JP5427176B2 - Iptvネットワークにおける最適なキャッシュ割当の方法およびシステム - Google Patents
Iptvネットワークにおける最適なキャッシュ割当の方法およびシステム Download PDFInfo
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Description
Zipf=1/xa
Td=加入者数*BW/加入者
TCO=dの数*Td
TIO=IOの数*TCO
VHOトラフィック=Σ TIO
ネットワーク費用510=機器費用+搬送費用
a.DSLAMあたりの合計キャッシュメモリ=ユニットあたりのキャッシュメモリ×DSLAMあたりのキャッシュユニット数
b.キャッシュ中のコンテンツユニット数=DSLAMあたりの合計キャッシュメモリ/コンテンツのユニットあたりの平均所要メモリ量
c.キャッシュの有効性(すなわちキャッシュによって供給される要求の割合)=CDF−1(キャッシュ中のコンテンツユニット数)、ここで、CDFは人気分布の累積密度関数である
d.合計キャッシュ処理能力=キャッシュユニット数×ユニットあたりのキャッシュ処理能力
e.DSLAMに接続されているすべての加入者からのトラフィック総需要(DSLAMトラフィック)=DSLAMあたりの加入者数×加入者あたりの平均トラフィック
f.DSLAMあたりのCOからDSLAMへのトラフィック=DSLAMトラフィック−min(合計キャッシュ処理能力、キャッシュの有効性×DSLAMトラフィック)
g.
a.COあたりのDSLAMに向いたGE接続の数=DSLAMあたりのGE接続の数×COあたりのDSLAMの数
b.COに接続されているすべてのDSLAMからのトラフィック総需要(COトラフィック)=DSLAMあたりのCOからDSLAMへのトラフィック×COあたりのDSLAMの数
c.GE平均利用率=COトラフィック/COあたりのDSLAMに向いたGE接続の数
d.イーサネット(登録商標)サービススイッチ(例えばAlcatel Lucentによって製造される7450イーサネット(登録商標)サービススイッチ)あたりの、DSLAMに向いたGEポートの最大数(n)の計算であり、
ここで:
i.7450あたりのIOからCOへのトラフィック=7450あたりのCOからDSLAMへのトラフィック−min(合計キャッシュ処理能力、キャッシュの有効性×7450あたりのCOからDSLAMへのトラフィック)であり、
ii.7450あたりのCOからDSLAMへのトラフィック=n×GE平均利用率である。
e.
a.IOあたりのCOに向いた10GE接続の数=COあたりの10GE接続の数×IOあたりのCOの数
b.IOに接続されているすべてのCOからのトラフィック総需要(IOトラフィック)=COあたりのIOからCOへのトラフィック×IOあたりのCOの数
c.10GE平均利用率=IOトラフィック/IOあたりのCOに向いた10GE接続の数
d.サービスルータ(例えばAlcatel−Lucentによる7750サービスルータ)あたりの、COに向いた10GEポートの最大数(m)の計算であり、
ここで:
i.7750あたりのVHOからIOへのトラフィック=7750あたりのIOからCOへのトラフィック−min(合計キャッシュ処理能力、キャッシュの有効性×7750あたりのIOからCOへのトラフィック)であり、
ii.7750あたりのIOからCOへのトラフィック=m×10GE平均利用率である。
e.
a.VHOあたりのIOに向いた10GE接続の数=IOあたりのVHOからIOへの10GE接続の数×VHOあたりのIOの数
b.VHOに接続されているすべてのIOからのトラフィック総需要(VHOトラフィック)=COあたりのIOからCOへのトラフィック×IOあたりのCOの数
c.10GE平均利用率=VHOトラフィック/VHOあたりのIOに向いた10GE接続の数
d.VHO内の7750(サービスルータ)あたりの、IOに向いた10GEポートの最大数(k)の計算であり、
ここで:
i.VHO内の7750あたりのVHOからIOへのトラフィック=k×10GE平均利用率である。
e.
N − サービスの総数であり、
Ti − サービスiに関するトラフィックで、i=1、2、・・・、Nであり、
Fi(n) − サービスiに関する、キャッシュされたタイトルの数nに応じたキャッシュの有効性で、i=1、2、・・・、Nであり、
Mi − サービスiに関するキャッシュメモリで、i=1、2、・・・、Nであり、
Si − サービスiに関するタイトルあたりのサイズで、i=1、2、・・・、Nである。
ラグランジュ乗数手法を使用して解くことができる。ラグランジュ乗数法は、1つまたは複数の制約を受ける多変数関数の極値を見つけるために使用され、非線形制約付き最適化における基本ツールである。ラグランジュ乗数は、制約付き関数の定留点(stationary points)を計算する。極値は、これらの点において、またはこの関数が微分不可能である境界上もしくは点において存在する。この問題にラグランジュ乗数法を適用すると次式が得られる:
Claims (13)
- インターネットプロトコルテレビ(IPTV)ネットワークのプロセッサを有するネットワークノードにおけるキャッシュのキャッシュメモリ割当を最適化するための方法であって、前記方法が、前記プロセッサにより実行される、
キャッシュ可能性関数を定義するステップと、
該キャッシュ可能性関数を最適化するステップと
を含み、
前記キャッシュ可能性関数を定義するステップにより定義される該キャッシュ可能性関数が、ネットワークノードのi番目のサービスに関するキャッシュ可能性ファクタfi(m)、
Tiはサービスiに関するトラフィックであり、
Siはサービスiに関するタイトルあたりのサイズであり、
mは使用されるメモリのユニットあたりのキャッシュであり、
Fi(m/Si)はサービスiに関するキャッシュ有効性関数である、
方法。 - 該キャッシュ可能性関数を最適化する前記ステップが、該キャッシュ可能性関数にメモリ限界を適用するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 該キャッシュ可能性関数を最適化する前記ステップが、該キャッシュ可能性関数に処理能力トラフィック限界を適用するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記i番目のサービスが、IPTVネットワークのNサービスのi番目のサービスである、請求項1に記載の方法。
- 前記プロセッサにより実行される、前記キャッシュ有効性関数を決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- Mi≦Mであり、Mがキャッシュメモリのサイズである、請求項6に記載の方法。
- Mがネットワークノードにおける少なくとも1つのキャッシュメモリモジュールのサイズである、請求項7に記載の方法。
- 前記プロセッサにより実行される、該キャッシュ有効性関数の最適解に基づいて、メモリ(m)をi番目のサービスに割り当てるステップをさらに含む、請求項6に記載の方法。
- キャッシュを備えるインターネットプロトコルテレビネットワークのネットワークノードであって、そのキャッシュのメモリサイズが、そのネットワークに関するキャッシュ可能性関数の最適解に基づき、
該キャッシュ可能性関数がキャッシュ有効性関数を含み、
キャッシュが少なくとも1つのキャッシュモジュールを含み、
該キャッシュ可能性関数が、キャッシュ有効性関数を最適化するためにその少なくとも1つのキャッシュモジュールを分割し、
キャッシュ有効性関数が最適化されるように、キャッシュメモリがネットワークのi番目のサービスに割り当てられ、
ネットワークのi番目のサービスに関するキャッシュ有効性関数が
N − サービスの総数であり、
Ti − サービスiに関するトラフィックで、i=1、2、・・・、Nであり、
Fi(n) − サービスiに関する、キャッシュされたタイトルの数nに応じたキャッシュの有効性で、i=1、2、・・・、Nであり、
Mi − サービスiに関するキャッシュメモリで、i=1、2、・・・、Nであり、
Si − サービスiに関するタイトルあたりのサイズで、i=1、2、・・・、Nである
ネットワークノード。 - 第1のプロセッサおよびその第1のプロセッサと通信する第2のプロセッサによって実行されるためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ可読媒体であって、実行時に
第1のプロセッサによって入力パラメータを第2のプロセッサに提供させ、
第2のプロセッサにIPTVネットワークのネットワークノードにおけるキャッシュのキャッシュメモリ割当を最適化するために
キャッシュ可能性関数を定義することと、
該キャッシュ可能性関数を最適化することと
を実行させる、
コンピュータ実行可能命令を含み、
前記キャッシュ可能性関数を定義することにより定義される該キャッシュ可能性関数が、ネットワークノードのi番目のサービスに関するキャッシュ可能性ファクタfi(m)、
Tiはサービスiに関するトラフィックであり、
Siはサービスiに関するタイトルあたりのサイズであり、
mは使用されるメモリのユニットあたりのキャッシュであり、
Fi(m/Si)はサービスiに関するキャッシュ有効性関数である、
コンピュータ可読媒体。 - さらに、第2のプロセッサに該キャッシュ有効性関数を決定させるコンピュータ実行可能命令を含む、請求項11に記載のコンピュータ可読媒体。
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