(57)【要約】【課題】コンテンツ配信において、ルータの転送機能に備えられている通信制御機能を利用することで、低コストで再生を途切れさせないユーザ数を増やすこと。【解決手段】制御ルータ１は、コンテンツ配信サーバ２からユーザ端末３へ向けて配信されるフローを転送するために、受信したフローのパケットをユーザ端末３へ向けて転送するフロー転送部５１と、フローの転送処理において測定された受信済データ量のうちの、フローの転送処理において取得したパケットが示す次再生時刻以降のデータ量を示す未再生データ量を計算し、その計算した未再生データ量に応じて、今後のフロー転送部５１が用いる通信資源を変化させる再生状況計算部５４と、優先度制御部５６または帯域制御部５７とを有する。【選択図】図２
2015037262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテンツ配信サーバからユーザ端末へ向けて配信されるフローを転送する制御ルータであって、
受信したフローのパケットを前記ユーザ端末へ向けて転送するフロー転送部と、
前記フロー転送部が転送したパケット量を、前記ユーザ端末の受信済データ量として測定するフロー測定部と、
前記フロー転送部が転送したパケット内容から前記ユーザ端末が次にフローを再生する時刻である次再生時刻およびコンテンツの再生に必要な回線速度情報を取得するフロー分析部と、
測定された前記受信済データ量と、前記回線速度情報とをもとに、取得した前記次再生時刻以降のデータ量を示す未再生データ量を計算し、その計算した前記未再生データ量に応じて、今後の前記フロー転送部が用いる通信資源を変化させるように通信制御する再生状況計算部と、を有することを特徴とする
制御ルータ。
【請求項２】
前記再生状況計算部は、前記通信資源を変化させるように通信制御するときに、前記未再生データ量が第１閾値より小さいときには、パケットの転送時の優先度を上げるとともに、前記未再生データ量が前記第１閾値よりも大きい第２閾値と比べてさらに大きいときには、パケットの転送時の優先度を下げることを特徴とする
請求項１に記載の制御ルータ。
【請求項３】
前記再生状況計算部は、前記通信資源を変化させるように通信制御するときに、前記未再生データ量が第１閾値より小さいときには、フローの通信速度を上げるとともに、前記未再生データ量が前記第１閾値よりも大きい前記第２閾値と比べてさらに大きいときには、フローの通信速度を下げることを特徴とする
請求項１に記載の制御ルータ。
【請求項４】
前記再生状況計算部は、さらに、前記未再生データ量に基づいて、次にフローを受信するときに必要な通信速度をフローごとに計算し、そのフローごとの必要な通信速度の総和と、新規に発生したフローの必要な通信速度との和が、自身の前記フロー転送部が提供する通信速度よりも大きいときには、前記新規に発生したフローを遮断するように通信制御することを特徴とする
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の制御ルータ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の制御ルータと、前記配信されるフローを転送する転送装置とがネットワークで接続されて構成されるコンテンツ転送システム。
【請求項６】
コンテンツ配信サーバからユーザ端末へ向けて配信されるフローを転送する制御ルータによるコンテンツ転送方法であって、
前記制御ルータは、
受信したフローのパケットを前記ユーザ端末へ向けて転送し、
前記転送したパケット量を、前記ユーザ端末の受信済データ量として測定し、
前記転送したパケット内容から前記ユーザ端末が次にフローを再生する時刻である次再生時刻を取得し、
測定された前記受信済データ量と、前記回線速度情報とをもとに、取得した前記次再生時刻以降のデータ量を示す未再生データ量を計算し、その計算した前記未再生データ量に応じて、今後の前記フロー転送部が用いる通信資源を変化させるように通信制御することを特徴とする
コンテンツ転送方法。
【請求項７】
請求項６に記載のコンテンツ転送方法を、コンピュータである前記制御ルータに実行させるためのコンテンツ転送プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御ルータ、コンテンツ転送システム、コンテンツ転送方法、および、コンテンツ転送プログラムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速回線の普及やモバイル端末の性能向上に伴いインターネットビデオの需要が高まっている。インターネットビデオの視聴には多くの通信帯域が必要であり、無線アクセス区間などの細い通信回線がボトルネックとなりやすい。
【０００３】
非特許文献１には、ビデオデータのトラヒックを分析し、通信内容に応じてフロー単位のトラヒック管理や制御を行うポリシ制御が記載されている。ここで、フローとは、同じフローＩＤにより特定される一連の通信（パケット集合）である。なお、フローＩＤとして、例えば、5tuple（送信元IPアドレス、送信元ポート番号、あて先IPアドレス、あて先ポート番号、プロトコル番号）が使用される。
【０００４】
非特許文献２には、回線混雑時においてインターネットビデオを快適に視聴するための技術として、動画ペーシング技術が記載されている。動画ペーシングとは配信サーバのビデオトラヒックをユーザ端末の視聴進行度や蓄積しているデータ量に応じて分割して配信する技術である。これにより、必要以上のビデオデータの転送を抑制し、トラヒック量を下げ、ユーザに対し安定してコンテンツを配信することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“Policy and charging control architecture”, 3GPP TS 23.203
【非特許文献２】Kozo Satoda, Hiroshi Yoshida, Hironori Ito, Kazunori Ozawa, “Adaptive Video Pacing Method Based on the Prediction of Stochastic TCP Throughput,” Global Communications Conference, 2012 IEEE, 3-7 Dec. 2012.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インターネットビデオなどのコンテンツ配信を快適に視聴するためには、一定以上の回線速度（スループット）が必要となる。もし、回線速度が低下してしまい、かつ、受信済みの再生用データも再生し尽くしてしまうと、再生が途切れてしまう。
回線速度の低下要因として、インターネットやモバイルネットワークなどのベストエフォート型ネットワークでは、先行して通信を行っているなどにより受信済みの再生用データを十分に持つ端末のフローが帯域を占有し、新規に通信を開始したなどで再生用データが少ない端末のフローに対して必要な回線速度が割り当てられないことが、挙げられる。
【０００７】
この要因を取り除くための技術に、非特許文献２に記載した制御技術がある。しかし、非特許文献２に記載の制御技術をエンドツーエンドで用いた場合には、ネットワークのボトルネックを解消することができないため、再生を途切れさせないユーザ数を増やせない場合がある。なぜなら、ボトルネックとなる回線を通信するフローの中に、ペーシングを用いている配信サーバからの通信と、用いていない通常の配信サーバからの通信が混在するケースがあるからである。この混在するケースでは、ペーシングで削減した帯域を通常の配信サーバの通信が使用してしまい、再生を途切れさせないユーザ数が充分に増えないことがある。
そこで、ネットワークのボトルネックを解消し再生を途切れさせないユーザ数を増やす目的では、ボトルネックとなる回線の前（入口）でインラインに通過型Proxy装置を設置し、その装置を通過する全ての通信に対してペーシングを施す方法が適している。しかし、この方法では通過型Proxy装置におけるキャッシュ貯蓄機能とキャッシュ配信機能とを処理するための負担が大きく、通信制御を多くのフローへとスケールさせることは難しい。仮に、通過型Proxy装置を多く導入したとしても、その導入コストや、ネットワーク構成が複雑化することによる運用コストが増大してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、フロー数（トラヒック量）の多いコンテンツ転送システムにおいて、ルータの転送機能に備えられている通信制御機能を利用することで、低コストで再生を途切れさせないユーザ数を増やすことを、主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、コンテンツ配信サーバからユーザ端末へ向けて配信されるフローを転送する制御ルータであって、
受信したフローのパケットを前記ユーザ端末へ向けて転送するフロー転送部と、
前記フロー転送部が転送したパケット量を、前記ユーザ端末の受信済データ量として測定するフロー測定部と、
前記フロー転送部が転送したパケット内容から前記ユーザ端末が次にフローを再生する時刻である次再生時刻およびコンテンツの再生に必要な回線速度情報（ビットレート情報）を取得するフロー分析部と、
測定された前記受信済データ量と、前記回線速度情報とをもとに、取得した前記次再生時刻以降のデータ量を示す未再生データ量を計算し、その計算した前記未再生データ量に応じて、今後の前記フロー転送部が用いる通信資源を変化させる再生状況計算部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
これにより、未再生データ量に応じてフロー転送が制御されるので、複数のユーザのフローの未再生データ量が平滑化し、再生を途切れさせないユーザ数を増やすことができる。さらに、制御ルータに備わっている通信制御手段を活用することで、通過型Proxy装置を別途用意する必要がなくなり、低コストで再生を途切れさせないユーザ数を増やすことができる。
【００１１】
本発明は、前記再生状況計算部が、前記通信資源を変化させる計算として、前記未再生データ量が第１閾値より小さいときには、パケットの転送時の優先度を上げるとともに、前記未再生データ量が前記第１閾値よりも大きい第２閾値と比べてさらに大きいときには、パケットの転送時の優先度を下げることを特徴とする。
【００１２】
これにより、未再生データ量を平滑化させるための制御として、Diffservを用いることで、使用可能な通信資源を活用して高品質の再生内容をユーザに提供できる。
【００１３】
本発明は、前記再生状況計算部が、前記通信資源を変化させる計算として、前記未再生データ量が第１閾値より小さいときには、フローの通信速度を上げるとともに、前記未再生データ量が前記第１閾値よりも大きい前記第２閾値と比べてさらに大きいときには、フローの通信速度を下げることを特徴とする。
【００１４】
これにより、未再生データ量を平滑化させるための制御として、Intservを用いることで、通信速度が保証された再生内容をユーザに提供できる。
【００１５】
本発明は、前記再生状況計算部が、さらに、前記未再生データ量に基づいて、次にフローを受信するときに必要な通信速度をフローごとに計算し、そのフローごとの必要な通信速度の総和と、新規に発生したフローの必要な通信速度との和が、自身の前記フロー転送部が提供する通信速度よりも大きいときには、前記新規に発生したフローを遮断することを特徴とする。
【００１６】
これにより、制御ルータの通信資源の範囲内でのフローを収容することにより、過剰なフローの集中を抑制し、既に配信中のフローの品質を保つことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、コンテンツ配信において、低コストで再生を途切れさせないユーザ数を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に関するコンテンツ配信システムを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に関する制御ルータを示す構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に関するフロー管理部の内容および優先度制御部の処理を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に関するフロー管理部の内容および帯域制御部の処理を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に関するフロー転送部の転送の様子を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、コンテンツ配信システムを示す構成図である。このコンテンツ配信システムを構成するコンテンツ配信サーバ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとハードディスク（記憶手段）とネットワークインタフェースを有するコンピュータとして構成され、このコンピュータは、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラムを実行することにより、各処理部を動作させる。
このコンテンツ配信システムを構成する各ルータ（ＧＷ（Gateway）ルータ１１、コアルータ１２〜１４、エッジルータ１５，１６）は、ＣＰＵとメモリ（記憶手段）とネットワークインタフェースを有する通信装置として構成され、この通信装置は、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラムを実行することにより、各処理部を動作させる。
なお、コンテンツ配信サーバ２は、フローの送信元であり、各ルータは送信されたフローを中継する。
【００２１】
コンテンツ配信システムは、コンテンツ配信サーバ２が、ユーザ端末３に対して、コンテンツデータを配信するシステムである。
コンテンツ転送システムは、コンテンツ配信システムのうちのフローを転送する各転送装置（図２に示す制御ルータ１、および、その制御ルータ１の機能のうちの少なくともフローを転送する機能を有する転送装置）が、互いにネットワーク（通信回線）で接続されて構成される。つまり、コンテンツ転送システムは、コンテンツ配信システムから、コンテンツ配信サーバ２やユーザ端末３を除外した各装置のネットワークシステムである。
コンテンツデータは、ビデオデータやオーディオデータなどの再生用データであり、ネットワーク内をフローとして流れる（図１では、フローを破線矢印で表記）。
フローは、コンテンツ配信サーバ２を最上流として、ＧＷルータ１１→コアネットワークの各ルータ（コアルータ１２〜１４）→エッジルータ１５，１６→ユーザ端末３の順に流れる。
【００２２】
ここで、エッジルータ１５には、２台のユーザ端末３が接続されている。１台目のユーザ端末３が先にフローの受信を開始して、多くのエッジルータ１５の通信資源を使用していたとする。２台目のユーザ端末３が後にフローの受信を開始しても、エッジルータ１５には通信資源が少ししか残っていないため、フローの通信速度が不足して、２台目のユーザ端末３の再生が始まるまでに時間がかかってしまう、あるいは再生が途切れてしまうことが懸念される。
そこで、コンテンツ転送システムでは、図２に示す制御ルータ１を、少なくとも１台のルータとして採用する。例えば、エッジルータ１５として、図２に示す制御ルータ１を採用することで、そのエッジルータ１５上を流れる各フローは、その配信先である各ユーザ端末３の再生を途切れさせないように、適切に制御される（制御内容の詳細は、後記）。
【００２３】
なお、ネットワーク設計者は、どのルータを図２に示す制御ルータ１とするかを、任意に設計してもよい。例えば、図１の下流側（ユーザ側制御区間）でフロー制御するためにエッジルータ１５，１６を図２に示す制御ルータ１としてもよいし、図１の上流側（サーバ側制御区間）でフロー制御するためにＧＷルータ１１を図２に示す制御ルータ１としてもよいし、上流側と下流側の両方でフロー制御してもよい。
また、図２に示す制御ルータ１は、不特定多数のコンテンツ配信サーバ２と同じく不特定多数のユーザ端末３との間で発信されるパケットを転送するため、コンテンツ配信サーバ２やユーザ端末３からは特別な設定や通知を行う必要なく、パケットを転送できることが望ましい。そこで、本発明の制御ルータ１では、DPI（Deep Packet Inspection）装置などを用いて転送するパケットから制御に必要となる情報を取得する方式を採用する。これにより、コンテンツ配信サーバ２やユーザ端末３は制御ルータ１に対して直接情報を送受信しないで済む（換言すると、制御ルータ１を意識させない）。
【００２４】
図２（ａ）は、図２（ｂ）の制御ルータを説明するための用語を定義する図である。
フローは、再生開始時刻から再生終了時刻まで再生されるデータであり、現在の再生位置が次再生時刻として示される。ユーザ端末３は、再生開始時刻から再生終了時刻までのいずれかの時刻位置までのデータ（次受信時刻までのデータ）を既に自身の再生用バッファに受信（ダウンロード）している。当然に、受信していないデータは再生できないので、次再生時刻は次受信時刻以前である。
なお、次再生時刻は、現在時刻を用いてもよいし、フロー分析部５３が読み取った、パケットの操作指示である再生位置の指定情報（チャンク形式のビデオなら、チャンク番号）から求めてもよい。
また、再生開始時刻は、フロー配信の開始時刻を用いてもよい。
以上説明した各時刻について、例えば、２時間長の映画を、午後６時から再生開始し、現在（午後６時３０分）までに全体の１／４（３０分）だけ再生した場合を考える。ユーザ端末３の再生用バッファには、現在までに、すでに全体の１／２（前半の１時間分）の分量だけ、ビデオがダウンロードされているとする。
よって、仮にユーザ端末３の通信が遮断される期間が、現在（午後６時３０分）から発生しても、午後７時０分（＝次受信時刻）までは、再生用バッファのデータを消費しながら、ユーザ端末３内の再生を継続できる。
この例では、各時刻情報は、以下の通りである。相対時間表示とは、再生プレイヤーに表示される時刻情報である。
（再生開始時刻）＝午後６時０分（相対時間表示で、０：００）
（再生終了時刻）＝午後８時０分（相対時間表示で、２：００）
（次再生時刻）＝午後６時３０分（相対時間表示で、０：３０）
（次受信時刻）＝午後７時０分（相対時間表示で、１：００）
【００２５】
フロー全体のデータ量は、再生開始時刻から次受信時刻までの受信済データ量と、次受信時刻から再生終了時刻までの未受信データ量との和である。
フローの受信済データ量は、再生開始時刻から次再生時刻までの再生済データ量と、次再生時刻から次受信時刻までの未再生データ量との和である。この未再生データ量は、ユーザ端末３に蓄積されているものの、まだ再生されていないデータ量であり、通信制御を行う有効な手がかりとなる。
ここで、時間長とデータ量とは、ビットレートの平均値である平均ビットレート（Average Bitrate）をもとに換算できる。なお、平均ビットレートは、コンテンツの再生に必要な回線速度情報であり、以下、単に「ビットレート」と略す。「ビットレート＝データ量／そのデータ量を通信するのにかかる時間長」であるので、例えば、受信済データ量＝受信済データ時間長（再生開始時刻から次受信時刻までの時間長）×ビットレートである。
【００２６】
図２（ｂ）は、図１のコンテンツ配信システムに適用される制御ルータ１の構成図である。制御ルータ１は、フロー転送部５１、フロー測定部５２、フロー分析部５３、再生状況計算部５４、フロー管理部５５、優先度制御部５６、および、帯域制御部５７を含めて構成される。
【００２７】
フロー転送部５１は、上流側（コンテンツ配信サーバ２に近い側）から受信したフローのパケットを、下流側（ユーザ端末３に近い側）へと転送する。
フロー測定部５２は、フロー転送部５１が転送したパケット量（受信済データ量）を、フロー分析部５３の分析結果を基にカウントするものであり、カウントの単位にはパケットサイズやパケット数を用いる。なお、フロー測定部５２は、後記するフロー管理部５５内で管理されるフローをカウント対象としてもよい。
フロー分析部５３は、フロー転送部５１が転送するパケットの内容を分析する。フロー分析部５３は、ＤＰＩ装置などにより実現される。フロー分析部５３は、分析結果から、フローごとの各時刻情報（再生開始時刻、再生終了時刻、次再生時刻、次受信時刻）や、フローの再生時ビットレートを取得する。
【００２８】
再生状況計算部５４は、フロー測定部５２やフロー分析部５３が取得したフローの各情報をもとに、フローの未再生データ量を計算する。再生状況計算部５４は、例えば、以下の計算式により計算する。
（未再生データ量）＝（受信済データ量）−（再生済データ量）
（再生済データ量）＝（フローの再生時ビットレート）×（フローの視聴時間）
（フローの視聴時間）＝（次再生時刻）−（再生開始時刻）
フロー管理部５５には、フロー測定部５２、フロー分析部５３、および、再生状況計算部５４の出力結果が、フローごとに管理される。
【００２９】
制御ルータ１は、フロー管理部５５に格納されている情報（とくに、フローの未再生データ量）をもとに、フローごとの通信制御をフロー転送部５１に対して行う通信制御手段（優先度制御部５６、帯域制御部５７）を有する。制御ルータ１は、通信制御手段として、優先度制御部５６か、帯域制御部５７かのいずれか１つを用いる。
なお、優先度制御部５６と帯域制御部５７との違いは、Diffservの優先度制御（QoSマーキングによる優先制御）を行うか（優先度制御部５６）、Intservの帯域制御を行うか（帯域制御部５７）の違いである。この通信制御手段による制御ポリシは、「複数のフロー間で未再生データ量を平滑化すること」である。
【００３０】
つまり、未再生データ量に余裕がある状態では、多少の通信断が発生しても、未再生データ量を消費して再生を継続できる。これにより、未再生データ量を平滑化することで再生を途切れさせないユーザ端末３の台数を増やし、結果、ユーザ全体に与える不快感を減らすことができる。
制御ルータ１の通信制御手段は、「複数のフロー間で未再生データ量を平滑化する」ために、未再生データ量が多いフローに今後は少ない通信資源を与える。これにより、制御ルータ１自身の通信資源の空きが増えるので、制御ルータ１の通信制御手段は、未再生データ量が少ないフローに今後は多くの通信資源を与えることができる。
【００３１】
図３は、フロー管理部の内容および優先度制御部の処理を示す説明図である。
フロー管理部５５は、5tupleなどのフローＩＤで特定されるフローごとに、そのフローの受信済データ量と、未再生データ量と、次受信優先度とを対応付けて格納する。
制御ルータ１は、フロー転送部５１を流れるフローを監視し、フロー管理部５５に未登録のフローＩＤに該当するフローが発生したときに、そのフローをフロー管理部５５に新規登録する。
制御ルータ１は、フロー転送部５１を流れるフローを監視し、フロー管理部５５に登録済のフローが終了したときに、そのフローをフロー管理部５５から削除する。
なお、制御ルータ１は、フローの終了判定として、フローのパケットが所定時間通過しない（タイムアウト）ときに、フローを終了したとしてもよいし、フロー分析部５３がフローのパケットからフローの終了を示す情報（ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）などのセッションでは、「FINフラグ」）を読み取ったときに、フローを終了したとしてもよい。
【００３２】
フロー管理部５５の次受信優先度は、次に（現在時刻以降に）フロー転送部５１がフローを転送するときのDiffservにおける優先度であり、その優先度が高いほど、他のパケットよりも優先して転送される。
再生状況計算部５４は、例えば、以下の判定式により、未再生データ量から次受信優先度を決定する。
if(未再生データ量＜１０[MB]) then 次受信優先度＝高優先（EF：Expedited Forwarding）
if(１０[MB]≦未再生データ量＜３０[MB]) then 次受信優先度＝中優先（AF：Assured Forwarding）
if(３０[MB]≦未再生データ量) then 次受信優先度＝低優先（BF：Best Effort）
優先度制御部５６は、フロー管理部５５の次受信優先度を読み取って、フロー転送部５１に設定する。
なお、前記したように、フロー管理部５５は、未再生データ量とデータ量閾値との比較を行うことで、次受信優先度を決定する判定式を計算した。一方、この判定式の代わりに、フロー管理部５５は、デバイスやコンテンツに応じた未再生データの再生時間相当（例：10秒分）と、時間閾値との比較を行う判定式を計算して、制御パラメータ（図３（ｂ）の次受信優先度や、図４（ａ）の次受信速度）を決定してもよい。
【００３３】
以下、３つのフローｆ１，ｆ２，ｆ３を例に、フロー管理部５５の内容と通信制御の内容とを、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
なお、図３（ａ）〜（ｃ）は、以下の条件に基づいて例示する。
・帯域幅120[Mbps]の回線を用いる。
・フローｆ３、ｆ１、ｆ２の順で10[秒]間隔で通信を開始する。
・図３（ｂ）の状態である現時刻は、ｆ3開始から30秒後とする。
・視聴するコンテンツのビットレートは一律40[Mbps]とする。
図３（ａ）は、３つのフローｆ１，ｆ２，ｆ３の再生開始時刻の順序を示す図である。フローｆ３，ｆ１，ｆ２の順に再生とその再生に伴うデータ受信が開始されている。なお、再生開始時刻における次受信優先度の初期設定は、中優先（AF）である。再生状況計算部５４は、優先度制御部５６を介して次受信優先度＝中優先（AF）をフロー転送部５１に設定させる。
【００３４】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の３つのフローについての、フロー管理部５５の内容と通信制御の内容とを示す。以下に示すように、再生開始時刻が古いほど、データの受信時間を長く確保できるので、未再生データ量も多くできる。
フローｆ１においては、再生開始順序が２番目であり、未再生データ量が適切に溜まっている（残り２５[MB]）。
フローｆ２においては、再生開始順序が３番目であり、未再生データ量がまだ充分に溜まっていない（残り０[MB]）。
フローｆ３においては、再生開始順序が１番目であり、未再生データ量が多く溜まっている（残り１２５[MB]）。
このように、各ユーザの再生開始時刻によって、未再生データ量がばらつくこともある。そこで、再生状況計算部５４は、前記した判定式により、未再生データ量が少ないフローｆ２の次受信優先度を高優先（EF）に上げるとともに、未再生データ量が多いフローｆ３の次受信優先度を低優先（BF）に下げる。
【００３５】
図３（ｃ）は、図３（ｂ）から５秒が経過した次の状態である。図３（ｂ）では、３つのフローの次受信優先度をそれぞれ異なるものとしたため、図３（ｃ）では、３つのフローの受信済データ量の増加量もばらつきがある（＋２５[MB]，＋５０[MB]，＋０[MB]）。
これにより、フローｆ３の通信量を絞って得た通信資源を用いて、フローｆ２は多くのデータを受信できるので、図３（ｂ）のフローｆ２の未再生データ量が不足する問題は、図３（ｃ）では解消している。
なお、次受信優先度は、現在の未再生データ量をもとに、更新（再計算）される。図３（ｃ）では、データ不足が解消したフローｆ２の次受信優先度が中優先（AF）へと戻っている。
【００３６】
以上、図３で説明したように、制御ルータ１は、次受信優先度を設定することで、フローｆ１〜ｆ３の未再生データ量を全体で平滑化することができ、どのフローｆ１〜ｆ３の再生も、途切れさせないようにすることができる。ここで、Diffservの優先制御では、回線に余剰帯域があった場合、その余剰帯域を全て使い切ることが可能なので、単に再生を途切れさせないだけでなく、再生品質を向上させることもできる。
【００３７】
図４は、フロー管理部の内容および帯域制御部の処理を示す説明図である。
図４（ａ）は、再生状況計算部５４が計算した、帯域制御部５７を介して設定する次受信速度を示す説明図である。次受信速度とは、対応するフローについて、次に（今後）転送するときの通信速度を示す。
図４のフロー管理部５５では、未再生データ量をもとに計算される通信制御用パラメータが、図３の次受信優先度から次受信速度へと置き換わっている。なお、図４では、受信済データ量は、記載を省略しているが、実際には図３と同様にフロー管理部５５に格納されている。
再生状況計算部５４は、例えば、以下の計算式により、次受信速度を計算する。
次受信速度＝１５００／未再生データ量
（ただし、１５００は、反比例定数の一例）
【００３８】
または、再生状況計算部５４は、次受信優先度と同様に閾値で区切って、次受信速度を求めてもよい。
if(未再生データ量＜１０[MB]) then 次受信速度＝１００[Mbps]
if(１０[MB]≦未再生データ量＜３０[MB]) then 次受信速度＝５０[Mbps]
if(３０[MB]≦未再生データ量) then 次受信速度＝１０[Mbps]
【００３９】
図４（ｂ）では、フロー管理部５５の通信制御用パラメータが、図４（ａ）の次受信速度から次受信必要速度へと置き換わっている。次受信必要速度は、対応するフローについて、次に（今後）転送するときに必要な通信速度を示す。つまり、次受信速度≧次受信必要速度であり、例えば、次受信必要速度＝フローの視聴に必要なビットレート値である。または、次受信必要速度＝ｆ（未再生データ量）という関数（未再生データ量に基づいて次受信必要速度を求める従属関数）を計算することにより、求めてもよい。
【００４０】
再生状況計算部５４は、フロー管理部５５内の各フロー（フローＩＤ＝ｆ１，ｆ２，…）の次受信必要速度を求め、それらの合計を計算する（計算結果は、図４（ｂ）の下から２行目「２８００[Mbps]」）。
そして、制御ルータ１は、新たなフローｆｎが発生したときに、自身が提供できる通信資源（例えば、「３０００[Mbps]」）と、新たなフローｆｎを含めた次受信必要速度の総和（２８００[Mbps]＋４００[Mbps]＝３２００[Mbps]）とを比較する。
【００４１】
もし、次受信必要速度の総和が、提供できる通信資源を超過する（前記の例では、３２００[Mbps]＞３０００[Mbps]）場合は、フロー間で通信資源を融通し合おうとすると、全てのフローに対して再生に必要な通信資源を割り当てられず、既存のいずれかのフローｆｍ（ｍ≦ｎ）の再生に影響を与える可能性がある。このような資源不足になるときには、新たなフローｆｎを遮断（リジェクト）することで、制御ルータ１が既に転送している他のフロー群に迷惑をかけずに、フロー転送を継続することができる。
【００４２】
図５は、フロー転送部の転送の様子を示すグラフである。図５（ａ）に示すフロー（以下、ユーザＡのフロー）と、図５（ｂ）に示すフロー（以下、ユーザＢのフロー）とは、同じ制御ルータ１内で同じ時刻に（時刻軸が対応する）転送される。
図５（ａ）では、ユーザＡが先行して通信を開始し、時刻ｔ１において、未再生データ量が大きくなったところで、ユーザＢが通信を開始する。
なお、実線のグラフは、本実施形態の未再生データ量をもとにした通信制御（詳細は、図２，図３で説明）を示すグラフである。一方、破線のグラフは、比較例として、ＴＣＰのバッファ制御を示すグラフである。
【００４３】
図５（ｂ）では、ユーザＢが通信を開始する時刻ｔ１以降、優先制御により、既に端末に十分量なビデオデータを蓄積しているユーザＡのフローの回線速度を下げ、ユーザＢの回線速度を上げる。これにより、ユーザＢのフローは、早期に未再生データ量が溜まることで、早期に視聴を開始できる。このとき、回線速度制御は、ユーザＡの未再生データを消費し切らない範囲で行うものとする。ユーザＡの未再生データ量は、時刻ｔ１ではすでにある程度溜まっており、回線速度の低下があっても、未再生データを消費し切らない限りユーザＡの動画視聴に影響が出ない。
さらに、時刻ｔ２以降では、ユーザＢに未再生データ量に余裕ができたので、優先制御を解除する（ユーザＡの回線速度を上げ、ユーザＢの回線速度を下げる）。このように、実線のグラフでは、各フローの未再生データ量に応じたきめ細かな通信制御が行われるので、ユーザＡの動画視聴を損ねることなく，Ｂの未再生データ量が充分に溜まるまでの期間を短縮化できる。
一方、破線のグラフでは、大まかには、実線のグラフの傾向と類似するものの、回線速度遷移がＴＣＰ輻輳制御に依存するので、ユーザＢの回線速度が充分な速度になるまでに時間がかかってしまう。
【００４４】
以上説明した本実施形態のコンテンツ転送システム（制御ルータ１）は、パケット網におけるトラフィック制御に関し、特に、フロー単位でのトラフィックの分析や制御を行うものである。
再生状況計算部５４は、フロー分析部５３が取得したビットレートと、フロー測定部５２が測定した転送したパケット量から、ユーザ端末３に蓄積された未再生データ量を計算する。そして、再生状況計算部５４は、計算した未再生データ量をもとに、優先度制御部５６や帯域制御部５７を介して、ビデオデータ量に応じてフローを動的に制御させる。
【００４５】
一方、従来の技術には、ネットワークのインラインに通過型Proxyを設置し非特許文献２の動画ペーシング技術を用いる方法もある。通過型Proxyが備えるキャッシュ貯蓄機能とキャッシュ配信機能とにより、ユーザへ安定してコンテンツを配信することができる。しかし、これらのキャッシュ機能は、搭載される通過型Proxy装置に多大な計算機資源を要求するものであり、多くのフローへとスケールさせることは難しい。
【符号の説明】
【００４６】
１      制御ルータ
２      コンテンツ配信サーバ
３      ユーザ端末
１１    ＧＷルータ
１２    コアルータ
１３    コアルータ
１４    コアルータ
１５    エッジルータ
１６    エッジルータ
５１    フロー転送部
５２    フロー測定部
５３    フロー分析部
５４    再生状況計算部
５５    フロー管理部
５６    優先度制御部
５７    帯域制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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