JP6623932B2 - 配信スケジュール作成プログラム、配信スケジュール作成方法、および配信スケジュール作成装置 - Google Patents

Description

本発明は、配信スケジュール作成プログラム、配信スケジュール作成方法、および配信スケジュール作成装置に関する。

広域分散環境では、大容量データを複数のノードに配信する場合がある。以下、配信するデータを提供する装置をファイルサーバ（ＦＳ）、データの配信先をエッジサーバ（ＥＳ）と呼ぶこととする。例えば数１０ＧＢまたはそれ以上の大容量データを、複数拠点に設置した数万台のＥＳに配信することがある。

大容量データを複数のＥＳに配信する場合、予め配信スケジューリングが行われる。配信スケジューリングでは、データ利用者から受け付けたすべての配信要求に対するデータ送信が完了するまでの時間（全体送信時間）ができるだけ短くなるように、データ配信の順番が決定される。

データ配信を効率的に実施するため、データを受信したＥＳを配信元としても利用する多段配信が考えられている。多段配信では、１段目の配信として、ＦＳからＥＳにデータが送信される。そして２段目以降では、データを受信したＥＳが配信元となり、同一データを要求する最寄りの他のＥＳに送信する。

データ配信の効率化に関する技術としては、例えばマルチキャスト配信における再送処理の発生頻度を減少させ、配信処理全体の速度を向上させるマルチキャストデータ配信方法がある。また 通信回線を用いて、多数の端末に大量データを配布する場合に、短時間に全端末に配布を完了し得るデータ配布装置も考えられている。

特開２０００−２８６８４５号公報 特開２０００−２２６８６号公報

多段配信を行う場合、配信が完了するまでの時間は配信元と配信先との間の通信経路の通信速度（帯域）に影響される。最も短時間での配信を完了させることができる配信スケジュールの探索では、配信元と配信先とのすべての組み合わせについて、配信順のすべてのパターンについて全体配信時間を計算することとなる。このような計算は組み合わせ最適化問題に該当し、サーバ数が多い大規模ネットワークにおいては組み合わせ爆発が生じ、実用的な時間内に計算するのが困難となる。

１つの側面では、本件は、効率的なデータ配信を行うことができる配信スケジュールの作成時間を短縮することを目的とする。

１つの案では、コンピュータに、以下の処理を実行させる配信スケジュール作成プログラムが提供される。
コンピュータは、配信対象のデータを保持するデータ提供装置、データの配信先となる複数の配信先装置、およびデータ提供装置と複数の配信先装置との間の通信を中継する複数の中継装置の接続関係と、データ提供装置、複数の配信先装置、および複数の中継装置のうちの２つの装置間を通信接続する複数のリンクそれぞれの通信速度とを示すトポロジ情報に基づいて、複数の配信先装置のうち、データ提供装置との間の通信経路上の通信速度が最低のリンクが共通の配信先装置同士を、同じグループに分類する。次にコンピュータは、グループに属する配信先装置のうち、直結しているリンクの通信速度が最も高い第１配信先装置を特定する。そしてコンピュータは、データ提供装置からグループ内の第１配信先装置にデータを送信し、次に、第１配信先装置からグループ内の第１配信先装置以外の第２配信先装置にデータを送信するように、データの配信スケジュールを作成する。

１態様によれば、効率的なデータ配信を行うことができる配信スケジュールの作成時間を短縮することができる。

第１の実施の形態に係る配信スケジュール作成装置の構成例を示す図である。 第２の実施の形態のシステム構成例を示す図である。 第２の実施の形態に用いる配信管理システムのハードウェアの構成例を示す図である。 多段配信の１段目のデータ転送の例を示す図である。 多段配信の２段目以降のデータ転送の例を示す図である。 ＢＬ法によるデータ配信スケジューリングの例を示す図である。 配信スケジュール効率化のための着目点を説明する図である。 ＥＳ間配信範囲の決定例を示す図である。 代表ＥＳの決定例を示す図である。 配信管理システムの機能を示すブロック図である。 配信要求情報の一例を示す図である。 配信データ情報の一例を示す図である。 ＮＷトポロジ情報の一例を示す図である。 ＮＷリンク情報の一例を示す図である。 中継ノード情報の一例を示す図である。 ＥＳ情報の一例を示す図である。 ＦＳ情報の一例を示す図である。 範囲情報の一例を示す図である。 ＮＷリンク使用情報の一例を示す図である。 配信スケジュール情報の一例を示す図である。 データ配信管理手順の一例を示すフローチャートである。 範囲情報生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 ＥＳ間配信範囲作成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 配信スケジュール生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 範囲内配信スケジュール作成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 ＮＷ全体を対象としたサブ範囲の作成例を示す図である。 範囲情報の生成例を示す第１の図である。 範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」を対象としたサブ範囲の作成例を示す図である。 範囲情報の生成例を示す第２の図である。 範囲「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」を対象としたサブ範囲の作成例を示す図である。 範囲情報の生成例を示す第３の図である。 範囲「Ｇｒｐ２」向けの配信スケジュール決定例を示す図である。 ＮＷ全体の範囲を対象とした配信スケジュール作成後の配信スケジュール情報の例を示す図である。 ＮＷ全体の範囲を対象とした配信スケジュールに応じたデータ配信状況を示す図である。 ＮＷ全体の範囲を対象とした配信スケジュール作成後のＮＷリンク使用情報の例を示す図である。 範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」を対象とした配信スケジュール作成後の配信スケジュール情報の例を示す図である。 範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」を対象とした配信スケジュールに応じたデータ配信状況を示す図である。 ＮＷリンク「Ｌ４」のＮＷリンク使用情報の例を示す図である。 範囲「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」を対象とした配信スケジュール作成後の配信スケジュール情報の例を示す図である。 範囲「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」を対象とした配信スケジュールに応じたデータ配信状況を示す図である。 配信スケジュールの通知例を示す図である。 第３の実施の形態を適用するＮＷリポジトリの例を示す図である。 複数のデータを配信する場合のデータ配信管理手順の一例を示すフローチャートである。 データ「ｄａｔａＢ」の範囲「Ｇｒｐ２」向けの配信スケジュール決定例を示す図である。 データ「ｄａｔａＢ」の範囲「Ｇｒｐ２」向けの配信スケジュールに応じたデータ配信状況を示す図である。 範囲「Ｇｒｐ２１」向けの配信スケジュール作成後の配信スケジュール情報の例を示す図である。 データ「ｄａｔａＢ」の範囲「Ｇｒｐ２１」向けの配信スケジュールに応じたデータ配信状況を示す図である。 データ配信情報「ｄ０５」の配信スケジュール決定前の配信スケジュール情報の例を示す図である。 データ配信情報「ｄ０５」の配信スケジュール決定前のＮＷリンク「Ｌ４」のＮＷリンク使用情報の例を示す図である。 データ配信情報「ｄ０５」の配信スケジュール決定後の配信スケジュール情報の例を示す図である。 データ配信情報「ｄ０５」の配信スケジュール決定後のＮＷリンク「Ｌ４」のＮＷリンク使用情報の例を示す図である。

以下、本実施の形態について図面を参照して説明する。なお各実施の形態は、矛盾のない範囲で複数の実施の形態を組み合わせて実施することができる。
〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係る配信スケジュール作成装置の構成例を示す図である。配信スケジュール作成装置１０は、記憶部１１と演算部１２とを有する。

記憶部１１は、データ１ａの配信を行うネットワークのトポロジ情報１１ａを記憶する。ネットワークには、データ提供装置１、配信先装置２ａ〜２ｇ、および中継装置３ａ〜３ｇが含まれる。データ提供装置１は、配信対象のデータ１ａを保持するコンピュータである。配信先装置２ａ〜２ｇは、データの配信先となるコンピュータなどの機器である。中継装置３ａは、データ提供装置１と複数の配信先装置２ａ〜２ｇとの間の通信を中継するネットワーク機器である。また、ネットワークには、データ提供装置１、複数の配信先装置２ａ〜２ｇ、複数の中継装置３ａ〜３ｇのうちの２つの装置間を通信接続する複数のリンク（識別子「Ｌ１」〜「Ｌ１３」）が含まれる。トポロジ情報１１ａには、データ提供装置１、配信先装置２ａ〜２ｇ、および中継装置３ａ〜３ｇのリンクによる接続関係と、複数のリンク（識別子「Ｌ１」〜「Ｌ１３」）それぞれの通信速度とが含まれる。

演算部１２は、トポロジ情報１１ａに基づいて、データ１ａの配信スケジュール１３を作成する。例えば演算部１２は、複数の配信先装置２ａ〜２ｇのうち、データ提供装置１との間の通信経路上の通信速度が最低のリンク（ボトルネックリンク）が共通の配信先装置同士を、同じグループ４ａ〜４ｃに分類する。図１の例では、配信先装置２ａ〜２ｃは、いずれも、データ提供装置１との間の通信におけるボトルネックリンクが、識別子「Ｌ１」のリンクである。従って、配信先装置２ａ〜２ｃが同じグループ４ａにグルーピングされる。配信先装置２ｄ，２ｅは、いずれも、データ提供装置１との間の通信におけるボトルネックリンクが、識別子「Ｌ８」のリンクである。従って、配信先装置２ｄ，２ｅが同じグループ４ｂにグルーピングされる。配信先装置２ｆ，２ｇは、いずれも、データ提供装置１との間の通信におけるボトルネックリンクが、識別子「Ｌ９」のリンクである。従って、配信先装置２ｆ，２ｇが同じグループ４ｃにグルーピングされる。

次に演算部１２は、同じグループ４ａ〜４ｃに属する配信先装置のうち、直結しているリンクの通信速度が最も高い第１配信先装置２ａ，２ｅ，２ｇを特定する。そして演算部１２は、各グループ４ａ〜４ｃに属する配信先装置の情報と、特定された第１配信先装置の情報とに基づいて、配信スケジュール１３を作成する。

作成される配信スケジュール１３には、まず、データ提供装置１からグループ内の第１配信先装置２ａ，２ｅ，２ｇにデータ１ａを送信することが示される。また配信スケジュール１３では、データを取得した第１配信先装置２ａ，２ｅ，２ｇからグループ内の第１配信先装置２ａ，２ｅ，２ｇ以外の第２配信先装置２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｆに、データ１ａを送信することが示される。

このようにデータ１ａの配信スケジュール１３を作成することで、効率的なデータ配信が可能な配信スケジュール１３を、短時間で作成することができる。
すなわち配信スケジュール１３では、データ提供装置１から各グループ４ａ〜４ｃ内の配信先装置へのデータ送信は、１回しか行われない。そうすると、ボトルネックとなるような、通信速度の遅いリンクを経由したデータ配信は１回だけですみ、データ配信の効率が良くなる。また、グループ内の配信先装置のうち、直結されたリンクの通信速度が最も高い配信先装置が、第１配信先装置に決定される。これにより、グループ内でデータの配信を行う際に、配信元となる第１配信先装置から高速にデータを送出することが可能となり、配信先が複数ある場合でも、短時間でデータ送信を行うことができる。その結果、すべての配信先装置にデータ配信を完了するまでの全体配信時間が短くなる。

しかも配信元と配信先とのすべての組み合わせについて、配信順のすべてのパターンを生成して、全体配信時間を比較する場合に比べ、配信スケジュール１３の作成に要する計算量は少なくて済む。そのため、配信スケジュールの作成を短時間で行うことができる。

なお、各グループ４ａ〜４ｃ内でデータを配信する際にも、データの配信元である第１配信先装置以外をサブグループに分類することで、効率的な配信スケジュールを作成できる。その場合、演算部１２は、グループ４ａ〜４ｃに属する第２配信先装置が複数ある場合、第２配信先装置のうち、第１配信先装置との間の通信経路上の通信速度が最低のボトルネックリンクが共通の第２配信先装置同士を同じサブグループに分類する。次に、演算部１２は、サブグループに属する第２配信先装置のうち、直結しているリンクの通信速度が最も高い第２配信先装置を、第３配信先装置として特定する。そして演算部１２は、サブグループを考慮した配信スケジュール１３を作成する。

例えば作成される配信スケジュールには、まず、データ提供装置１からグループ４ａ〜４ｃ内の第１配信先装置にデータ１ａを送信することが示される。また配信スケジュール１３には、データ１ａを受信した第１配信先装置から、サブグループ内の第３配信先装置にデータ１ａを送信することが示される。また配信スケジュール１３には、第３配信先装置から、サブグループ内の第３配信先装置以外の第４配信先装置に、データ１ａを送信することが示される。

このように、グループ４ａ〜４ｃ内にサブグループを設け、グループ内でのデータ転送も効率的に行わせることで、すべての配信先装置２ａ〜２ｇへのデータ配信に要する時間である全体送信時間がさらに短縮できる。なお、サブグループ内にさらにサブグループを作成していくことで、大規模なネットワークにおいても、非常に効率的に配信スケジュールを作成できる。

またグループ４ａ〜４ｃが複数ある場合、全体送信時間が短くなるように、各グループ内の第１配信先装置へのデータの送信順を決定することができる。例えば演算部１２は、グループそれぞれに属する第１配信先装置に共通するボトルネックリンクの通信速度が低いグループほど、そのグループ内の第１配信先装置へのデータ１ａの送信を優先して行うように、配信スケジュール１３を作成する。すなわち演算部１２は、ボトルネックリンクの通信速度が低いグループから順にグループを選択し、できるだけ早くデータ送信が開始できるように、各リンクの未使用の通信資源を、選択したグループの第１配信先装置宛てのデータ送信処理に割り当てる。これにより、通信速度が遅く、データ送信に時間がかかる第１配信先装置へのデータ送信を早期に開始することができ、全体送信時間の長期化が抑止される。

さらに、配信対象のデータが複数ある場合、全体送信時間が短くなるように、送信するデータの順番を決定することができる。例えば演算部１２は、複数のデータそれぞれについて、データのサイズとそのデータの配信を要求している配信先装置の数とに基づいて、総通信量を計算する。総通信量は、データの配信を要求している全配信先装置にデータが配信されるまでに送信されるデータ量の累計を示す値である。例えば、データの配信を要求している配信先装置の数にデータのサイズを乗算した値が、総通信量となる。そして演算部１２は、総通信量が多いデータほど、そのデータの送信を優先して行うように、配信スケジュール１３を作成する。すなわち演算部１２は、総通信量が多い順にデータを選択し、できるだけ早くデータ送信が開始できるように、各リンクの未使用の通信資源を、選択したデータの、そのデータを要求している配信先装置への送信処理に割り当てる。これにより、総通信量が多く、データを要求する配信先装置のすべてにデータを配信するのに時間がかかるデータほど、先に送信され、全体送信時間の長期化を抑止することができる。

データ提供装置１や配信先装置２ａ〜２ｇの制御により、データの通信速度を動的に変更できる場合もある。このような場合、リンクにわずかな帯域でも余っていれば、その帯域を有効に利用して、データ配信を効率的に行うことができる。例えば、演算部１２は、配信先装置ごとに、データの配信元となるデータ提供装置１または他の配信先装置、配信先装置がデータの配信を受ける期間、および配信の通信速度を決定する。通信速度の決定では、演算部１２は、データの配信元の装置との間の通信経路上のリンクそれぞれについて、リンクの通信速度から、そのリンクを使用するデータ配信の通信速度を減算した残帯域を算出する。そして演算部１２は、複数の時間帯ごとに、その時間帯で最も残帯域の少ないリンクの残帯域に合わせた通信速度に決定する。このように、少ない残帯域を有効に利用することで、全体送信時間を短縮することができる。

なお、演算部１２は、例えば配信スケジュール作成装置１０が有するプロセッサにより実現することができる。また、記憶部１１は、例えば配信スケジュール作成装置１０が有するメモリまたはストレージ装置により実現することができる。

〔第２の実施の形態〕
次に第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態の処理をより具体的にしたものである。

図２は、第２の実施の形態のシステム構成例を示す図である。データ提供者が使用する、端末装置３１は、配信管理システム１００に接続されている。配信管理システム１００は、データ配信を管理するコンピュータである。配信管理システム１００はＦＳ３２に接続されている。ＦＳ３２は、複数の中継ノード４１，４２，４３，・・・を介して、複数のＥＳ５０〜５９に接続されている。各ＥＳ５０〜５９には、データ利用者が使用する端末装置６０〜６９が接続されている。なお図２の例では、１台のＥＳに１台の端末装置しか接続されていないが、１台のＥＳに複数の端末装置を接続することもできる。

データ提供者は、端末装置３１を用いて配信管理システム１００経由で、配信するデータをＦＳ３２に格納する。データ利用者は端末装置６０〜６９を用いて、利用するデータを指定する。利用するデータが指定されると、例えばＥＳ５０〜５９から配信管理システム１００に、データの配信要求が送信される。配信管理システム１００は、データの配信要求に基づいて、ＦＳ３２に格納されたデータの配信スケジュールを作成する。配信管理システム１００は、配信スケジュールを作成すると、その配信スケジュールに従ってデータを転送するように、ＦＳ３２または各ＥＳ５０〜５９に指示する。

図３は、第２の実施の形態に用いる配信管理システムのハードウェアの構成例を示す図である。配信管理システム１００は、プロセッサ１０１によって装置全体が制御されている。プロセッサ１０１には、バス１０９を介してメモリ１０２と複数の周辺機器が接続されている。プロセッサ１０１は、マルチプロセッサであってもよい。プロセッサ１０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）である。プロセッサ１０１がプログラムを実行することで実現する機能の少なくとも一部を、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）などの電子回路で実現してもよい。

メモリ１０２は、配信管理システム１００の主記憶装置として使用される。メモリ１０２には、プロセッサ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、メモリ１０２には、プロセッサ１０１による処理に必要な各種データが格納される。メモリ１０２としては、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性の半導体記憶装置が使用される。

バス１０９に接続されている周辺機器としては、ストレージ装置１０３、グラフィック処理装置１０４、入力インタフェース１０５、光学ドライブ装置１０６、機器接続インタフェース１０７およびネットワークインタフェース１０８がある。

ストレージ装置１０３は、内蔵した記憶媒体に対して、電気的または磁気的にデータの書き込みおよび読み出しを行う。ストレージ装置１０３は、コンピュータの補助記憶装置として使用される。ストレージ装置１０３には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、ストレージ装置１０３としては、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）を使用することができる。

グラフィック処理装置１０４には、モニタ２１が接続されている。グラフィック処理装置１０４は、プロセッサ１０１からの命令に従って、画像をモニタ２１の画面に表示させる。モニタ２１としては、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）を用いた表示装置や液晶表示装置などがある。

入力インタフェース１０５には、キーボード２２とマウス２３とが接続されている。入力インタフェース１０５は、キーボード２２やマウス２３から送られてくる信号をプロセッサ１０１に送信する。なお、マウス２３は、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボールなどがある。

光学ドライブ装置１０６は、レーザ光などを利用して、光ディスク２４に記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク２４は、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された可搬型の記録媒体である。光ディスク２４には、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。

機器接続インタフェース１０７は、配信管理システム１００に周辺機器を接続するための通信インタフェースである。例えば機器接続インタフェース１０７には、メモリ装置２５やメモリリーダライタ２６を接続することができる。メモリ装置２５は、機器接続インタフェース１０７との通信機能を搭載した記録媒体である。メモリリーダライタ２６は、メモリカード２７へのデータの書き込み、またはメモリカード２７からのデータの読み出しを行う装置である。メモリカード２７は、カード型の記録媒体である。

ネットワークインタフェース１０８は、ネットワーク２０に接続されている。ネットワークインタフェース１０８は、ネットワーク２０を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。

以上のようなハードウェア構成によって、第２の実施の形態の処理機能を実現することができる。なお端末装置３１，６０〜６９、ＦＳ３２、中継ノード４１，４２，４３，・・・、およびＥＳ５０〜５９も、配信管理システム１００と同様のハードウェアで実現できる。また、第１の実施の形態に示した配信スケジュール作成装置１０も、図３に示した配信管理システム１００と同様のハードウェアで実現できる。

配信管理システム１００は、例えばコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムを実行することにより、第２の実施の形態の処理機能を実現する。配信管理システム１００に実行させる処理内容を記述したプログラムは、様々な記録媒体に記録しておくことができる。例えば、配信管理システム１００に実行させるプログラムをストレージ装置１０３に格納しておくことができる。プロセッサ１０１は、ストレージ装置１０３内のプログラムの少なくとも一部をメモリ１０２にロードし、プログラムを実行する。また配信管理システム１００に実行させるプログラムを、光ディスク２４、メモリ装置２５、メモリカード２７などの可搬型記録媒体に記録しておくこともできる。可搬型記録媒体に格納されたプログラムは、例えばプロセッサ１０１からの制御により、ストレージ装置１０３にインストールされた後、実行可能となる。またプロセッサ１０１が、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み出して実行することもできる。

次に、図４と図５を参照して、多段配信について説明する。
図４は、多段配信の１段目のデータ転送の例を示す図である。図４の例では、「ｄａｔａＡ」をＥＳ５０〜５５に配信し、「ｄａｔａＢ」をＥＳ５６〜５８に配信する場合を想定している。１段目のデータ転送では、各データがＦＳ３２からいずれかのＥＳに対して送信される。図４の例では、「ｄａｔａＡ」はＥＳ５０に送信され、「ｄａｔａＢ」はＥＳ５６に送信されている。

図５は、多段配信の２段目以降のデータ転送の例を示す図である。２段目以降のデータ送信では、ＥＳ間でデータ転送が行われる。すなわち、２段目以降では、データを受信したＥＳが送信元となり、同一データを要求する他のＥＳにデータが送信される。図５の例では、「ｄａｔａＡ」はＥＳ５０からＥＳ５１，５２，５４に送信され、その後、ＥＳ５１からＥＳ５３に送信されると共に、ＥＳ５２からＥＳ５５に送信されている。また「ｄａｔａＢ」は、ＥＳ５６からＥＳ５７〜５８に送信されている。

このような多段配信を効率的に行う配信スケジュールの作成は、配信元と配信先のペアリングと各ペアの配信順序を決定する組み合わせ最適化問題である。このとき、全パターンを算出すると組み合わせ爆発となり、実用的な時間内に計算を完了することができない。

全パターン算出の場合の計算量は、オーダ表記でＯ（Ｎ⁵）となる。詳細には、以下の通りである。
［ステップＡ］配信経路の算出：ＦＳと全ＥＳを始点（配信元）とした、全ＥＳへの配信経路の算出。
［ステップＢ］配信スケジュールの決定：算出した経路を利用して、配信元、配信先、配信順序の各組み合わせパターンにおける配信時間の算出、および全体配信時間が最小となる組み合わせの選択。

ＥＳ数がＮ台（Ｎは１以上の整数）の場合、各処理の計算量は、以下のように見積もることができる。
・ステップＡの計算量：Ｏ（Ｎ²ｌｏｇＮ）
１つの始点から全ＥＳへの経路算出の計算量はダイクストラ法を用いるとＯ（ＮｌｏｇＮ）となる。ＦＳと全ＥＳを始点とした経路を算出するには、計算量はＯ（Ｎ²ｌｏｇＮ）となる。

・ステップＢの計算量：Ｏ（Ｎ⁵）
配信元、配信先のペアの組み合わせ数がＮ²である。各ペアを配信する配信順序は、１ペアずつ配信する場合最大でＮ²ステップである。各ペアを配信するタイミングはＮ²ステップのうちのどこかのタイミングとなるため、全体の組み合わせ数は（Ｎ²）²＝Ｎ⁴となる。各組み合わせにおいて、Ｎ個のデータ配信について、配信経路上のネットワーク（ＮＷ）リンクの帯域を超えてデータ送信を行っていないかの確認を行うので、計算量はＯ（Ｎ⁵）となる。

このようにすべての組み合わせにおける配信時間を計算すると、ＥＳ数（Ｎ）が増えるのに伴い、計算量が急激に増加する。そこで、近似的な計算を行い、効率的にデータ配信が可能な配信スケジュールを作成することが考えられる。例えば、データ配信スケジューリングは、二次元パッキング問題の一種と考えることができる。

二次元パッキング問題は、与えられた矩形を与えられた平面に配置する際に、各矩形を平面にどう詰め込むか（矩形の配置の組み合わせ）を算出する組み合わせ最適化問題である。二次元パッキング問題にはbottom-left法（ＢＬ法）などの解法（近似解法）が考案されている。ＢＬ法は、矩形を出来る限り下かつ左に詰め込むことを繰り返す手法である。

ＢＬ法をデータ配信スケジューリング問題に適用すると、ＮＷリンクの帯域（資源）に対応する空間に、データ配信量を表す矩形をどう詰め込むかを算出する問題となる。
図６は、ＢＬ法によるデータ配信スケジューリングの例を示す図である。ＢＬ法では、各ＥＳ５０〜５３へのデータ送信に要する帯域と時間とが、矩形で表される。例えば矩形の縦方向の長さが使用帯域を示し、横方向の長さが配信時間を示す。この場合、横軸に時刻、縦軸に帯域を採った空間に、各矩形が、矩形を出来る限り下かつ左に詰め込むように配置される。このようにして、効率的な配信スケジュールが作成できる。

ただし、図６に示したＢＬ法は、送信元がＦＳ３２のみの場合しか想定していない。多段配信を行うと、送信元が複数となり、単純にＢＬ法だけで効率的な配信スケジュールを作成するのは困難である。さらに、二次元パッキング問題は、１つのＮＷリンクが対象であり、複数のＮＷリンクにはそのままは適用することはできない。

そこで第２の実施の形態では、以下の２つの点に着目して、配信スケジュールの効率化を図る。
特性Ａ）帯域の小さいＮＷリンクを経由するデータ送信は送信時間が長くなる。
特性Ｂ）早くデータを受信したＥＳほど、多くのＥＳへデータを送信する。

図７は、配信スケジュール効率化のための着目点を説明する図である。図７の例では、中継ノード４１と中継ノード４２との間のＮＷリンクの帯域が４０Ｍｂｐｓであり、他のＮＷリンクの帯域に比べて狭い（通信速度が遅い）。そのため中継ノード４１と中継ノード４２との間のＮＷリンクを通るデータ送信は時間がかかる（特性Ａ）。また、ＦＳ３２から最初にデータを受信したＥＳ５０は、他の３台のＥＳ５１，５２，５４へデータを送信している。それに対して、ＥＳ５６は他の２台にデータを送信し、ＥＳ５１，５２はそれぞれ他の１台にデータを送信している。このように、早くデータを受信したＥＳほど、他のＥＳよりもデータ送信回数が多い（特性Ｂ）。このように多段配信における段数が後になるほど、データを受信済みのＥＳが増え、データ未受信のＥＳは減る。その結果、データの受信時期が遅いＥＳ程、その後のデータ配信対象となるＥＳは少なくて済み、データ送信回数が少なくなる。

第２の実施の形態に係る配信管理システム１００は、上記２つの着目点を考慮に入れて、ＥＳ間配信を行うＥＳ群のグルーピングを適切に実施することで、データ転送の効率化を図る。以下、グルーピングされたＥＳ群を、ＥＳ間配信範囲（または単に「範囲」）と呼ぶ。ＥＳ間配信は、ＥＳ間配信範囲内のみで実施される。ＥＳ間配信範囲は、第１の実施の形態に示すグループまたはサブグループの一例である。なお、第２の実施の形態では、ネットワーク全体を１つの範囲（大きなグループ）として捉え、１つの範囲内に生成された別の範囲を、生成元の範囲に対するサブ範囲と呼ぶこととする。

図８は、ＥＳ間配信範囲の決定例を示す図である。図８に示すＮＷトポロジは、１台のＦＳ、８台の中継ノード、および１０台のＥＳを含んでいる。ＦＳには、識別子「ＦＳ０１」が付与されている。このＦＳを、以下、ＦＳ「ＦＳ０１」と呼ぶ。８台の中継ノードには、それぞれ「Ａ」〜「Ｈ」の識別子が付与されている。これらの中継ノードを、以下、中継ノード「Ａ」〜「Ｈ」と呼ぶ。１０台のＥＳには、それぞれ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ１０」の識別子が付与されている。以下、これらのＥＳを、ＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ１０」と呼ぶ。

配信管理システム１００は、計算時間を短くするために、ＥＳ間でデータ送信を行う範囲を絞り込む。そして、配信管理システム１００は、絞り込んだ範囲内に分解して配信スケジュールの作成処理を行うことで、各範囲での配信先候補の数を削減する。

絞り込みの際、配信管理システム１００は、全体送信時間も短くするために、送信元から各宛先への配信経路に着目し、ボトルネックリンク（ＢＬ：配信経路の中で帯域最小のＮＷリンク）が同じＥＳを、ＥＳ間配信の範囲として絞り込む。すなわち、上記特性Ａに着目し、配信管理システム１００は、帯域の細いＮＷリンクを経由するデータ送信を極力避けることで、個々のデータ送信時間を短縮する。

図８の例では、ＦＳ「ＦＳ０１」〜各ＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ１０」にデータを配信する場合のＢＬに基づいて、範囲を決定した例である。図８では、ＦＳ「ＦＳ０１」とＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ１０」とが、中継ノード「Ａ」〜「Ｈ」を介して接続されている。各装置間は、識別子「Ｌ０」〜「Ｌ１７」のＮＷリンク（以下、ＮＷリンク「Ｌ０」〜「Ｌ１７」と呼ぶ）で接続されている。図８において、各ＮＷリンクを示す線分に沿って、そのＮＷリンクの帯域（ｂｐｓ）が示されている。

ここで、ＦＳ「ＦＳ０１」とＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ１０」それぞれとの間のＢＬを検討する。ＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ５」は、いずれも、ＮＷリンク「Ｌ１」がＢＬとなる。そこでＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ５」が、１つの範囲にグルーピングされる。ＥＳ「ＥＳ０６」〜「ＥＳ０８」は、いずれも、ＮＷリンク「Ｌ１０」がＢＬとなる。そこでＥＳ「ＥＳ０６」〜「ＥＳ０８」が、１つの範囲にグルーピングされる。ＥＳ「ＥＳ０９」〜「ＥＳ１０」は、いずれも、ＮＷリンク「Ｌ１５」がＢＬとなる。そこでＥＳ「ＥＳ０９」〜「ＥＳ１０」が、１つの範囲にグルーピングされる。

範囲を決定後、配信管理システム１００は、ＥＳ間配信の各範囲でのデータ送信時間を短縮するため、各範囲内で最初にデータを受信するＥＳ（代表ＥＳ）を決定する。
図９は、代表ＥＳの決定例を示す図である。配信管理システム１００は、各ＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ１０」に直結しているＮＷリンクに着目し、直結するＮＷリンクの帯域が最大となるＥＳを代表ＥＳとして選択する。すなわち特性Ｂに着目し、配信管理システム１００は、送信時のスループットが大きくなる代表ＥＳに対して優先的にデータを送り、ＥＳ間配信の効率化を図る。図９の例では、ＥＳ「ＥＳ０１」、「ＥＳ０８」、「ＥＳ１０」が、それぞれが属する範囲の代表ＥＳとなる。

配信管理システム１００は、各範囲内でも、代表ＥＳから、同じ範囲内の他のＥＳへの配信経路のボトルネックリンクを用いてサブ範囲を生成し、サブ範囲内での代表ＥＳを選択する。これにより、多段配信の２段目以降の配信についても、効率的に行うことができる。

例えば範囲「１」内では、ＦＳ「ＦＳ０１」からデータを受信したＥＳ「ＥＳ０１」が、ＥＳ「ＥＳ０２」〜「ＥＳ０４」にデータを送信する。次にＥＳ「ＥＳ０４」がＥＳ「ＥＳ０５」にデータを送信する。範囲「２」内では、ＦＳ「ＦＳ０１」からデータを受信したＥＳ「ＥＳ０８」が、ＥＳ「ＥＳ０６」にデータを送信する。次にＥＳ「ＥＳ０６」がＥＳ「ＥＳ０７」にデータを送信する。範囲「３」内では、ＦＳ「ＦＳ０１」からデータを受信したＥＳ「ＥＳ１０」が、ＥＳ「ＥＳ０９」にデータを送信する。

このような順番でデータ送信が行われるように配信管理システム１００が配信スケジュールを作成することで、効率的なデータ配信が行われる。
図１０は、配信管理システムの機能を示すブロック図である。配信管理システム１００は、配信要求情報記憶部１１１、配信データ情報記憶部１１２、ＮＷトポロジ情報記憶部１１３、ＮＷリンク情報記憶部１１４、中継ノード情報記憶部１１５、ＥＳ情報記憶部１１６、ＦＳ情報記憶部１１７、ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１、ＥＳ間配信範囲作成部１２２、範囲情報記憶部１２３、配信スケジュール作成管理部１３１、配信スケジュール作成部１３２、ＮＷリンク使用情報記憶部１３３、配信スケジュール情報記憶部１３４、および配信スケジュール通知部１４１を有する。

配信要求情報記憶部１１１は、ＥＳへの配信を指示する配信要求に関する情報（配信要求情報）を記憶する。配信データ情報記憶部１１２は、配信するデータに関する情報（配信データ情報）を記憶する。ＮＷトポロジ情報記憶部１１３は、ネットワークの構成を示す情報（ＮＷトポロジ情報）を記憶する。ＮＷリンク情報記憶部１１４は、各ＮＷリンクの帯域を示す情報（ＮＷリンク情報）を記憶する。中継ノード情報記憶部１１５は、中継ノードに接続されているＮＷリンクを示す情報（中継ノード情報）を記憶する。ＥＳ情報記憶部１１６は、ＥＳに接続されているＮＷリンクを示す情報（ＥＳ情報）を記憶する。ＦＳ情報記憶部１１７、ＦＳに接続されているＮＷリンクを示す情報（ＦＳ情報）を記憶する。

ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、ＥＳ間配信範囲の作成に用いる情報の収集、およびＥＳ間配信範囲作成部１２２への収集した情報によるＥＳ間配信範囲作成指示を行う。
ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１からの指示に従って、ＥＳ間配信範囲を作成する。ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、作成したＥＳ間配信範囲を、範囲情報記憶部１２３に格納する。

範囲情報記憶部１２３は、各ＥＳ間配信範囲に属するＥＳや代表ＥＳなどを示す情報（範囲情報）を記憶する。
配信スケジュール作成管理部１３１は、範囲情報を取得し、範囲ごとに、配信スケジュール作成部１３２に配信スケジュールの作成を指示する。配信スケジュール作成管理部１３１は、範囲ごとの配信スケジュールを統合し、配信スケジュール情報記憶部１３４に格納する。

配信スケジュール作成部１３２は、範囲ごとの配信スケジュールを作成する。例えば配信スケジュール作成部１３２は、ＮＷリンク使用情報記憶部１３３を用いて、作成した配信スケジュールに基づくＮＷリンクの使用予定を、ＮＷリンク使用情報として管理する。そして配信スケジュール作成部１３２は、ＮＷリンク使用情報を参照しながら、ＮＷリンクの空き帯域でデータ配信ができるかどうかを判断し、できるだけ効率的な配信スケジュールを作成する。

ＮＷリンク使用情報記憶部１３３は、ＮＷリンクの使用予定を示す情報（ＮＷリンク使用情報）を記憶する。配信スケジュール情報記憶部１３４は、作成された配信スケジュールを示す情報（配信スケジュール情報）を記憶する。

なお、図１０に示した各要素間を接続する線は通信経路の一部を示すものであり、図示した通信経路以外の通信経路も設定可能である。また、図１０に示した各要素の機能は、例えば、その要素に対応するプログラムモジュールをコンピュータに実行させることで実現することができる。

以下図１１〜図２０を参照し、各記憶部に記憶される情報について、詳細に説明する。
図１１は、配信要求情報の一例を示す図である。配信要求情報１１１ａには、例えばｉｄ、配信先、および要求データの欄が設けられている。ｉｄの欄には、配信要求の識別子が設定される。配信先の欄には、配信要求によって指定されたデータの配信先となるＥＳの識別子が設定される。要求データの欄には、配信対象のデータの識別子が設定される。このような配信要求情報１１１ａに基づいて、どのデータをどのＥＳに配信するのかが判断できる。

図１２は、配信データ情報の一例を示す図である。配信データ情報１１２ａには、例えばｉｄ、サイズ、および所有ノードの欄が設けられている。ｉｄの欄には、配信対象のデータの識別子が設定される。サイズの欄には、データのサイズが例えばＧＢ単位で設定される。所有ノードの欄には、データを保持しているＦＳの識別子が設定される。このような配信データ情報１１２ａに基づいて、データの最初の配信元と、送信するデータ量が判断できる。

図１３は、ＮＷトポロジ情報の一例を示す図である。ＮＷトポロジ情報１１３ａには、例えばｉｄ、ＮＷリンク、中継ノード、ＥＳ、およびＦＳの欄が設けられている。ｉｄの欄には、管理対象のネットワークの識別子が設定される。ＮＷリンクの欄には、ネットワーク内の装置間を接続する全ＮＷリンクの識別子が設定される。中継ノードの欄には、ネットワーク内の全中継ノードの識別子が設定される。ＥＳの欄には、ネットワーク内の全ＥＳの識別子が設定される。ＦＳの欄には、ネットワーク内の全ＦＳの識別子が設定される。このようなＮＷトポロジ情報１１３ａに基づいて、ネットワークの構成要素を認識できる。

図１４は、ＮＷリンク情報の一例を示す図である。ＮＷリンク情報１１４ａには、例えばｉｄと帯域との欄が設けられている。ｉｄの欄には、ＮＷリンクの識別子が設定される。帯域の欄には、ＮＷリンクの通信速度（帯域）が、例えばＭｂｐｓ単位で設定される。このようなＮＷリンク情報に基づいて、各ＮＷリンクの帯域が分かる。

図１５は、中継ノード情報の一例を示す図である。中継ノード情報１１５ａには、例えばｉｄと接続リンクとの欄が設けられている。ｉｄの欄には、中継ノードの識別子が設定される。接続リンクの欄には、中継ノードに直接接続されているＮＷリンクの識別子が設定される。このような中継ノード情報１１５ａに基づいて、各中継ノードがどのＮＷリンクを介してデータを中継するのかが判断できる。

図１６は、ＥＳ情報の一例を示す図である。ＥＳ情報１１６ａには、例えばｉｄと接続リンクとの欄が設けられている。ｉｄの欄には、ＥＳの識別子が設定される。接続リンクの欄には、ＥＳに直接接続されているＮＷリンクの識別子が設定される。このようなＥＳ情報１１６ａに基づいて、各ＥＳがどのＮＷリンクを介してデータを送受信するのかが判断できる。ＥＳ情報１１６ａとＮＷリンク情報１１４ａとを組み合わせれば、ＥＳに直結するＮＷリンクの帯域が判断できる。

図１７は、ＦＳ情報の一例を示す図である。ＦＳ情報１１７ａには、例えばｉｄと接続リンクとの欄が設けられている。ｉｄの欄には、ＦＳの識別子が設定される。接続リンクの欄には、ＦＳに直接接続されているＮＷリンクの識別子が設定される。このようなＦＳ情報１１７ａに基づいて、各ＦＳがどのＮＷリンクを介してデータを送信するのかが判断できる。

図１８は、範囲情報の一例を示す図である。範囲情報１２３ａには、例えば範囲ｉｄ、所属ＥＳ、ボトルネックリンク（ＢＬ）、代表ＥＳ、およびサブ範囲の欄が設けられている。範囲ｉｄの欄には、ネットワーク全体を示す範囲、またはＥＳ間配信範囲の識別子が設定される。所属ＥＳの欄には、範囲に属するＥＳの識別子が設定される。ボトルネックリンクの欄には、範囲に属するＥＳに共通のＢＬであるＮＷリンクの識別子が設定される。代表ＥＳの欄には、範囲における代表ＥＳの識別子が設定される。ネットワーク全体が範囲となる場合、ＦＳが代表ＥＳとなる。サブ範囲の欄には、範囲に属するＥＳをさらに細かくグルーピングして得られる範囲（サブ範囲）の識別子が設定される。このような範囲情報１２３ａに基づいて、適切な配信順を判断できる。

図１９は、ＮＷリンク使用情報の一例を示す図である。図１９の例では、ＮＷリンクごとに、ＮＷリンク使用情報１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，・・・が設けられている。各ＮＷリンク使用情報１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，・・・には、期間開始時刻、期間終了時刻、使用帯域、および残帯域の欄が設けられている。期間開始時刻の欄には、ＮＷリンクの使用帯域が一定の期間の開始時刻が設定される。期間終了時刻の欄には、ＮＷリンクの使用帯域が一定の期間の終了時刻が設定される。使用帯域の欄には、ＮＷリンクの使用帯域が一定の期間における、使用帯域（単位時間当たりの通信量）が設定される。残帯域の欄には、ＮＷリンクの最大の通信速度を示す帯域から使用帯域を減算した値（残帯域）が設定される。このようなＮＷリンク使用情報１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，・・・に基づいて、先に作成した配信スケジュールに基づく各ＮＷリンクの残帯域を判断することができる。

図２０は、配信スケジュール情報の一例を示す図である。配信スケジュール情報１３４ａは、例えばデータ配信情報ごとのレコードで構成される。配信スケジュール情報１３４ａには、例えばｉｄ、配信データ、配信元、配信先、経路、想定ＴＰ、所要時間、予定開始時刻、予定終了時刻、および先行データ配信の欄が設けられている。ｉｄの欄には、データ配信情報の識別子（「ｄ００」、「ｄ０１」、・・・）が設定される。以下、識別子が「ｄ００」、「ｄ０１」、・・・の各データ配信情報を、データ配信情報「ｄ００」、「ｄ０１」、・・・と呼ぶ。

配信データの欄には、配信対象のデータの識別子が設定される。配信元の欄には、配信対象のデータを送信するＦＳまたはＥＳの識別子が設定される。配信先の欄には、配信対象のデータを受信するＥＳの識別子が設定される。経路の欄には、データの配信で経由するＮＷリンクの識別子が設定される。想定ＴＰの欄には、データの配信の際に想定される通信速度（想定スループット：ＴＰ）が設定される。想定スループットには、例えばデータ配信の経路上の最も帯域が狭い経路の帯域を示す値が設定される。所要時間の欄には、データの配信に要する時間が設定される。所要時間は、配信されるデータのサイズを、想定スループットで除算した値である。予定開始時刻の欄には、データの配信を開始する予定の時刻が設定される。予定終了時刻の欄には、データの配信が終了する予定の時刻が設定される。先行データ配信の欄には、対応するデータ配信を実施する前に、終了していることが求められるデータ配信情報の識別子が設定される。

以上のような構成の配信管理システム１００により、効率的な配信スケジュールが作成され、配信スケジュールがＦＳ「ＦＳ０１」またはＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ１０」に送信される。以下、図２１〜図２５を参照して、配信管理システム１００が実行する処理を説明する。

図２１は、データ配信管理手順の一例を示すフローチャートである。以下、図２１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。以下の処理は、例えばデータ提供者により、端末装置３１を介して、データの配信指示が入力されたときに実行される。また予め設定された日時に処理を開始することもできる。

［ステップＳ１０１］ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１とＥＳ間配信範囲作成部１２２とが連携し、範囲情報１２３ａ（図１８参照）を生成する。範囲情報生成処理の詳細は、後述する（図２２参照）。

［ステップＳ１０２］配信スケジュール作成管理部１３１と配信スケジュール作成部１３２とが連携して、配信スケジュール情報１３４ａ（図２０参照）を生成する。配信スケジュール生成処理の詳細は、後述する（図２４参照）。

［ステップＳ１０３］配信スケジュール通知部１４１は、配信スケジュール情報に示される各ＥＳへのデータの配信スケジュールを、各ＥＳに送信する。この通知に基づいて、各ＥＳは、配信スケジュール情報に示される予定開始時刻に、配信元のＦＳ「ＦＳ０１」またはＥＳに対してデータを要求し、データの配信を受ける。

次に、範囲情報生成処理の手順について説明する。
図２２は、範囲情報生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。以下、図２２に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［ステップＳ１１１］ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、配信要求情報記憶部１１１から配信要求情報１１１ａを読み込む。
［ステップＳ１１２］ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、ＮＷトポロジに関する情報を読み込む。例えばＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、ＮＷトポロジ情報記憶部１１３からＮＷトポロジ情報１１３ａを読み込む。次にＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、ＮＷリンク情報記憶部１１４からＮＷリンク情報１１４ａを読み込む。次にＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、中継ノード情報記憶部１１５から中継ノード情報１１５ａを読み込む。次にＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、ＥＳ情報記憶部１１６からＥＳ情報１１６ａを読み込む。次にＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、ＦＳ情報記憶部１１７からＦＳ情報１１７ａを読み込む。

［ステップＳ１１３］ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、ＮＷ全体をＥＳ間範囲作成対象とする。例えばＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、範囲ｉｄ「ａｌｌ」のレコードを範囲情報１２３ａに追加する。このときＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、ＮＷ内のすべてのＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ１０」のうち、配信要求情報１１１ａにおいて配信対象のデータの配信先として設定されているＥＳの識別子を、追加したレコードの所属ＥＳとして設定する。またＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、追加したレコードの代表ＥＳとして、ＦＳ「ＦＳ０１」の識別子を設定する。

［ステップＳ１１４］ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、ＥＳ間配信範囲作成部１２２に対して、ＥＳ間配信範囲作成対象の範囲内でのＥＳ間配信範囲の作成を指示する。この際、ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、ＥＳ間配信範囲作成部１２２に、ステップＳ１１２で読み込んだＮＷトポロジに関する情報を送信する。ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、指示に従ってＥＳ間配信範囲を作成する。ＥＳ間配信範囲作成処理の詳細は後述する（図２３参照）。

［ステップＳ１１５］ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、範囲情報１２３ａを参照し、サブ範囲が設定されていない範囲のうち、所属するＥＳ数が２以上の範囲があるか否かを判断する。該当する範囲があれば、処理がステップＳ１１６に進められる。該当する範囲がなければ、範囲情報生成処理が終了する。

［ステップＳ１１６］ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１は、サブ範囲が設定されていない範囲のうち、所属するＥＳ数が２以上のＥＳ間配信範囲の１つをＥＳ間配信範囲作成対象とし、処理をステップＳ１１４に進める。

次に、ＥＳ間配信範囲作成処理の詳細について説明する。
図２３は、ＥＳ間配信範囲作成処理の手順の一例を示すフローチャートである。以下、図２３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。ＥＳ間配信範囲作成処理は、例えば、ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１からの、ＥＳ間配信範囲作成処理の呼び出しに応じて実行される。

［ステップＳ１２１］ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、対象範囲の代表ＥＳから配信範囲内の各ＥＳまでの経路を算出する。例えば、ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、ＮＷトポロジ情報１１３ａ、中継ノード情報１１５ａ、ＥＳ情報１１６ａ、およびＦＳ情報１１７ａに基づいて、図８に示したＮＷトポロジを再現する。そしてＥＳ間配信範囲作成部１２２は、代表ＥＳ以外のＥＳごとに、代表ＥＳから該当ＥＳまでの経路上のＮＷリンクのリストを作成する。

［ステップＳ１２２］ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、ＮＷリンク情報１１４ａに基づいて、代表ＥＳ以外の各ＥＳについて、経路上のＢＬを判断する。例えば各ＥＳの経路の上のＮＷリンクそれぞれの帯域を比較し、最も帯域が狭いＮＷリンクがＢＬである。次にＥＳ間配信範囲作成部１２２は、代表ＥＳ以外の各ＥＳのうち、ＢＬが共通のＥＳ同士を同じＥＳ間配信範囲（サブ範囲）にグルーピングする。

ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、グルーピングで生成されたサブ範囲の識別子を、範囲情報１２３ａにおける対象範囲のレコードのサブ範囲の欄に設定する。またＥＳ間配信範囲作成部１２２は、生成されたサブ範囲に対応するレコードを、範囲情報１２３ａに追加する。追加されたレコードの範囲ｉｄの欄には、そのサブ範囲の識別子が設定される。追加されたレコードの所属ＥＳの欄には、対象範囲内でＢＬが共通のＥＳの識別子が設定される。追加されたレコードのボトルネックリンクの欄には、そのサブ範囲に属するＥＳに共通のＢＬであるＮＷリンクの識別子が設定される。

［ステップＳ１２３］ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、ステップＳ１２２で生成したサブ範囲のうちの１つを選択する。
［ステップＳ１２４］ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、ＥＳ情報１１６ａに基づいて、選択したサブ範囲内の各ＥＳに関して、そのＥＳに直接接続されているＮＷリンクを抽出する。またＥＳ間配信範囲作成部１２２は、ＮＷリンク情報１１４ａに基づいて、抽出したＮＷリンクの帯域を抽出する。

［ステップＳ１２５］ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、選択したサブ範囲に属するＥＳのうち、直結しているＮＷリンクの帯域が最大のＥＳを、代表ＥＳとして選択する。ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、範囲情報１２３ａにおける当該サブ範囲のレコードの代表ＥＳの欄に、選択したＥＳの識別子を設定する。

［ステップＳ１２６］ＥＳ間配信範囲作成部１２２は、ステップＳ１２２で生成したサブ範囲のすべてについて、代表ＥＳを選択したか否かを判断する。全サブ範囲の代表ＥＳが選択済みであれば、ＥＳ間配信範囲作成処理が終了する。代表ＥＳが未選択のサブ範囲があれば、処理がステップＳ１２３に進められる。

このようにして、図１８に示すような範囲情報１２３ａが生成される。範囲情報１２３ａの生成後、配信スケジュール生成処理が行われる。
図２４は、配信スケジュール生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。以下、図２４に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［ステップＳ１３１］配信スケジュール作成管理部１３１は、ＮＷ全体を配信スケジュール作成対象に設定する。
［ステップＳ１３２］配信スケジュール作成管理部１３１は、配信スケジュール作成部１３２に対して、配信スケジュール作成対象の範囲の範囲内配信スケジュール作成を指示する。すると、配信スケジュール作成部１３２が範囲内配信スケジュール作成処理を実行し、作成対象の範囲の代表ＥＳから、その範囲のサブ範囲の代表ＥＳへのデータの配信スケジュールが作成される。範囲内配信スケジュール作成処理の詳細は後述する（図２５参照）。

［ステップＳ１３３］配信スケジュール作成管理部１３１は、範囲情報１２３ａに登録されている範囲のなかに、配信スケジュールを未作成の範囲があるか否かを判断する。該当する範囲があれば処理がステップＳ１３４に進められる。すべての範囲について配信スケジュールの作成が完了していれば、配信スケジュール生成処理が終了する。

［ステップＳ１３４］配信スケジュール作成管理部１３１は、代表ＥＳを配信先とする配信スケジュールが作成済みの範囲のうち、その範囲内の配信スケジュールが未作成の範囲の１つを、配信スケジュール作成対象に設定する。その後、処理がステップＳ１３２に進められる。

次に、範囲内配信スケジュール作成処理について詳細に説明する。
図２５は、範囲内配信スケジュール作成処理の手順の一例を示すフローチャートである。以下、図２５に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、配信スケジュール作成対象の範囲を、対象範囲と呼ぶ。

［ステップＳ１４１］配信スケジュール作成部１３２は、対象範囲内で作成されたサブ範囲を、ＢＬが小さい順にソートする。例えば配信スケジュール作成部１３２は、範囲情報１２３ａ内の対象範囲のレコードを参照し、その範囲のサブ範囲を抽出する。次に配信スケジュール作成部１３２は、抽出したサブ範囲の識別子が範囲ｉｄで設定された各レコードからボトルネックリンクを取得する。次に、配信スケジュール作成部１３２は、ＮＷリンク情報１１４ａから、各サブ範囲のＢＬの帯域を取得する。そして配信スケジュール作成部１３２は、サブ範囲を、その範囲のＢＬの帯域の値を小さい順にソートする。

［ステップＳ１４２］配信スケジュール作成部１３２は、ソート順（帯域の小さい順）に、サブ範囲の代表ＥＳを取得する。例えば配信スケジュール作成部１３２は、対象範囲のサブ範囲であり、代表ＥＳを未取得のサブ範囲のうち、ソート順で最も上位のサブ範囲を特定する。そして配信スケジュール作成部１３２は、範囲情報１２３ａから、特定したサブ範囲に対応するレコードの代表ＥＳを取得する。

［ステップＳ１４３］配信スケジュール作成部１３２は、対象範囲の代表ＥＳから、ステップＳ１４２で取得したサブ範囲の代表ＥＳへのデータ配信情報を作成する。データ配信情報には、配信するデータの識別子、配信元（対象範囲の代表ＥＳ）の識別子、配信先（サブ範囲の代表ＥＳの識別子）、配信元から配信先までの経路、想定スループット、および所要時間が含まれる。配信スケジュール作成部１３２は、作成したデータ配信情報を、配信スケジュール情報１３４ａに、新たなレコードとして登録する。

［ステップＳ１４４］配信スケジュール作成部１３２は、経路上の全ＮＷリンクが想定スループットを提供できる期間を特定する。例えば配信スケジュール作成部１３２は、経路上のＮＷリンクのＮＷリンク使用情報を参照し、経路上の全ＮＷリンクにおいて、想定スループットを提供できる期間（配信可能期間）を特定する。ＮＷリンク使用情報において、残帯域が想定スループット以上の期間は、そのＮＷリンクにおいて想定スループットを提供できる期間（提供可能期間）である。経路上のすべてのＮＷリンクにおいて提供可能期間となる期間が、配信可能期間である。

［ステップＳ１４５］配信スケジュール作成部１３２は、ステップＳ１４４で求めた配信可能期間内の所要時間分の時間帯で、最も早い時間帯を、配信時間帯に決定する。そして配信スケジュール作成部１３２は、経路上の各ＮＷリンクの配信時間帯の期間と、その期間における想定スループット分の帯域とを、対象範囲の代表ＥＳから、取得したサブ範囲の代表ＥＳへのデータ送信に割り当てる。

［ステップＳ１４６］配信スケジュール作成部１３２は、データ配信情報に予定配信開始時刻と予定配信終了時刻とを追記する。例えば配信スケジュール作成部１３２は、ステップＳ１４５で決定した配信時間帯の開始時刻を、予定配信開始時刻とする。また配信スケジュール作成部１３２は、その配信時間帯の終了時刻を、予定配信終了時刻とする。そして配信スケジュール作成部１３２は、配信スケジュール情報１３４ａに対してステップＳ１４４で追加したレコードに、予定配信開始時刻と予定配信終了時刻とを設定する。

［ステップＳ１４７］配信スケジュール作成部１３２は、対象範囲におけるすべてのサブ範囲について、代表ＥＳへデータを配信するデータ配信情報が作成済みか否かを判断する。すべてのサブ範囲についてデータ配信情報の作成が完了した場合、範囲内配信スケジュール作成処理が終了する。データ配信情報を未作成のサブ範囲がある場合、処理がステップＳ１４２に進められる。

このようにして、配信スケジュールが作成される。作成された配信スケジュールに従ってデータ配信を行うことで、帯域の狭いＮＷリンクの使用頻度が低減され、全体の配信時間が短くなる。また、データ配信のすべての組み合わせを生成する場合に比べ、配信スケジュールの作成が容易となり、配信スケジュールを迅速に作成することができる。

以下、図８に示したＮＷトポロジにおいて識別子「ｄａｔａＡ」のデータ（以下、データ「ｄａｔａＡ」と呼ぶ）をＦＳ「ＦＳ０１」からＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ１０」に配信する場合の、具体的なデータ配信の例について説明する。なおデータ「ｄａｔａＡ」のサイズは１８ＧＢであるものとする。まず、図２６〜図３１を参照し、ＥＳ間配信範囲作成状況を説明する。

図２６は、ＮＷ全体を対象としたサブ範囲の作成例を示す図である。全体の範囲を対象とする場合、ＦＳ「ＦＳ０１」を始点としたＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ１０」のグルーピングが行われる。例えば、ＦＳ「ＦＳ０１」を始点とした各ＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ１０」への配信経路が算出され、帯域幅が最小のＮＷリンク（ＢＬ）が同じとなるＥＳ同士が、同じサブ範囲にグルーピングされる。

図２６の例では、ＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ０５」が、識別子「Ｇｒｐ１」の範囲（以下、範囲「Ｇｒｐ１」と呼ぶ）にグルーピングされている。範囲「Ｇｒｐ１」に属するＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ０５」は、中継ノード「Ａ」と中継ノード「Ｂ」との間のＮＷリンク「Ｌ１」がＢＬである。

ＥＳ「ＥＳ０６」〜「ＥＳ０８」が、識別子「Ｇｒｐ２」の範囲（以下、範囲「Ｇｒｐ２」と呼ぶ）にグルーピングされている。範囲「Ｇｒｐ２」に属するＥＳ「ＥＳ０６」〜「ＥＳ０８」は、中継ノード「Ｃ」と中継ノード「Ｆ」との間のＮＷリンク「Ｌ１０」がＢＬである。

ＥＳ「ＥＳ０９」〜「ＥＳ１０」が、識別子「Ｇｒｐ３」の範囲（以下、範囲「Ｇｒｐ３」と呼ぶ）にグルーピングされている。範囲「Ｇｒｐ３」に属するＥＳ「ＥＳ０９」〜「ＥＳ１０」は、中継ノード「Ｃ」と中継ノード「Ｇ」との間のＮＷリンク「Ｌ１５」がＢＬである。

新たに範囲（サブ範囲）が生成されると、サブ範囲ごとに代表ＥＳが選択される。代表ＥＳの選択では、各サブ範囲に含まれるＥＳの中で、直結しているＮＷリンクが最大となるＥＳが、代表ＥＳとして選択される。

例えば図２６に示す範囲「Ｇｒｐ１」の場合、５台のＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ０５」が含まれる。ＥＳ「ＥＳ０１」に直結しているリンク「Ｌ４」の帯域は「１００Ｍｂｐｓ」である。ＥＳ「ＥＳ０２」に直結しているリンク「Ｌ５」の帯域は「８０Ｍｂｐｓ」である。ＥＳ「ＥＳ０３」に直結しているリンク「Ｌ６」の帯域は「５０Ｍｂｐｓ」である。ＥＳ「ＥＳ０４」に直結しているリンク「Ｌ７」の帯域は「８０Ｍｂｐｓ」である。ＥＳ「ＥＳ０５」に直結しているリンク「Ｌ８」の帯域は「５０Ｍｂｐｓ」である。

ＥＳ「ＥＳ０１」〜「ＥＳ０５」の中で直結しているＮＷリンクの帯域が最大なのはＥＳ「ＥＳ０１」である。そこでＥＳ「ＥＳ０１」が代表ＥＳとして選択される。
同様に、範囲「Ｇｒｐ２」の代表ＥＳとして、ＥＳ「ＥＳ０８」が選択される。また範囲「Ｇｒｐ３」の代表ＥＳとして、ＥＳ「ＥＳ１０」が選択される。

このようにサブ範囲の作成と代表ＥＳの選択結果に応じて、範囲情報１２３ａが更新される。
図２７は、範囲情報の生成例を示す第１の図である。図２７の例では、範囲情報１２３ａに、ＮＷ全体を範囲（範囲ｉｄ「ａｌｌ」）とするレコードと、生成したサブ範囲（範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」）それぞれに対応するレコードが追加されている。またサブ範囲として生成された範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」が、ＮＷ全体の範囲のレコードのサブ範囲の欄に追加されている。

図２６，図２７に示した処理で作成されたサブ範囲には、複数のＥＳが含まれている。そこで、作成した各サブ範囲を対象に、そのサブ範囲に属するＥＳがグルーピングされサブ範囲が作成される。そして、作成したサブ範囲の代表ＥＳが選択される。

図２８は、範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」を対象としたサブ範囲の作成例を示す図である。
範囲「Ｇｒｐ１」については、識別子が「Ｇｒｐ１１」、「Ｇｒｐ１２」、「Ｇｒｐ１３」の３つのサブ範囲（以下、範囲「Ｇｒｐ１１」、「Ｇｒｐ１２」、「Ｇｒｐ１３」と呼ぶ）が作成されている。範囲「Ｇｒｐ１１」の代表ＥＳは、ＥＳ「ＥＳ０２」である。範囲「Ｇｒｐ１２」の代表ＥＳは、ＥＳ「ＥＳ０３」である。範囲「Ｇｒｐ１３」の代表ＥＳは、ＥＳ「ＥＳ０４」である。

範囲「Ｇｒｐ２」については、識別子が「Ｇｒｐ２１」の１つのサブ範囲（以下、範囲「Ｇｒｐ２１」と呼ぶ）が作成されている。範囲「Ｇｒｐ２１」の代表ＥＳは、ＥＳ「ＥＳ０６」である。

範囲「Ｇｒｐ３」については、識別子が「Ｇｒｐ３１」の１つのサブ範囲（以下、範囲「Ｇｒｐ３１」と呼ぶ）が作成されている。範囲「Ｇｒｐ３１」の代表ＥＳは、ＥＳ「ＥＳ０９」である。

そして、図２８に示したようなサブ範囲（範囲「Ｇｒｐ１１」、「Ｇｒｐ１２」、「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」、「Ｇｒｐ３１」）に対応する情報が、範囲情報１２３ａに追加される。

図２９は、範囲情報の生成例を示す第２の図である。図２９の例では、範囲情報１２３ａに、生成したサブ範囲（範囲ｉｄ「Ｇｒｐ１１」、「Ｇｒｐ１２」、「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」、「Ｇｒｐ３１」）それぞれに対応するレコードが追加されている。また生成されたサブ範囲の識別子が、生成元の範囲のレコードのサブ範囲の欄に設定されている。

図２８，図２９に示した処理で作成されたサブ範囲のうち、範囲「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」の各範囲には、複数のＥＳが含まれている。そこで、これらの範囲について、さらにサブ範囲が生成される。

図３０は、範囲「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」を対象としたサブ範囲の作成例を示す図である。
範囲「Ｇｒｐ１３」については、識別子が「Ｇｒｐ１３１」の１つのサブ範囲（以下、範囲「Ｇｒｐ１３１」と呼ぶ）が作成されている。範囲「Ｇｒｐ１３１」の代表ＥＳは、ＥＳ「ＥＳ０５」である。

範囲「Ｇｒｐ２１」については、識別子が「Ｇｒｐ２１１」の１つのサブ範囲（以下、範囲「Ｇｒｐ２１１」と呼ぶ）が作成されている。範囲「Ｇｒｐ２１１」の代表ＥＳは、ＥＳ「ＥＳ０７」である。

そして、図３０に示したようなサブ範囲（範囲「Ｇｒｐ１３１」、「Ｇｒｐ２１１」）に対応する情報が、範囲情報１２３ａに追加される。
図３１は、範囲情報の生成例を示す第２の図である。図３１の例では、範囲情報１２３ａに、生成したサブ範囲（範囲ｉｄ「Ｇｒｐ１３１」、「Ｇｒｐ２１１」）それぞれに対応するレコードが追加されている。また生成されたサブ範囲の識別子が、生成元の範囲のレコードのサブ範囲の欄に設定されている。

図３１に示す範囲情報１２３ａに登録されたレコードのうち、サブ範囲が設定されていないレコードの所属ＥＳは、いずれも１台である。従って、範囲情報生成処理は終了し、図３１に示した範囲情報１２３ａに基づいて、配信スケジュール生成処理が行われる。

まず、ＮＷ全体の範囲を対象とした配信スケジュールの作成が行われる。この場合、まず、ＮＷ全体にとってのサブ範囲である範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」が、ＢＬの帯域の小さい順にソートされる。すると、範囲「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ３」の順となる。次に、ソート順に代表ＥＳへの配信スケジュールが決定される。

図３２は、範囲「Ｇｒｐ２」向けの配信スケジュール決定例を示す図である。範囲「Ｇｒｐ２」の代表ＥＳはＥＳ「ＥＳ０８」である。そこで、配信スケジュール情報１３４ａに、ＦＳ「ＦＳ０１」からＥＳ「ＥＳ０８」へのデータ配信を示すデータ配信情報「ｄ００」が、１つのレコードとして追加される。そのデータ配信情報の経路に示されているＮＷリンクのＮＷリンク使用情報１３３ａ〜１３３ｄに基づいて、データの配信時間帯が決定される。すなわち、経路内の全ＮＷリンク（ＮＷリンク「Ｌ０」、「Ｌ９」、「Ｌ１０」、「Ｌ１４」）について、想定スループット分の帯域を、所要時間の間提供できる期間（配信可能期間）が特定される。図３２の例では、どのＮＷリンクもデータ配信は未割当なので、データ配信開始時刻が「００：００」からの場合、「０：００〜０２：００」の間に２０Ｍｂｐｓ分の帯域が提供可能である。そこで、「０：００〜０２：００」が配信期間に決定し、全ＮＷリンクの使用情報に、特定した期間の帯域の割当て結果が反映される。そして、データ配信情報「ｄ００」に、予定開始時刻「００：００」、予定終了時刻「０２：００」が追加される。

残りのサブ範囲（「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」）についても、ソート順にＦＳ「ＦＳ０１」から代表ＥＳまでの配信スケジュールが決定される。そして、決定されたスケジュールに従って、配信スケジュール情報１３４ａが更新される。

図３３は、ＮＷ全体の範囲を対象とした配信スケジュール作成後の配信スケジュール情報の例を示す図である。図３３に示すように、ＦＳ「ＦＳ０１」から、サブ範囲（「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」）それぞれの代表ＥＳであるＥＳ「ＥＳ０１」、「ＥＳ１０」へのデータ配信情報が、配信スケジュール情報１３４ａに追加されている。このような配信スケジュール情報１３４ａに従って、ＦＳ「ＦＳ０１」を配信元としたデータ配信が行われる。

図３４は、ＮＷ全体の範囲を対象とした配信スケジュールに応じたデータ配信状況を示す図である。図３４に示すように、サブ範囲それぞれの１台ずつのＥＳに、ＦＳ「ＦＳ０１」からデータが配信される。

データ配信情報の配信期間が確定すると、経路上のＮＷリンクのＮＷリンク使用情報が更新される。
図３５は、ＮＷ全体の範囲を対象とした配信スケジュール作成後のＮＷリンク使用情報の例を示す図である。図３５に示すように、ＮＷリンクごとのＮＷリンク使用情報１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｅには、確定した配信スケジュールに沿ってデータ配信が行われたときの、各ＮＷリンクの使用帯域および残帯域の時間遷移が示される。例えば識別子「Ｌ０」のＮＷリンクでは、時刻「００：００」から３つのデータ配信が同時に実行開始され、７５Ｍｂｐｓの帯域が使用される。時刻「０１：２０」には、ＥＳ「ＥＳ１０」へのデータ配信が終了し、使用帯域は４５Ｍｂｐｓに低下する。さらに時刻「０１：３６」には、ＥＳ「ＥＳ０１」へのデータ配信が終了し、使用帯域は２０Ｍｂｐｓに低下する。

次に、配信ＮＷ全体から作成された各サブ範囲（範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」）を対象とした配信スケジュールが決定される。そして、決定されたスケジュールに従って、配信スケジュール情報１３４ａが更新される。

図３６は、範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」を対象とした配信スケジュール作成後の配信スケジュール情報の例を示す図である。例えば範囲「Ｇｒｐ１」について、範囲「Ｇｒｐ１」にとってのサブ範囲（範囲「Ｇｒｐ１１」、「Ｇｒｐ１２」、「Ｇｒｐ１３」）に向けた配信スケジュールが作成され、該当配信スケジュールを示すデータ配信情報が配信スケジュール情報１３４ａに追加される。追加されたデータ配信情報における先行データ配信は、配信元であるＥＳ「ＥＳ０１」への配信（データ配信情報「ｄ００」）である。これは、配信元であるＥＳ「ＥＳ０１」にデータが配信されないと、データ配信情報「ｄ０３」、「ｄ０４」、「ｄ０５」に従ったデータ配信が開始できないことを示している。

図３７は、範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」を対象とした配信スケジュールに応じたデータ配信状況を示す図である。図３７に示すように、範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」それぞれにおいて、サブ範囲それぞれの１台ずつのＥＳに、代表ＥＳであるＥＳ「ＥＳ０１」、「ＥＳ０８」、「ＥＳ１０」からデータが配信される。

なお、ＥＳ「ＥＳ０１」を配信元とするデータ配信先は、ＥＳ「ＥＳ０２」〜「ＥＳ０４」の３台である。この３台に同時にデータ配信を開始できるかどうかは、重複する経路である、ＮＷリンク「Ｌ４」の使用帯域および残帯域に依存する。

図３８は、ＮＷリンク「Ｌ４」のＮＷリンク使用情報の例を示す図である。時刻「００：００」〜時刻「０１：３６」の時間帯は、データ配信情報「ｄ００」に基づくデータ配信で使用される。ＮＷリンク「Ｌ４」の空き状況から、データ配信情報「ｄ０３」、「ｄ０４」では、時刻「０１：３６」から同時に配信開始が可能となっている。ただし、時刻「０１：３６」からの識別子「Ｌ４」のＮＷリンクの残帯域が２０Ｍｂｐｓしかない。この残帯域は、データ配信情報「ｄ０５」における想定ＴＰ（８０Ｍｂｐｓ）未満である。そのため、ＮＷリンク「Ｌ４」の残帯域が８０Ｍｂｐｓ以上になる時刻「２：５６」まで、データ配信情報「ｄ０５」に応じたデータ配信の開始が待たされる。

図３６に示すように、範囲「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」についても、内部でのサブ範囲への配信スケジュールを示すデータ配信情報「ｄ０６」、「ｄ０７」が生成され、配信スケジュール情報１３４ａに追加される。

次に、範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」それぞれから作成された各範囲「Ｇｒｐ１１」、「Ｇｒｐ１２」、「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」、「Ｇｒｐ３１」を対象とした配信スケジュールが決定される。なお、範囲「Ｇｒｐ１」から作成された各範囲「Ｇｒｐ１１」、「Ｇｒｐ１２」、「Ｇｒｐ１３」のうち、範囲「Ｇｒｐ１１」、「Ｇｒｐ１２」については、サブ範囲が作成されていないため処理がスキップする。また範囲「Ｇｒｐ３」から作成された各範囲「Ｇｒｐ３１」についても、サブ範囲が作成されていないため処理がスキップする。その結果、範囲「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」を対象とした配信スケジュールが決定される。そして、決定されたスケジュールに従って、配信スケジュール情報１３４ａが更新される。

図３９は、範囲「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」を対象とした配信スケジュール作成後の配信スケジュール情報の例を示す図である。例えば範囲「Ｇｒｐ１３」について、範囲「Ｇｒｐ１３」にとってのサブ範囲（範囲「Ｇｒｐ１３１」）に向けた配信スケジュールが作成され、該当配信スケジュールを示すデータ配信情報「ｄ０８」が配信スケジュール情報１３４ａに追加される。また範囲「Ｇｒｐ２１」について、範囲「Ｇｒｐ２１」にとってのサブ範囲（範囲「Ｇｒｐ２１１」）に向けた配信スケジュールが作成され、該当配信スケジュールを示すデータ配信情報「ｄ０９」が配信スケジュール情報１３４ａに追加される。

図４０は、範囲「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」を対象とした配信スケジュールに応じたデータ配信状況を示す図である。図４０に示すように、範囲「Ｇｒｐ１３」、「Ｇｒｐ２１」それぞれにおいて、サブ範囲それぞれの１台ずつのＥＳに、代表ＥＳであるＥＳ「ＥＳ０４」、「ＥＳ０６」からデータが配信される。その結果、すべてのＥＳにデータが配信されたことになる。すなわち、図３９に示す配信スケジュール情報に従ってデータ配信を行えば、すべてのＥＳでデータ配信される。その結果、配信スケジュールの作成が終了する。

配信スケジュールの作成が終了すると、作成した配信スケジュールを示す配信スケジュール情報が、配信スケジュール通知部１４１によって各ＥＳに通知される。
図４１は、配信スケジュールの通知例を示す図である。配信管理システム１００からＥＳ５１，５２，５３，・・・に、配信スケジュール情報６１，６２，６３，・・・が送信される。送信される配信スケジュール情報６１，６２，６３，・・・には、例えば、「配信元、配信データ、予定配信開始時刻、予定配信終了時刻」が含まれる。各ＥＳ５１，５２，５３，・・・は、受け取った配信スケジュール情報６１，６２，６３，・・・をもとに、自身の予定配信時刻になると配信元からデータ取得を開始する。

このように、配信時間がかかる配信（帯域幅の小さいＮＷリンクを経由するデータ配信）を抑えて、ＥＳ間でのデータ配信が早く進むように配信先ＥＳの配信順序を決めることで、全体の配信時間を短くできる。

また、複数の配信順序のパターンを比較することがないため、計算量の削減ができる。例えば第２の実施の形態における配信スケジュールの作成の計算量は、ＥＳ数がＮ台の場合、１回のループで行われる処理の計算量はＯ（ＮｌｏｇＮ）である。計算量の算出方法は以下の通りである。
Ａ）配信経路の算出：始点から残りの全ＥＳへの経路の計算量は、最大でＯ（ＮｌｏｇＮ）である。
Ｂ）範囲の抽出：Ａ）で算出した各ＥＳへの経路を１つずつチェックするため、計算量はＯ（Ｎ）である。
Ｃ）代表ＥＳの特定：Ｂ)で算出した各グループにおいて、所属する全ＥＳに関して直結するＮＷリンクの帯域を確認することとなる。全グループに所属するＥＳ数分行われるため、計算量は最大でＯ（Ｎ）である。
Ｄ）始点から代表ＥＳへのスケジュール計算：Ｃ）で算出した各代表ＥＳについて、経路上のＮＷリンクの残帯域を確認することとなる。グループに所属するＥＳ分行われるため、計算量は最大でＯ（Ｎ）である。

上記の処理が、ＮＷ全体を対象にした１回分と、ＥＳ数が２以上の範囲分行われる。該当する範囲は最大でＮ個出来るので、計算量は最悪でＯ（Ｎ²ｌｏｇＮ）となる。もしＥＳ数が２以上の範囲が出来なかった場合（全ＥＳにおいて、直結するＮＷリンクがＢＬとなるケース)は、範囲分の計算の計算量はＯ（ＮｌｏｇＮ）となる。この計算量は、全パターンの組み合わせ最適化問題を解く場合の計算量Ｏ（Ｎ⁵）に比べて、非常に少ない。すなわち、少ない計算負荷で、効率的な配信スケジュールを作成することが可能となっている。

〔第３の実施の形態〕
次に第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、複数のデータを配信する場合の例である。

図４２は、第３の実施の形態を適用するＮＷリポジトリの例を示す図である。複数データを送信する場合は、総要求データサイズの大きい順に配信スケジュールの作成を優先する。総要求データサイズは、以下の式で計算できる。
総要求データサイズ＝要求データのサイズ×各データを要求しているＥＳ数
総要求データサイズの大きい順に配信スケジュールを作成するには、データサイズが大きく、配信数が多いデータほど、配信完了までに時間がかかるためである。

図４２の例では、１８ＧＢのデータ「ｄａｔａＡ」と、１５ＧＢのデータ「ｄａｔａＢ」とを配信するものとする。データ「ｄａｔａＡ」を要求しているＥＳ数は１０台であり、データ「ｄａｔａＢ」を要求しているＥＳ数は２台である。この場合、データ「ｄａｔａＡ」の総要求サイズは、１８ＧＢ×１０ＥＳ＝１８０ＧＢであり、データ「ｄａｔａＢ」総要求サイズは１５ＧＢ×２ＥＳ＝３０ＧＢである。その結果、データ「ｄａｔａＡ」についての配信スケジュールが優先的に作成される。

次に、第３の実施の形態におけるデータ配信管理手順について説明する。
図４３は、複数のデータを配信する場合のデータ配信管理手順の一例を示すフローチャートである。以下、図４３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［ステップＳ２０１］ＥＳ間配信範囲作成管理部１２１とＥＳ間配信範囲作成部１２２とが連携し、範囲情報１２３ａ（図１８参照）を生成する。範囲情報生成処理の詳細は、図２２に示した通りである。

［ステップＳ２０２］配信スケジュール作成管理部１３１は、配信対象のデータそれぞれについて、そのデータの総通信量を計算する。
［ステップＳ２０３］配信スケジュール作成管理部１３１、総通信量が大きい順に、スケジューリング対象のデータを選択する。

［ステップＳ２０４］配信スケジュール作成管理部１３１と配信スケジュール作成部１３２とが連携して、配信対象として選択したデータの配信スケジュール情報１３４ａ（図２０参照）を生成する。配信スケジュール生成処理の詳細は、図２４に示した通りである。

［ステップＳ２０５］配信スケジュール作成管理部１３１は、全データを、スケジューリング対象として選択したか否かを判断する。未選択のデータがある場合、処理がステップＳ２０３に進められる。すべてのデータについて選択済みであれば、処理がステップＳ２０６に進められる。

［ステップＳ１０６］配信スケジュール通知部１４１は、配信スケジュール情報に示される各ＥＳへのデータの配信スケジュールを、各ＥＳに通知する。
このような手順で、複数のデータそれぞれについての配信スケジュールが作成される。図４２に示した例であれば、先にデータ「ｄａｔａＡ」の配信スケジュールが作成され、その後、データ「ｄａｔａＢ」の配信スケジュールが作成される。データ「ｄａｔａＡ」の配信スケジュールは、図３９に示した通りである。以下、データ「ｄａｔａＢ」の配信スケジュールの作成例について説明する。図４２の例では、データ「ｄａｔａＢ」の受信要求を出しているＥＳ「ＥＳ０６」、「ＥＳ０８」は、いずれも範囲「Ｇｒｐ２」に属している。従って、まず、範囲「Ｇｒｐ２」向けの配信スケジュールが決定される。

図４４は、データ「ｄａｔａＢ」の範囲「Ｇｒｐ２」向けの配信スケジュール決定例を示す図である。範囲「Ｇｒｐ２」の代表ＥＳはＥＳ「ＥＳ０８」である。そこで、配信スケジュール情報１３４ａに、ＦＳ「ＦＳ０１」からＥＳ「ＥＳ０８」へのデータ配信を示すデータ配信情報「ｄ１０」が、１つのレコードとして追加される。そのデータ配信情報の経路に示されているＮＷリンクのＮＷリンク使用情報１３３ａ〜１３３ｄに基づいて、データの配信時間帯が決定される。すなわち、経路内の全ＮＷリンク（ＮＷリンク「Ｌ０」、「Ｌ９」、「Ｌ１０」、「Ｌ１４」）について、想定スループット分の帯域を、所要時間の間提供できる期間（配信可能期間）が特定される。図４４の例では、時刻「０２：００」以降に２０Ｍｂｐｓ分の帯域が提供可能である。そこで、「０２：００〜０３：４０」が配信期間に決定し、全ＮＷリンクの使用情報に、特定した期間の帯域の割当て結果が反映される。そして、データ配信情報「ｄ１０」に、予定開始時刻「０２：００」、予定終了時刻「０３：４０」が追加される。

図４５は、データ「ｄａｔａＢ」の範囲「Ｇｒｐ２」向けの配信スケジュールに応じたデータ配信状況を示す図である。図４５に示すように、ＦＳ「ＦＳ０１」から、範囲「Ｇｒｐ２」内の代表ＥＳであるＥＳ「ＥＳ０８」に、データ「ｄａｔａＢ」が配信される。

同様に、範囲「Ｇｒｐ２」にとってのサブ範囲（範囲「Ｇｒｐ２１」）向けの配信スケジュールが決定される。そして、配信スケジュール情報１３４ａが更新される。
図４６は、範囲「Ｇｒｐ２１」向けの配信スケジュール作成後の配信スケジュール情報の例を示す図である。図４６に示すように、図４４に示したデータ配信情報「ｄ１０」に加え、ＥＳ「ＥＳ０８」から、サブ範囲（範囲「Ｇｒｐ２１」）の代表ＥＳであるＥＳ「ＥＳ０６」へのデータ配信情報「ｄ１１」が、配信スケジュール情報１３４ａに追加されている。このような配信スケジュール情報１３４ａに従って、ＦＳ「ＦＳ０１」を配信元としたデータ配信が行われる。

図４７は、データ「ｄａｔａＢ」の範囲「Ｇｒｐ２１」向けの配信スケジュールに応じたデータ配信状況を示す図である。図４７に示すように、ＥＳ「ＥＳ０８」から、範囲「Ｇｒｐ２１」内の代表ＥＳであるＥＳ「ＥＳ０６」に、データ「ｄａｔａＢ」が配信される。その結果、データ「ｄａｔａＢ」の配信を要求するすべてのＥＳにデータ「ｄａｔａＢ」が配信されることになり、配信スケジュールの作成処理が終了する。

このように総通信量が大きいデータを優先して送信するように配信スケジュールを作成することで、配信完了までに時間がかかるデータの配信を先行して実行させることができ、全体のデータ配信の終了時刻を早めることができる。

〔第４の実施の形態〕
次に第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態は、データの送信レートを動的に変更可能とすることで、データ配信の効率化を図るものである。

第２の実施の形態の図３８に示した例では、データ配信情報「ｄ０５」に示される配信スケジュールは、ＮＷリンク「Ｌ４」の時刻「０１：３６」からの残帯域（２０Ｍｂｐｓ）が、データ配信情報「ｄ０５」の想定スループット（８０Ｍｂｐｓ）未満である。第２の実施の形態では、このような場合、ＮＷリンク「Ｌ４」の残帯域が８０Ｍｂｐｓ以上になるまで、データ配信情報「ｄ０５」に基づくデータ配信が待たされる。しかしながら、各配信の送信レート（スループット）を制御する場合は、想定ＴＰ以下でも空き帯域分を使って早めに配信を行うことで、配信時間のさらなる短縮が期待できる。

ここで、ＮＷ全体の範囲を対象とした配信スケジュール作成後であり、これから範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」を対象とした配信スケジュールを作成する場合を想定する。この時点で決定されている配信スケジュールは、図３３に示す通りである。このような状態で、図４７に示すような、範囲「Ｇｒｐ１」、「Ｇｒｐ２」、「Ｇｒｐ３」を対象とした配信スケジュールの作成が行われる。この場合、データ配信情報「ｄ０３」、「ｄ０４」は、第２の実施の形態と同様に作成される。その後、データ配信情報「ｄ０５」を作成する段階で、データの転送レートの動的変更を前提とした配信スケジュールが作成される。

図４８は、データ配信情報「ｄ０５」の配信スケジュール決定前の配信スケジュール情報の例を示す図である。図４８に示すように、データの転送レートを変動させる場合、想定ＴＰと所要時間は、配信スケジュールが確定するまで決まらない。

データ配信情報「ｄ０５」の配信スケジュールは、データ配信情報「ｄ０３」、「ｄ０４」の配信スケジュール決定時点でのＮＷリンク「Ｌ４」の使用状況に依存する。
図４９は、データ配信情報「ｄ０５」の配信スケジュール決定前のＮＷリンク「Ｌ４」のＮＷリンク使用情報の例を示す図である。図４９に示すように、ＮＷリンク「Ｌ４」は、データ配信情報「ｄ００」、「ｄ０３」、「ｄ０４」に応じたデータ配信の分だけ、帯域が使用される。

データ配信情報「ｄ０５」についての先行データ配信は、データ配信情報「ｄ０１」である。そのためデータ配信情報「ｄ０１」の予定終了時刻「０１：３６」以降、データ配信情報「ｄ０５」に応じたデータ配信が可能となる。

そこで、時間帯「０１：３６〜０２：２４」（４８分間）は残帯域（２０Ｍｂｐｓ）分を想定ＴＰとして、データ配信情報「ｄ０５」に応じたデータ配信を行うことができる。この期間に７．２ＧＢ分のデータを配信できる（２０［Ｍｂｐｓ］×（４８×６０）［ｓｅｃ］／８）。

時間帯「０２：２４〜０２：５６」は残帯域（７０Ｍｂｐｓ）分を想定ＴＰとして、データ配信情報「ｄ０５」に応じたデータ配信を行うことができる。時刻「０２：２４」までに７．２ＧＢ分を送信済みなので、残り１０．８ＧＢを７０Ｍｂｐｓで配信すると２１分で残りのデータを送信可能である。

このように、前半は想定ＴＰを２０Ｍｂｐｓとし、後半は想定ＴＰを７０Ｍｂｐｓとする配信スケジュールが作成される。決定された配信スケジュールに応じて、配信スケジュール情報１３４ａにおけるデータ配信情報「ｄ０５」の内容が更新される。

図５０は、データ配信情報「ｄ０５」の配信スケジュール決定後の配信スケジュール情報の例を示す図である。図５０に示すように、送信レート制御を行う場合、データ配信情報「ｄ０５」の経路上のＢＬの帯域（８０Ｍｂｐｓ）よりも経路上のＮＷリンクの残帯域が少ない場合は、残帯域で転送可能な想定ＴＰでデータ転送が開始される。他のデータ転送が終了し、経路上のＮＷリンクの残帯域が増えると、その時刻から、想定ＴＰを増加したデータ転送が行われる。配信スケジュール情報１３４ａでは、データ配信情報「ｄ０５」における想定ＴＰ、所要時間、予定開始時刻、予定終了時刻が複数存在することになる。

データ配信情報「ｄ０５」の配信スケジュールが決定されると、ＮＷリンク使用情報も更新される。
図５１は、データ配信情報「ｄ０５」の配信スケジュール決定後のＮＷリンク「Ｌ４」のＮＷリンク使用情報の例を示す図である。図５１に示すように、ＮＷリンク「Ｌ４」について、時間帯「０１：３６〜０２：２４」には、残帯域が「０」となる。すなわち、ＮＷリンクの資源を無駄なく利用されている。

このように第３の実施の形態では、データの送信レートを動的に変更することを前提として配信スケジュールを作成することで、ＮＷリンクの資源を無駄なく利用した、効率的なデータ配信が行われる。

以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。さらに、前述した実施の形態のうちの任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

１ データ提供装置
２ａ〜２ｇ 配信先装置
３ａ〜３ｇ 中継装置
４ａ〜４ｃ グループ
１０ 配信スケジュール作成装置
１１ 記憶部
１２ 演算部
１３ 配信スケジュール

Claims (7)

1. コンピュータに、
   配信対象のデータを保持するデータ提供装置、前記データの配信先となる複数の配信先装置、および前記データ提供装置と前記複数の配信先装置との間の通信を中継する複数の中継装置の接続関係と、前記データ提供装置、前記複数の配信先装置、および前記複数の中継装置のうちの２つの装置間を通信接続する複数のリンクそれぞれの通信速度とを示すトポロジ情報に基づいて、前記複数の配信先装置のうち、前記データ提供装置との間の通信経路上の通信速度が最低のリンクが共通の配信先装置同士を、同じグループに分類し、
   前記グループに属する配信先装置のうち、直結しているリンクの通信速度が最も高い第１配信先装置を特定し、
   前記データ提供装置から前記グループ内の前記第１配信先装置に前記データを送信し、次に、前記第１配信先装置から前記グループ内の前記第１配信先装置以外の第２配信先装置に前記データを送信するように、前記データの配信スケジュールを作成する、
   処理を実行させる配信スケジュール作成プログラム。
2. 前記コンピュータに、さらに、
   前記グループに属する前記第２配信先装置が複数ある場合、前記第２配信先装置のうち、前記第１配信先装置との間の通信経路上の通信速度が最低のリンクが共通の第２配信先装置同士を同じサブグループに分類し、
   前記サブグループに属する前記第２配信先装置のうち、直結しているリンクの通信速度が最も高い第３配信先装置を特定し、
   前記配信スケジュールの作成では、前記データ提供装置から前記グループ内の第１配信先装置に前記データを送信し、次に、前記第１配信先装置から、前記サブグループ内の前記第３配信先装置に前記データを送信し、次に、前記第３配信先装置から、前記サブグループ内の前記第３配信先装置以外の第４配信先装置に、前記データを送信するように、前記データの配信スケジュールを作成する、
   請求項１記載の配信スケジュール作成プログラム。
3. 前記配信スケジュールの作成では、前記グループが複数ある場合、前記グループそれぞれに属する配信先装置と前記データ提供装置との間の通信経路上の通信速度が最低のリンクの該通信速度が低い前記グループほど、前記グループ内の前記第１配信先装置への前記データの送信を優先して行うように、前記配信スケジュールを作成する、
   請求項１または２記載の配信スケジュール作成プログラム。
4. 前記配信スケジュールの作成では、配信対象のデータが複数ある場合、複数のデータそれぞれについて、データの配信を要求している全配信先装置に該データが配信されるまでに送信されるデータ量の累計を示す総通信量を計算し、前記総通信量が多いデータほど該データの送信を優先して行うように、前記配信スケジュールを作成する、
   請求項１乃至３のいずれかに記載の配信スケジュール作成プログラム。
5. 前記配信スケジュールの作成では、前記配信先装置ごとに、前記データの配信元となる前記データ提供装置または他の配信先装置からデータの配信を受けるときの通信速度を決定し、該通信速度の決定では、データの配信元となる前記データ提供装置または他の配信先装置との間の通信経路上のリンクそれぞれについて、リンクの通信速度から、該リンクを使用するデータ配信の通信速度を減算した残帯域を算出し、複数の時間帯ごとに、最も残帯域の少ないリンクの該残帯域に合わせた通信速度に決定する、
   請求項１乃至４のいずれかに記載の配信スケジュール作成プログラム。
6. コンピュータが、
   配信対象のデータを保持するデータ提供装置、前記データの配信先となる複数の配信先装置、および前記データ提供装置と前記複数の配信先装置との間の通信を中継する複数の中継装置の接続関係と、前記データ提供装置、前記複数の配信先装置、および前記複数の中継装置のうちの２つの装置間を通信接続する複数のリンクそれぞれの通信速度とを示すトポロジ情報に基づいて、前記複数の配信先装置のうち、前記データ提供装置との間の通信経路上の通信速度が最低のリンクが共通の配信先装置同士を、同じグループに分類し、
   前記グループに属する配信先装置のうち、直結しているリンクの通信速度が最も高い第１配信先装置を特定し、
   前記データ提供装置から前記グループ内の前記第１配信先装置に前記データを送信し、次に、前記第１配信先装置から前記グループ内の前記第１配信先装置以外の第２配信先装置に前記データを送信するように、前記データの配信スケジュールを作成する、
   配信スケジュール作成方法。
7. 配信対象のデータを保持するデータ提供装置、前記データの配信先となる複数の配信先装置、および前記データ提供装置と前記複数の配信先装置との間の通信を中継する複数の中継装置の接続関係と、前記データ提供装置、前記複数の配信先装置、および前記複数の中継装置のうちの２つの装置間を通信接続する複数のリンクそれぞれの通信速度とを示すトポロジ情報を記憶する記憶部と、
   前記トポロジ情報に基づいて、前記複数の配信先装置のうち、前記データ提供装置との間の通信経路上の通信速度が最低のリンクが共通の配信先装置同士を、同じグループに分類し、前記グループに属する配信先装置のうち、直結しているリンクの通信速度が最も高い第１配信先装置を特定し、前記データ提供装置から前記グループ内の前記第１配信先装置に前記データを送信し、次に、前記第１配信先装置から前記グループ内の前記第１配信先装置以外の第２配信先装置に前記データを送信するように、前記データの配信スケジュールを作成する、演算部と、
   を有する配信スケジュール作成装置。

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