JP5726720B2 - Ｗｅｂ情報取得方法および先読み代理サーバ - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク上でＷＥＢ閲覧装置（例えばパーソナルコンピュータや携帯端末など、以下「ＰＣ」という）がＷＥＢ提供装置（以下「ＷＥＢサーバ」という) からＷＥＢコンテンツ情報（以下「ＷＥＢ情報」という）を取得する際に、ＰＣとＷＥＢサーバとの間に先読み代理サーバを設置し、先読み代理サーバにてＰＣがＷＥＢサーバに要求したＷＥＢ情報を先読みし、先読みしたＷＥＢ情報に基づきＰＣが要求する予定のＷＥＢ情報を予め取得しておき、ＰＣの要求に対して当該ＷＥＢ情報をＰＣへ転送することにより、ＷＥＢ情報取得時間を短縮化するＷＥＢ情報取得方法および先読み代理サーバに関する。

インターネット等のネットワーク上でＰＣがＷＥＢサーバからＷＥＢ情報を閲覧する場合、ＷＥＢサーバではＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol ）通信プロトコルに則って、ＨＴＭＬ（HyperText Mark up Language）などを用いてＰＣに対してＷＥＢ情報を伝送する。例えば、byte.tokkyo.co.jp というＷＥＢサーバが提供するファイルindex.htmlをＨＴＴＰで取得する場合、http://byte.tokkyo.co.jp/index.html というアドレスでＷＥＢ情報を読み出すことができる。ＷＥＢ情報を読み出してくる場合、一般にはＰＣにＷＥＢ情報を閲覧するプログラム（以下「ブラウザ」という）を用いて利用者がアドレスを指定して読み出している。ＰＣでは、利用者がアドレスを入力することにより、ブラウザがＷＥＢサーバに対してページ要求を発する。ＷＥＢサーバはネットワークを介して送信されてきたこのページ要求を受信し、要求されたページのＷＥＢ情報をネットワークを介してＰＣに伝送する。このように、利用者からのページ要求があった毎に、ＰＣのブラウザは該当ページをネットワークを介して取得する。

近年、ＰＣの利用者がＷＥＢ情報の取得を要求した時点からＰＣにＷＥＢ情報が与えられる時点までの時間の短縮が求められている。また、たとえば、衛星回線等の高遅延ネットワークにおいては所定の遅延時間が生じるため、このようなネットワークを想定した伝送方法が求められている。これらの要求に応えるものとして、特許文献１では、ＷＥＢ情報の先読み技術が開示されている。

図４は、従来のＷＥＢ情報取得装置を含む通信ネットワークの構成例を示す（特許文献１）。
図４において、ＷＥＢサーバ１１はインターネット１２に接続される。ＷＥＢ閲覧装置の一例であるＰＣ１３は、ＬＡＮ１４、高遅延ネットワーク１５を介してインターネット１２に接続される。各ネットワークの接続点にはゲートウェイＧＷが配置される。ここで、高遅延ネットワーク１５とは、例えば広帯域無線システムや衛星回線などを利用して遠隔地のコンピュータを相互接続するいわゆるＷＡＮ（Wide Area Network)であり、その規模等に応じた所定の遅延時間が発生する。

本発明で用いる先読み代理サーバ２０は、高遅延ネットワーク１５からＷＥＢサーバ１１側の所定の位置、例えばインターネット１２またはインターネット１２と高遅延ネットワーク１５との間に接続される。一方、情報蓄積サーバ３０は、ＰＣ１３が接続されるＬＡＮ１４に接続される。すなわち、ＰＣ１３が各サーバにアクセスする時間は、ＷＥＢサーバ１１、先読み代理サーバ２０、情報蓄積サーバ３０の順に短くなる。

図５は、従来のＷＥＢ情報取得処理シーケンスを示す。ここでは、ＰＣ１３がＷＥＢサーバ１１のＷＥＢ情報ｄａｔａ１を閲覧するための要求データをｇｅｔ１とする。ＷＥＢサーバ１１は、ｇｅｔ１に応じてＷＥＢ情報ｄａｔａ１を出力する。ｄａｔａ１はＨＴＭＬファイルであり、これにはＰＣが次の要求データｇｅｔ２を生成するために必要なＵＲＬ等が含まれているものとし、先読み代理サーバ２０はｄａｔａ１からこのｇｅｔ２を生成し、先読みｇｅｔ２としてＷＥＢサーバ１１に送信する。ＷＥＢサーバ１１がｇｅｔ２または先読みｇｅｔ２に応じて出力するＷＥＢ情報をｄａｔａ２とする。

図５において、ＰＣ１３は、ｇｅｔ１をＷＥＢサーバ１１に向けて送信する。情報蓄積サーバ３０および先読み代理サーバ２０は、ｇｅｔ１を蓄積するとともに、ｇｅｔ１をＷＥＢサーバ１１に向けて転送する。ＷＥＢサーバ１１は、ｇｅｔ１に応じたｄａｔａ１をＰＣ１３に向けて送信する。先読み代理サーバ２０および情報蓄積サーバ３０は、ｄａｔａ１に対応するｇｅｔ１を蓄積しているので、そのままｄａｔａ１をＰＣ１３へ転送する。また、先読み代理サーバ２０は、このｄａｔａ１から先読みｇｅｔ２を生成してＷＥＢサーバ１１に送信するとともに、情報蓄積サーバ３０に対して先読みｇｅｔ２を通知する先読み要求通知信号を送信する。情報蓄積サーバ３０は、先読み代理サーバ２０から送信された先読み要求通信信号を受信し、それに対応するｄａｔａ２の受信を待つ。

ＷＥＢサーバ１１は、先読みｇｅｔ２に応じたｄａｔａ２をＰＣ１３に向けて送信する。先読み代理サーバ２０は、先読みされたｄａｔａ２をＰＣ１１に向けて転送する。情報蓄積サーバ３０は、先読みｇｅｔ２を蓄積しているものの、ＰＣ１３からｇｅｔ２を入力していないので、先読みされたｄａｔａ２を一旦蓄積する。

ＷＥＢサーバ１１は、先読みｇｅｔ２に応じたｄａｔａ２をＰＣ１３に向けて送信する。先読み代理サーバ２０は、先読みされたｄａｔａ２をＰＣ１１に向けて転送する。情報蓄積サーバ３０は、先読みｇｅｔ２を蓄積しているものの、ＰＣ１３からｇｅｔ２を入力していないので、先読みされたｄａｔａ２を一旦蓄積する。

一方、ＰＣ１３は、ｄａｔａ１を受信し、ｄａｔａ１からｇｅｔ２を生成してＷＥＢサーバ１１に向けて送信する。情報蓄積サーバ３０は、このｇｅｔ２を受信すると、蓄積している要求データおよび先読み要求データと比較する。ここでは、先読みｇｅｔ２を蓄積しているので、情報蓄積サーバ３０はｇｅｔ２＝先読みｇｅｔ２と判断し、対応するｄａｔａ２をＰＣ１３に向けて送信する。なお、ｇｅｔ２≠先読みｇｅｔ２の場合、あるいはｇｅｔ２と同じＷＥＢ情報を要求する要求データが蓄積されていない場合には、情報蓄積サーバ３０はｇｅｔ１と同様にｇｅｔ２をＷＥＢサーバ１１に向けて転送する。

図６は、従来の先読み代理サーバ２０の構成例を示す。
図６において、ネットワークインタフェース部２１は、受信信号の送信元および宛先に応じて、受信信号を要求データ受信部２２またはＷＥＢ情報解析部２６に振り分ける。要求データ受信部２２は、ＰＣ１３からＷＥＢサーバ１１に転送される信号を受信し、当該受信信号から要求データを抽出して要求データ比較部２３に出力する。

要求データ比較部２３は、要求データ受信部２２で抽出された要求データと要求データ蓄積部２４に蓄積されている要求データとを比較し、要求データ受信部２２で抽出された要求データが要求データ蓄積部２４に蓄積されていない場合（ｇｅｔ１の場合）には、当該要求データを要求データ送出部２５に出力するとともに要求データ蓄積部２４に蓄積する。また、要求データ受信部２２で抽出された要求データが要求データ蓄積部２４に記憶されている場合には、当該要求データを廃棄するとともに要求データ蓄積部２４に蓄積されている当該要求データも削除する。

要求データ送出部２５は、要求データ比較部２３から入力する要求データをネットワークインタフェース部２１を介してＷＥＢサーバ１１に転送する。

ＷＥＢ情報解析部２６は、要求データに応じてＷＥＢサーバ１１が送出したＷＥＢ情報を受信し、そのＷＥＢ情報を受信するＰＣ１３が要求すると予測される要求データ（先読みｇｅｔ２）を生成し、先読み要求データ比較部２７に出力する。一方、ＷＥＢ情報は、先読み代理サーバ２０から情報蓄積サーバ３０へ転送され、さらにＰＣ１３に転送される。

先読み要求データ比較部２７は、ＷＥＢ情報解析部２６で生成された先読み要求データ（先読みｇｅｔ２）と要求データ蓄積部２４に蓄積されている要求データとを比較し、ＷＥＢ情報解析部２６で抽出された先読み要求データが要求データ蓄積部２４に蓄積されていない場合には、当該先読み要求データを要求データ送出部２５に出力するとともに要求データ蓄積部２４に蓄積する。また、ＷＥＢ情報解析部２６で抽出された先読み要求データが要求データ蓄積部２４に蓄積されている場合には、当該先読み要求データを廃棄するとともに要求データ蓄積部２４に蓄積されている当該要求データも削除する。

要求データ送出部２５は、先読み要求データ比較部２７から入力する先読み要求データ（先読みｇｅｔ２）をネットワークインタフェース部２１を介してＷＥＢサーバ１１および情報蓄積サーバ３０に送出する。

図７は、従来の情報蓄積サーバ３０の構成例を示す。
図７において、ネットワークインタフェース部３１は、受信信号の送信元および宛先に応じて、受信信号を要求データ受信部３２またはＷＥＢ情報蓄積部３６または先読み要求データ受信部３７に振り分ける。要求データ受信部３２は、ＰＣ１３からＷＥＢサーバ１１に転送される信号を受信し、要求データを抽出して要求データ比較部３３に出力する。

要求データ比較部３３は、要求データ受信部３２で抽出された要求データと要求データ蓄積部３４に蓄積されている要求データおよび先読み要求データとを比較し、同じＷＥＢ情報を要求する要求データまたは先読み要求データが要求データ蓄積部３４に蓄積されていない場合（ｇｅｔ１の場合）には、当該要求データを要求データ送出部３５に出力するとともに要求データ蓄積部３４に蓄積する。また、要求データ受信部３２で抽出された要求データと同じＷＥＢ情報を要求する要求データまたは先読み要求データが要求データ蓄積部３４に蓄積されている場合（ｇｅｔ２の場合）には、当該要求データを廃棄するとともに要求データ蓄積部３４に蓄積されている当該要求データまたは先読み要求データも削除し、さらにＷＥＢ情報蓄積部３６に対して当該ＷＥＢ情報（ｄａｔａ２）をＰＣ１３へ向けて出力するように命令する。

要求データ送出部３５は、要求データ比較部３３から入力する要求データをネットワークインタフェース部３１を介してＷＥＢサーバ１１に転送する。

先読み要求データ受信部３７は、先読み代理サーバ２０がＷＥＢサーバ１１とともに情報蓄積サーバ３０に送信した先読み要求データ（先読みｇｅｔ２）を受信し、要求データ蓄積部３４に蓄積する。

ＷＥＢ情報蓄積部３６は、ＰＣ１３からの要求データ（ｇｅｔ１）に応じて、または先読み代理サーバ２０からの先読み要求データ（先読みｇｅｔ２）に応じて、ＷＥＢサーバ１１からＰＣ１３へ送信されたＷＥＢ情報（ｄａｔａ１，ｄａｔａ２）を受信して蓄積する。さらに、当該ＷＥＢ情報に対応する要求データが要求データ蓄積部３４に蓄積されているか否かを問い合わせ、要求データが蓄積されているＷＥＢ情報（ｄａｔａ１）をＷＥＢ情報送出部３８に出力する。また、ＷＥＢ情報蓄積部３６は、要求データ比較部３３の命令により先読み要求データ（先読みｇｅｔ２）に対応のＷＥＢ情報（ｄａｔａ２）をＷＥＢ情報送出部３８に出力する。

ＷＥＢ情報送出部３８は、ＷＥＢ情報蓄積部３６から入力するＷＥＢ情報をネットワークインタフェース部３１を介してＰＣ１３に送信する。

特開２０１１−０３９８９９号公報

先読み代理サーバから情報蓄積サーバへの転送においては、一般的にＴＣＰプロトコルが使用されて、スロースタート輻輳制御機構や再送制御機構により、パケットロスが発生することなく、信頼性の高い伝送が行われる。しかし、先読み代理サーバと情報蓄積サーバとの間の伝送路の伝送遅延時間が大きい場合に、ＴＣＰプロトコルによる転送を行う場合、スロースタート輻輳制御により伝送効率が低くなり、伝送に時間がかかる問題がある。

ここでは、ＷＷＷサービスの特徴である10ｋByte程度の小さなサイズの画像などのＷＥＢコンテンツが長遅延ネットワークを介して転送される場合について説明する。すなわち、転送するデータサイズに対するスループットを数値定量化する。ＨＴＴＰは、ＷＥＢコンテンツのそれぞれに対応するＴＣＰセッションにより転送されるアプリケーションである。ある１つのＴＣＰセッションにおいて、ＷＥＢサーバからＰＣへデータを送信する様子を図８に示す。このように、ＴＣＰでは１回のＲＴＴ（往復遅延時間) の時間でバースト的にデータを送信できると考えてよい。

ｋ回目のデータ送信時において、ＷＥＢサーバから一度に送信できるデータサイズＤs(k)[Byte]は、
Ｄs(k)＝Min｛cwnd(k),Ｒwin ｝ …(1)
である。ここで、cwnd(k) は送信側の輻輳ウィンドウで単位はByte、Ｒwin は受信側のウィンドウサイズで単位はByteである。cwnd(k) は以下のように表すことができる。
・スロースタートのフェーズ
cwnd(k) ＝２^(k-1)×cwnd(1) (cwnd(k)＜ssthresh) …(2)
cwnd(1) ＝Min｛ＭＳＳ×int(Ｒwin/ＭＳＳ),Ｒwin ｝
・輻輳回避のフェーズ
cwnd(k) ＝cwnd(k-1)×ＭＳＳ (cwnd(k)≧ssthresh) …(3)

ここで、Ｄs(k)の最大値はＲwin である。ＭＳＳ（maximum segment size）は、ＴＣＰにおける１セグメントで転送可能なデータの最大長であり、イーサネット（登録商標）では、1460Byteである。ここでは、転送するデータはＭＳＳ毎にセグメント化されるとする。ssthreshは、スロースタートから輻輳回避フェーズへの移行の閾値であり、パケットロス発生時のcwndの１／２の値、すなわちパケットロスがない場合はＭＳＳ×int(Ｒwin/ＭＳＳ) と考えてよい。例えば、ＲＴＴ＝0.25秒としたとき、Ｒwin ＝64kByte ，32ｋByte，17ｋByteにおけるそれぞれのＤs(k)の時間変化を図９に示す。

Ｄs(k)の値は、通信開始から指数関数的に増加して、Ｒwin の半分に達する。その後、１ＲＴＴ毎に１ＭＳＳずつ増加していき、Ｒwin の値に達したところで頭打ちになる。したがって、ｋ回目の１ＲＴＴ時間でＤs(k)のサイズのデータを送ることから、転送開始からＲＴＴ×ｎ [秒] の時間で転送できるデータサイズＳd の最大値Max[Sd] は

また、Ｓd の最小値Min [Sd]は、ｎ−１回で送り切れなかったデータ（１ＭＳＳ）をｎ回目で送信するため

となる。したがって、転送するデータサイズに対するスループットＳは

と表すことができる。これをグラフ化したものを図１０に示す。

10ｋByte程度のＷＥＢコンテンツのようにデータサイズが小さい場合、スロースタートのフェーズで転送終了し、スループットは低速であり、Ｒwin の値を大きくしてもそれほどスループットの向上は見込めないことがわかる。ＷＥＢサービスではＷＥＢコンテンツのデータサイズが小さいという特徴を考慮すると、ＨＴＴＰスループットはＲwin が64ｋByteと大きい場合でも、Ｒwin が17ｋByteと小さい場合でもさほど変わりなく、低速であることがわかる。このように、遅延の大きなネットワークを介してＷＥＢコンテンツをＴＣＰプロトコルで転送するには、信頼性を高めるための輻輳制御機構であるスルースタートにより、スループットが低速であるという課題があった。

本発明は、先読み代理サーバと情報蓄積サーバとの間でＴＣＰコネクションとＵＤＰコネクションを一組で確立し、先読みしたＷＥＢ情報を転送する際にＴＣＰプロトコルとＵＤＰプロトコルを適宜選択して伝送効率を高めることができるＷＥＢ情報取得方法および先読み代理サーバを提供することを目的とする。

第１の発明は、ＷＥＢサーバと先読み代理サーバと情報蓄積サーバとＷＥＢ閲覧装置が複数のネットワークシステムを介して設置され、ＷＥＢ閲覧装置は、第１の要求データをＷＥＢサーバ宛に送信し、ＷＥＢサーバは第１の要求データに対応するＷＥＢ情報をＷＥＢ閲覧装置へ向けて送信し、先読み代理サーバは、第１の要求データに対応するＷＥＢ情報を情報蓄積サーバへ転送するとともに、当該ＷＥＢ情報に含まれる要求データを抽出して先読み要求データとしてＷＥＢサーバへ向けて送信し、さらに当該先読み要求データを情報蓄積サーバへ通知し、ＷＥＢサーバは、先読み要求データに対応するＷＥＢ情報を先読み代理サーバへ送信し、先読み代理サーバは、受信した先読み要求データに対応するＷＥＢ情報を情報蓄積サーバへ送信し、情報蓄積サーバにて当該ＷＥＢ情報を蓄積し、ＷＥＢ閲覧装置は、第１の要求データに対応するＷＥＢ情報に含まれる第２の要求データを生成し、当該第２の要求データを情報蓄積サーバへ送信し、情報蓄積サーバは、先読み要求データと第２の要求データが同一である場合に、蓄積した先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＷＥＢ閲覧装置へ送信するＷＥＢ情報取得方法において、先読み代理サーバは、情報蓄積サーバへ向けて定期的にあるいは先読み要求データに対応するＷＥＢ情報の受信を転送開始のトリガとして、遅延時間測定パケットを情報蓄積サーバへ向けて送出し、当該パケットのラウンドトリップ時間から情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間を測定し、先読み代理サーバは、情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間が一定時間以下の場合に、先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＴＣＰプロトコルを用いて情報蓄積サーバへ送信し、先読み代理サーバは、情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間が一定時間を超える場合に、先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＵＤＰプロトコルを用いて情報蓄積サーバへ送信し、先読み代理サーバは、先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＵＤＰプロトコルを用いて情報蓄積サーバへ送信するときに、送信するパケットにシーケンス番号を付加し、情報蓄積サーバは、受信したパケットに付加されたシーケンス番号から欠落したシーケンス番号を通知する再送要求を先読み代理サーバへ送信し、先読み代理サーバは、情報蓄積サーバから再送要求されたシーケンス番号のパケットをＴＣＰプロトコルを用いて再送する。

第２の発明は、ＷＥＢサーバと先読み代理サーバと情報蓄積サーバとＷＥＢ閲覧装置が複数のネットワークシステムを介して設置され、ＷＥＢ閲覧装置は、第１の要求データをＷＥＢサーバ宛に送信し、ＷＥＢサーバは第１の要求データに対応するＷＥＢ情報をＷＥＢ閲覧装置へ向けて送信し、先読み代理サーバは、第１の要求データに対応するＷＥＢ情報を情報蓄積サーバへ転送するとともに、当該ＷＥＢ情報に含まれる要求データを抽出して先読み要求データとしてＷＥＢサーバへ向けて送信し、さらに当該先読み要求データを情報蓄積サーバへ通知し、ＷＥＢサーバは、先読み要求データに対応するＷＥＢ情報を先読み代理サーバへ送信し、先読み代理サーバは、受信した先読み要求データに対応するＷＥＢ情報を情報蓄積サーバへ送信し、情報蓄積サーバにて当該ＷＥＢ情報を蓄積し、ＷＥＢ閲覧装置は、第１の要求データに対応するＷＥＢ情報に含まれる第２の要求データを生成し、当該第２の要求データを情報蓄積サーバへ送信し、情報蓄積サーバは、先読み要求データと第２の要求データが同一である場合に、蓄積した先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＷＥＢ閲覧装置へ送信するＷＥＢ情報取得装置の先読み代理サーバにおいて、定期的にあるいは先読み要求データに対応するＷＥＢ情報の受信を転送開始のトリガとして、遅延時間測定パケットを情報蓄積サーバへ向けて送出し、当該パケットのラウンドトリップ時間から情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間を測定する測定手段と、伝送遅延時間が一定時間以下の場合に、先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＴＣＰプロトコルを用いて情報蓄積サーバへ送信し、伝送遅延時間が一定時間を超える場合に、先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＵＤＰプロトコルを用いて情報蓄積サーバへ送信する送信手段とを備え、送信手段は、先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＵＤＰプロトコルを用いて情報蓄積サーバへ送信するときに、送信するパケットにシーケンス番号を付加し、情報蓄積サーバが受信したパケットに付加されたシーケンス番号から欠落したシーケンス番号を通知する再送要求を受信し、さらに当該再送要求されたシーケンス番号のパケットをＴＣＰプロトコルを用いて再送する再送制御手段を含む。

本発明の先読み代理サーバは、定期的に情報蓄積サーバとの間で伝送遅延時間を測定し、測定された伝送遅延時間が一定時間以下の場合に、ＴＣＰプロトコルを用いて先読みされたＷＥＢ情報を情報蓄積サーバへ送信する。また、測定された伝送遅延時間が一定時間を超えている場合に、再送制御と受信順序制御機能を取り込んだＵＤＰプロトコルを用いて先読みされたＷＥＢ情報を情報蓄積サーバへ送信する。したがって、伝送遅延が小さいときはＴＣＰによる信頼性の高い伝送を行い、伝送遅延が大きいときはＵＤＰによる高効率の伝送により伝送時間を低減することができる。

情報蓄積サーバは、ＵＤＰプロトコルにより先読みされたＷＥＢ情報を受信した場合に、パケットに含まれるシーケンス番号から欠落したシーケンス番号を通知する再送要求を先読み代理サーバへ送信する。先読み代理サーバは、当該再送要求されたシーケンス番号のパケットをＴＣＰプロトコルを用いて再送する。これにより、ＵＤＰにより高効率の伝送中に生じたパケットロスを回復することができる。また、再送パケットのみをＴＣＰで伝送することによりスロースタートの影響も受けにくくなり、かつ再送パケットを高信頼で転送することができる。また、受信したＵＤＰパケットのシーケンス番号の順序が逆転している場合には、順序の逆転がないようにパケットの順序を並び替える。

このように、ＴＣＰプロトコル／ＵＤＰプロトコルの切り替えと、再送制御・パケット順序制御とを組み合わせることにより、ネットワーク全体として伝送効率を高め、信頼性の高い情報転送を行うことができる。

本発明の先読み代理サーバの実施例１の構成を示す図である。 本発明の先読み代理サーバの実施例２の構成を示す図である。 実施例１および実施例２に対応するＷＥＢ情報転送処理シーケンスの例を示す図である。 従来のＷＥＢ情報取得装置を含む通信ネットワークの構成例を示す図である。 従来のＷＥＢ情報取得処理シーケンスを示す図である。 従来の先読み代理サーバ２０の構成例を示す図である。 従来の情報蓄積サーバ３０の構成例を示す図である。 ＴＣＰでのデータ転送シーケンスを示す図である。 先読み代理サーバの送信データサイズの時間変化を示す図である。 データサイズに対する転送スループットを示す図である。

本発明は、先読み代理サーバにおいて、先読み要求データに対応するＷＥＢ情報（以下、「先読みＷＥＢ情報」という）について、情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間に応じてＴＣＰプロトコルとＵＤＰプロトコルを適宜選択し、情報蓄積サーバへ転送することを特徴とする。

ここで、ＵＤＰプロトコルはコネクションレス通信であり、スロースタート輻輳制御機構がないため、ＴＣＰプロトコルを使用する場合と比較して高速に転送することが可能となる。その結果、先読み代理サーバから先読みＷＥＢ情報を情報蓄積サーバへ転送する時間を短縮することができる。さらに、情報蓄積サーバからＰＣへの当該ＷＥＢ情報の転送時間が短縮化され、先読みの効果を高めることができる。ただし、ＵＤＰプロトコルはコネクションレス通信であるために信頼性が低く、途中のネットワークでパケット欠落が発生したり、情報蓄積サーバにおいてパケット受信の順序が逆転し、当該ＷＥＢ情報を正しく受信できない場合がある。情報蓄積サーバでの受信パケットの欠落に対しては再送処理が必要になり、受信の順序の逆転に対しては受信順序制御処理が必要になる。そのため、本発明では、以下の実施例１および実施例２に示すように、ＵＤＰプロトコルとＴＣＰプロトコルを使い分けるようにする。

本発明の実施例１は、先読み代理サーバにおいて、先読みＷＥＢ情報を情報蓄積サーバへ転送する際に、先読み代理サーバと情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間の測定値に基づくプロトコル切替を行う。

先読み代理サーバと情報蓄積サーバは、ＷＥＢ情報の転送に先駆けて、ＵＤＰコネクションおよびＴＣＰコネクションを一組として確立する。先読み代理サーバは、定期的に遅延時間測定パケットを情報蓄積サーバに宛てて送信し、当該パケットのラウンドトリップ時間から伝送遅延時間を測定し、先読みＷＥＢ情報を情報蓄積サーバへ転送する際に、情報蓄積サーバとの伝送遅延時間が閾値を超えている場合にＵＤＰプロトコルを用い、閾値以下の場合にＴＣＰプロトコルを用いる。

図１は、本発明の先読み代理サーバの実施例１の構成を示す。
図１に示す実施例１の先読み代理サーバと、図６に示す従来の先読み代理サーバの対応関係は次の通りである。ネットワークインタフェース部２１はそのまま対応する。図１に示す受信信号種別判定・転送処理部１、転送信号プロトコル判定部２および遅延時間測定部３は、図６のＷＥＢ情報解析部２６に新たに備えられる機能部である。図１に示す先読み機能部４は、図６の先読み要求データ比較部２７および要求データ送出部２５に対応する。図６に示すその他の機能部は、図１の実施例１では省略している。

実施例１の先読み代理サーバは、ＰＣがＷＥＢサーバへ送信した要求データ（ｇｅｔ）や、当該要求データに対してＷＥＢサーバがＰＣへ送信したＷＥＢ情報（ｄａｔａ）を受信すると、新たにコネクションが生じたと判定し、当該コネクションに対応するＴＣＰコネクションおよびＵＤＰコネクションを情報蓄積サーバとの間で確立する。そして、先読み代理サーバの遅延時間特性部３は、定期的に、あるいは先読みＷＥＢ情報の受信を転送開始のトリガとして、遅延時間測定パケットを情報蓄積サーバに宛てて送信し、当該パケットのラウンドトリップ時間から伝送遅延時間を測定し、保持しておく。

ネットワークインタフェース部２１は、受信信号の送信元および宛先に応じて、受信信号を図６に示す要求データ受信部２２またはＷＥＢ情報解析部２６に振り分け、ＷＥＢ情報解析部２６は、要求データに応じてＷＥＢサーバ１１が送出したＷＥＢ情報を受信する。ここで、ＷＥＢ情報解析部２６の受信信号種別判定・転送処理部１は、受信したＷＥＢ情報がＨＴＭＬ信号であれば、当該ＷＥＢ情報を先読み機能部４へ出力して先読み処理を行う。先読み処理については、図６で説明した構成に基づいて先読み要求データが生成され、ＷＥＢサーバへ送出することになるが、ここでは詳細な説明は省略する。

さらに、受信信号種別判定・転送処理部１は、受信したＷＥＢ情報が、ＰＣからの要求データ（図５におけるｇｅｔ１）に対応するＷＥＢ情報（同ｄａｔａ１、本例ではＨＴＭＬ信号）か、先読み代理サーバの先読み要求データ（同先読みｇｅｔ２）に対応する先読みＷＥＢ情報（同ｄａｔａ２）かを判定する。そして、前者のＨＴＭＬ信号であるＷＥＢ情報（同ｄａｔａ１）は、そのまま情報蓄積サーバへ転送し、後者の先読みＷＥＢ情報（同ｄａｔａ２）の場合は、転送信号プロトコル判定部２に対して転送信号プロトコルの問い合わせを行い、転送信号プロトコル判定部２で判定した転送信号プロトコルを取得し、それに従って情報蓄積サーバへ転送する処理を行う。

ここで、転送信号プロトコル判定部２は、受信信号種別判定・転送処理部１からの転送信号プロトコルの問い合わせを受けて、遅延時間測定部３に対して情報蓄積サーバとの遅延時間を問い合わせる。遅延時間測定部３は、当該問い合わせに対して、情報蓄積サーバとの伝送遅延時間の測定結果を転送信号プロトコル判定部２へ通知する。転送信号プロトコル判定部２は、情報蓄積サーバとの伝送遅延時間を取得し、当該伝送遅延時間が予め決めた閾値を超えていればＵＤＰプロトコル、閾値以下であればＴＣＰプロトコルを用いることを判定し、受信信号種別判定・転送処理部１に判定した転送信号プロトコルを通知する。

実施例１の先読み代理サーバに対応する情報蓄積サーバは、先読み代理サーバの遅延時間測定部３との間で、先読み代理サーバと情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間の測定に用いる機能部が備えられる他は、図７に示す情報蓄積サーバの構成と同様である。

すなわち、情報蓄積サーバに入力するＷＥＢ情報について、ＰＣからの要求データ（図５におけるｇｅｔ１）に対応するＷＥＢ情報（同ｄａｔａ１）か、先読み代理サーバの先読み要求データ（同先読みｇｅｔ２）に対応する先読みＷＥＢ情報（同ｄａｔａ２）かを判定する。前者のＷＥＢ情報（同ｄａｔａ１）はそのままＰＣへ転送し、後者の先読みＷＥＢ情報（同ｄａｔａ２）の場合は、ＰＣから先読み要求データ（同先読みｇｅｔ２）と同じ要求データが入力されるまで蓄積し、当該要求データが入力されたときに当該先読みＷＥＢ情報（同ｄａｔａ２）をＰＣへ転送する。

本発明の実施例２は、ＵＤＰプロトコルで転送されたパケットの再送処理をＴＣＰプロトコルを用いて行うことを特徴とする。

再送パケットの数が増えるに従って伝送遅延が大きくなる。すなわち、遅延が大きいネットワークでは、再送パケットを待つ時間が大きいため、複数回の再送が生じると伝送遅延が顕著になる。そこで、実施例２では、ＵＤＰプロトコルで転送されたパケットの再送パケットは、ＴＣＰプロトコルを用いて再送する。すなわち、先読み代理サーバは、ＵＤＰコネクション上で生じたパケット欠落に対して、ＴＣＰコネクションを用いて再送処理を行う。ＴＣＰプロトコルを使用するのが再送処理のみであれば、そのトラヒック量が少なく、よって部分的にＴＣＰプロトコルを用いても上述したスロースタートの影響を受けにくい。また、ＵＤＰプロトコル上で新たな再送機能を備える必要がなく、従来のＴＣＰプロトコルの設計を利用できる。

図２は、本発明の先読み代理サーバの実施例２の構成を示す。
図２の先読み代理サーバは、図１の先読み代理サーバの受信信号種別判定・転送処理部１に再送制御部５を接続した構成である。

受信信号種別判定・転送処理部１は、先読みＷＥＢ情報（図５におけるｄａｔａ２）を情報蓄積サーバへ転送する際に、情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間が閾値を超えていればＵＤＰプロトコル、閾値以下であればＴＣＰプロトコルを用いる。ここで、先読みＷＥＢ情報をＵＤＰプロトコルで転送するときに、ＵＤＰパケットにＵＤＰシーケンス番号を付加する。

情報蓄積サーバは、受信したＵＤＰパケットの中で、欠落しているＵＤＰシーケンス番号を抽出して先読み代理サーバへ再送通知を行う再送制御部を備える。このとき、情報蓄積サーバは、ＵＤＰコネクションではなく、ＴＣＰコネクション（ＳＡＣＫオプション）を用いて、再送に必要な欠落しているＵＤＰシーケンス番号を含む再送制御信号を送信する。

先読み代理サーバの受信信号種別判定・転送処理部１は、情報蓄積サーバから再送制御信号を受信すると、転送信号プロトコル判定部２に対して転送信号プロトコルの問い合わせを行わず、再送制御部５へ通知する。再送制御部５は、再送制御信号に含まれる再送に必要な欠落しているＵＤＰシーケンス番号を判別し、当該パケットをＴＣＰプロトコルを用いて再送するように受信信号種別判定・転送処理部１に通知し、受信信号種別判定・転送処理部１が当該パケットをＴＣＰプロトコルを用いて再送する。

実施例２の先読み代理サーバに対応する情報蓄積サーバは、先読み代理サーバの遅延時間測定部３との間で、先読み代理サーバと情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間の測定に用いる機能部が備えられ、さらに情報の再送制御部を備える他は、図７に示す情報蓄積サーバの構成と同様である。

図３は、実施例１および実施例２に対応するＷＥＢ情報転送処理シーケンスの例を示す。
図３において、先読み代理サーバは、情報蓄積サーバへ向けて遅延時間測定パケットを送出し、情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間を測定する。ここでは、伝送遅延時間が閾値以下であることからＴＣＰプロトコルでの転送を選択する。

ＰＣは、要求データ（ｇｅｔ１）をＷＥＢサーバへ向けて送信し、ＷＥＢサーバはそれに対応するＷＥＢ情報（ｄａｔａ１、本例ではＨＴＭＬ信号）を返信する。

先読み代理サーバは、ＷＥＢ情報（ｄａｔａ１）を情報蓄積サーバに転送するとともに、このＷＥＢ情報（ｄａｔａ１）を解析して先読み要求データ（先読みｇｅｔ２，先読みｇｅｔ３）を生成し、まず先読み要求データ（先読みｇｅｔ２）をＷＥＢサーバに送信するとともに、情報蓄積サーバに対して先読み要求データを含む先読み通知を送信する。情報蓄積サーバは、先読み代理サーバから送信された先読み通知を受信し、それに対応する先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ２，ｄａｔａ３）の受信を待つ。

ＷＥＢサーバは、先読み要求データ（先読みｇｅｔ２）に対応する先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ２）をＰＣへ向けて送信する。先読み代理サーバは、当該先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ２）を受信すると、転送信号プロトコル判定部においてすでに選択しているＴＣＰプロトコルを用いて当該先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ２）を情報蓄積サーバへ送信する。情報蓄積サーバは、当該先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ２）を受信すると、それに対応する要求データ（ｇｅｔ２）をＰＣから入力していないので一旦蓄積する。

一方、ＰＣは、ＷＥＢ情報（ｄａｔａ１）を受信し、要求データ（ｇｅｔ２）をＷＥＢサーバへ向けて送信する。情報蓄積サーバは、この要求データ（ｇｅｔ２）を受信すると、先読み通知の先読み要求データ（先読みｇｅｔ２）と照合し、両者の一致により蓄積している先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ２）をＰＣへ送信する。

ここで、先読み代理サーバは、情報蓄積サーバへ向けて遅延時間測定パケットを送出し、情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間を測定する。ここでは、伝送遅延時間が閾値を超えていることからＵＤＰプロトコルでの転送を選択する。

先読み代理サーバは、引き続きＷＥＢ情報（ｄａｔａ１）に含まれる先読み要求データ（先読みｇｅｔ３）をＷＥＢサーバに送信する。ＷＥＢサーバは、先読み要求データ（先読みｇｅｔ３）に対応する先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ３）をＰＣへ向けて送信する。先読み代理サーバは、当該先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ３）を受信すると、転送信号プロトコル判定部においてすでに選択しているＵＤＰプロトコルを用いて当該先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ３）を情報蓄積サーバへ送信する。情報蓄積サーバは、当該先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ３）を受信すると、当該先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ３）を一旦蓄積して再送処理および順序整合処理を行う。

ここで、情報蓄積サーバは、ＵＤＰプロトコルを用いて転送された先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ３）の中の欠落したパケットを検出し、先読み代理サーバへ欠落パケットの再送を要求する。この再送要求を受信した先読み代理サーバは、再送するパケットをＴＣＰプロトコルを用いて情報蓄積サーバへ転送する。情報蓄積サーバは、再送されたパケットを含めて先読み要求データ（先読みｇｅｔ３）に対応する先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ３）の順序整合処理を行う。

一方、ＰＣは、ＷＥＢ情報（ｄａｔａ１）に応じて次の要求データ（ｇｅｔ３）をＷＥＢサーバへ向けて送信する。情報蓄積サーバは、この要求データ（ｇｅｔ３）を受信すると、先読み通知の先読み要求データ（先読みｇｅｔ３）と照合し、両者の一致により蓄積している先読みＷＥＢ情報（ｄａｔａ３）をＰＣへ送信する。

１ 受信信号種別判定・転送処理部
２ 転送信号プロトコル判定部
３ 遅延時間測定部
４ 先読み機能部
５ 再送制御部
１１ ＷＥＢサーバ
１２ インターネット
１３ ＰＣ
１４ ＬＡＮ
１５ 高遅延ネットワークシステム
２０ 先読み代理サーバ
２１ ネットワークインタフェース部
２２ 要求データ受信部
２３ 要求データ比較部
２４ 要求データ蓄積部
２５ 要求データ送出部
２６ ＷＥＢ情報解析部
２７ 先読み要求データ比較部
３０ 情報蓄積サーバ
３１ ネットワークインタフェース部
３２ 要求データ受信部
３３ 要求データ比較部
３４ 要求データ蓄積部
３５ 要求データ送出部
３６ ＷＥＢ情報蓄積部
３７ 先読み要求データ受信部
３８ ＷＥＢ情報送出部

Claims (2)

1. ＷＥＢサーバと先読み代理サーバと情報蓄積サーバとＷＥＢ閲覧装置が複数のネットワークシステムを介して設置され、
   前記ＷＥＢ閲覧装置は、第１の要求データを前記ＷＥＢサーバ宛に送信し、前記ＷＥＢサーバは第１の要求データに対応するＷＥＢ情報を前記ＷＥＢ閲覧装置へ向けて送信し、 前記先読み代理サーバは、前記第１の要求データに対応するＷＥＢ情報を前記情報蓄積サーバへ転送するとともに、当該ＷＥＢ情報に含まれる要求データを抽出して先読み要求データとして前記ＷＥＢサーバへ向けて送信し、さらに当該先読み要求データを前記情報蓄積サーバへ通知し、
   前記ＷＥＢサーバは、前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報を前記先読み代理サーバへ送信し、
   前記先読み代理サーバは、受信した前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報を前記情報蓄積サーバへ送信し、前記情報蓄積サーバにて当該ＷＥＢ情報を蓄積し、
   前記ＷＥＢ閲覧装置は、前記第１の要求データに対応するＷＥＢ情報に含まれる第２の要求データを生成し、当該第２の要求データを前記情報蓄積サーバへ送信し、
   前記情報蓄積サーバは、前記先読み要求データと前記第２の要求データが同一である場合に、蓄積した前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報を前記ＷＥＢ閲覧装置へ送信するＷＥＢ情報取得方法において、
   前記先読み代理サーバは、前記情報蓄積サーバへ向けて定期的にあるいは前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報の受信を転送開始のトリガとして、遅延時間測定パケットを前記情報蓄積サーバへ向けて送出し、当該パケットのラウンドトリップ時間から前記情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間を測定し、
   前記先読み代理サーバは、前記情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間が一定時間以下の場合に、前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＴＣＰプロトコルを用いて前記情報蓄積サーバへ送信し、
   前記先読み代理サーバは、前記情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間が前記一定時間を超える場合に、前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＵＤＰプロトコルを用いて前記情報蓄積サーバへ送信し、
   前記先読み代理サーバは、前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＵＤＰプロトコルを用いて前記情報蓄積サーバへ送信するときに、送信するパケットにシーケンス番号を付加し、
   前記情報蓄積サーバは、受信したパケットに付加されたシーケンス番号から欠落したシーケンス番号を通知する再送要求を前記先読み代理サーバへ送信し、
   前記先読み代理サーバは、前記情報蓄積サーバから再送要求されたシーケンス番号のパケットをＴＣＰプロトコルを用いて再送する
   ことを特徴とするＷＥＢ情報取得方法。
2. ＷＥＢサーバと先読み代理サーバと情報蓄積サーバとＷＥＢ閲覧装置が複数のネットワークシステムを介して設置され、
   前記ＷＥＢ閲覧装置は、第１の要求データを前記ＷＥＢサーバ宛に送信し、前記ＷＥＢサーバは第１の要求データに対応するＷＥＢ情報を前記ＷＥＢ閲覧装置へ向けて送信し、 前記先読み代理サーバは、前記第１の要求データに対応するＷＥＢ情報を前記情報蓄積サーバへ転送するとともに、当該ＷＥＢ情報に含まれる要求データを抽出して先読み要求データとして前記ＷＥＢサーバへ向けて送信し、さらに当該先読み要求データを前記情報蓄積サーバへ通知し、
   前記ＷＥＢサーバは、前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報を前記先読み代理サーバへ送信し、
   前記先読み代理サーバは、受信した前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報を前記情報蓄積サーバへ送信し、前記情報蓄積サーバにて当該ＷＥＢ情報を蓄積し、
   前記ＷＥＢ閲覧装置は、前記第１の要求データに対応するＷＥＢ情報に含まれる第２の要求データを生成し、当該第２の要求データを前記情報蓄積サーバへ送信し、
   前記情報蓄積サーバは、前記先読み要求データと前記第２の要求データが同一である場合に、蓄積した前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報を前記ＷＥＢ閲覧装置へ送信するＷＥＢ情報取得装置の先読み代理サーバにおいて、
   定期的にあるいは前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報の受信を転送開始のトリガとして、遅延時間測定パケットを前記情報蓄積サーバへ向けて送出し、当該パケットのラウンドトリップ時間から前記情報蓄積サーバとの間の伝送遅延時間を測定する測定手段と、
   前記伝送遅延時間が一定時間以下の場合に、前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＴＣＰプロトコルを用いて前記情報蓄積サーバへ送信し、前記伝送遅延時間が前記一定時間を超える場合に、前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＵＤＰプロトコルを用いて前記情報蓄積サーバへ送信する送信手段と
   を備え、
   前記送信手段は、前記先読み要求データに対応するＷＥＢ情報をＵＤＰプロトコルを用いて前記情報蓄積サーバへ送信するときに、送信するパケットにシーケンス番号を付加し、前記情報蓄積サーバが受信したパケットに付加されたシーケンス番号から欠落したシーケンス番号を通知する再送要求を受信し、さらに当該再送要求されたシーケンス番号のパケットをＴＣＰプロトコルを用いて再送する再送制御手段を含む
   ことを特徴とする先読み代理サーバ。

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