに備えることを特徴とする請求項１１乃至１４の何れか１項に記載のオペレータ制御ノード（７）。
    
16. 参加オペレータ外部クライアント（２，３，４）からのレジスタ・メッセージ（３１，３３，３５）の受信に基づき、外部配信ツリーを生成するブートストラップ・サーバ（１０）を備えるピア・ツー・ピアＰ２Ｐストリーミング・システムにおける配信ツリーを構成する装置であって、
    前記生成された外部配信ツリーにおいて正規ノードとなるべきオペレータ制御ノード（７）を構成する手段と、
    参加オペレータ内部クライアント（１，５，６）のための親ノードとなるべき前記オペレータ制御ノード（７）を構成する手段と
    を備えることを特徴とする装置。
17. 前記オペレータ制御ノード（７）によって、前記参加オペレータ内部クライアント（１，５，６）からのレジスタ・メッセージであって、前記ブートストラップ・サーバ（１０）のために意図された前記レジスタ・メッセージを捕捉する手段（２１）と、
    捕捉した前記レジスタ・メッセージを前記ブートストラップ・サーバ（１０）へ伝搬することなく、返答（４３，４７，５１）を再生成する手段（２４）と、
    前記ブートストラップ・サーバ（１０）を装う前記返答であって、前記参加オペレータ内部クライアント（１，５，６）のための親ノードとして前記オペレータ制御ノード（７）を決定する前記返答を前記参加オペレータ内部クライアント（１，５，６）に返信する手段と
    をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記捕捉したレジスタ・メッセージが前記ブートストラップ・サーバ（１０）に到達するのを防ぐ手段（２１）をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. 前記オペレータ制御ノード（７）から前記ブートストラップ・サーバ（１０）へ親ノード要求（３７）を送信する手段と、
    前記ブートストラップ・サーバ（１０）から前記オペレータ制御ノード（７）へ前記生成された外部配信ツリーにおけるノードの中での提案ノード（３８）を送信する手段と、
    前記オペレータ制御ノード（７）のための親ノードとして、前記提案ノードの少なくとも１つのノードを選択する手段（２２）と
    をさらに備えることを特徴とする請求項１６乃至１８の何れか１項に記載の装置。
20. 前記参加オペレータ内部クライアント（１）から前記オペレータ制御ノード（７）へコンテンツチャンクの要求を送信する手段と、
    前記オペレータ制御ノード（７）が前記コンテンツチャンクを要求することをシミュレートする前記オペレータ制御ノード（７）において、受信した前記コンテンツチャンクの要求を修正する手段（２４）と、
    前記オペレータ制御ノード（７）から前記参加オペレータ外部クライアント（４）へ前記修正された要求を送信する手段と
    をさらに備えることを特徴とする請求項１７乃至１９の何れか１項に記載の装置。
21. 前記参加オペレータ外部クライアント（４）から前記オペレータ制御ノード（７）へ前記要求されたコンテンツチャンクを送信する手段と、
    前記オペレータ制御ノード（７）から前記参加オペレータ内部クライアント（１）へ前記受信したコンテンツチャンクを転送する手段と
    をさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 前記受信したコンテンツチャンクを格納する手段をさらに備えることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 第２の内部クライアント（５）から前記オペレータ制御ノード（７）への前記コンテンツチャンクの要求を受信する手段と、
    前記格納したコンテンツチャンクを前記第２の内部クライアント（５）へ配信する手段と
    をさらに備えることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
24. ピア・ツー・ピアＰ２Ｐストリーミング・システムにおける配信ツリーを構成する方法を実装したコンピュータで読み取り可能なプログラムを有する記憶媒体であって、
    オペレータ外部配信ツリーにおいて正規ノードとなるべき前記オペレータ制御ノード（７）を構成するステップと、
    参加オペレータ内部クライアント（１，５，６）のための親ノードとなるべき前記オペレータ制御ノード（７）を構成するステップと
    のコンピュータで読み取り可能なプログラムコードを含むことを特徴とする記憶媒体。

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