(57)【要約】【課題】コンテンツの転送ノードの輻輳状態に応じて先読みを制御することによって、転送ノードがどのような輻輳状態であっても、ネットワークを使用するすべてのユーザの平均的な体感品質を高める。【解決手段】プロキシサーバ１は、ユーザ端末が取得中のコンテンツ以外にアクセスする可能性のあるコンテンツを予め取得する先読みを制御する。プロキシサーバ１は、ユーザ端末に対してコンテンツを提供する転送ノードの輻輳状態を判定する輻輳判定部１１と、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行するか否かを判定する先読み判定部１２と、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行する場合であっても、転送ノードが輻輳していると判定された場合は、先読みを停止させる制御部１３と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ端末が取得中のコンテンツ以外にアクセスする可能性のあるコンテンツを予め取得する先読みを制御するトラヒック制御装置であって、
前記ユーザ端末に対してコンテンツを提供する転送ノードの輻輳状態を判定する輻輳判定部と、
前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行するか否かを判定する先読み判定部と、
前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であっても、前記転送ノードが輻輳していると判定された場合は、前記先読みを停止させる制御部と、を備えることを特徴とするトラヒック制御装置。
【請求項２】
前記輻輳判定部は、複数の閾値を用いて多段階に前記転送ノードの輻輳状態を判定することを特徴とする請求項１記載のトラヒック制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合、前記閾値で示される前記転送ノードの輻輳度合いに応じて、適応的に前記先読みを実行させることを特徴とする請求項２記載のトラヒック制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であって、前記転送ノードが輻輳していないと判定された場合は、前記先読みを実行させることを特徴とする請求項１記載のトラヒック制御装置。
【請求項５】
ユーザ端末が取得中のコンテンツ以外にアクセスする可能性のあるコンテンツを予め取得する先読みを制御するプログラムであって、
前記ユーザ端末に対してコンテンツを提供する転送ノードの輻輳状態を判定する処理と、
前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行するか否かを判定する処理と、
前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であっても、前記転送ノードが輻輳していると判定された場合は、前記先読みを停止させる処理と、の一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
複数の閾値を用いて多段階に前記転送ノードの輻輳状態を判定することを特徴とする請求項５記載のプログラム。
【請求項７】
前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合、前記閾値で示される前記転送ノードの輻輳度合いに応じて、適応的に前記先読みを実行させることを特徴とする請求項６記載のプログラム。
【請求項８】
前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であって、前記転送ノードが輻輳していないと判定された場合は、前記先読みを実行させることを特徴とする請求項５記載のプログラム。
【請求項９】
ユーザ端末が取得中のコンテンツ以外にアクセスする可能性のあるコンテンツを予め取得する先読みを制御するトラヒック制御方法であって、
輻輳判定部において、前記ユーザ端末に対してコンテンツを提供する転送ノードの輻輳状態を判定するステップと、
先読み判定部において、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行するか否かを判定するステップと、
制御部において、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であっても、前記転送ノードが輻輳していると判定された場合は、前記先読みを停止させるステップと、を少なくとも含むことを特徴とするトラヒック制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザ端末が取得中のコンテンツ以外にアクセスする可能性のあるコンテンツを予め取得する先読みを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、「先読み」の技術が知られている。この「先読み」とは、サーバ、プロキシまたはクライアントにおいて、ユーザが次にアクセスする可能性のあるコンテンツを事前に取得し、ユーザ端末のキャッシュに格納しておく機能のことである。この「先読み」は、通常バックグラウンドで行なわれ、ユーザがリクエストしたコンテンツの表示には影響を与えない。そして、先読みしたコンテンツをユーザが実際にリクエストしたときに、そのリクエストに対する高速なレスポンスを実現し、ユーザ体感品質を向上させる。
【０００３】
特許文献１には、先読み（プッシュ）対象コンテンツをシステムに事前登録し、プロキシとクライアント間で必要情報をやり取りすることで、事前登録したコンテンツの先読みを制御する技術が開示されている。また、無線ネットワークの状態を監視し、先読みに適さない状態と判断した場合は先読みを遅延させる。
【０００４】
特許文献２には、ビデオを対象として、アクセスノードの輻輳状態ならびにエンド端末のオンライン／オフライン状態を区別して、先読みを制御する技術が開示されている。
【０００５】
非特許文献１には、ウェブページを対象に、リクエストされたウェブページのＨＴＭＬを解析し、ウェブページ内のオブジェクトを先読み（プッシュ）する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０４４１６４号公報
【特許文献２】欧州特許出願公開第２０９６８３１号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】N.D.R. Armstrong et al., “Just-In-Time Push Prefetching: Accelerating the Mobile Web,” IEEE AINA 2013.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、多種多様なコンテンツが流れるキャリア網内での制御を想定した場合、事前登録されたコンテンツの先読み制御を実行するために、全コンテンツに対する事前登録をしなければならず、現実的ではない。また、特許文献２記載の技術は、エンド端末のオンライン／オフライン状態を転送ノード（アクセスノード）に通知する必要があるため、専用のクライアントが必要となり、人の労力やコストが大きくなってしまう。また、特許文献２記載の技術は、ビデオに特化しているため、ビデオではない場合には適用することができない。さらに。非特許文献１記載の技術は、輻輳状態を管理せず、輻輳時に先読みを遮断することはしないため、ユーザ体感品質の改善は限定的となってしまう。また、非特許文献１記載の技術は、ユーザからリクエストされたウェブページのみを対象としているため、本明細書における「先読み」と同じ効果を奏することはできない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コンテンツの転送ノードの輻輳状態に応じて先読みを制御することによって、転送ノードがどのような輻輳状態であっても、ネットワークを使用するすべてのユーザの平均的な体感品質を高めることができるトラヒック制御装置、プログラムおよびトラヒック制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明のトラヒック制御装置は、ユーザ端末が取得中のコンテンツ以外にアクセスする可能性のあるコンテンツを予め取得する先読みを制御するトラヒック制御装置であって、前記ユーザ端末に対してコンテンツを提供する転送ノードの輻輳状態を判定する輻輳判定部と、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行するか否かを判定する先読み判定部と、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であっても、前記転送ノードが輻輳していると判定された場合は、前記先読みを停止させる制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このように、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行する場合であっても、転送ノードが輻輳していると判定された場合は、先読みを停止させるので、ユーザトラヒックの増加を回避することができる。その結果、転送ノードがどのような輻輳状態であっても、ネットワークを使用するすべてのユーザの平均的な体感品質を高めることができる。
【００１２】
（２）また、本発明のトラヒック制御装置において、前記輻輳判定部は、複数の閾値を用いて多段階に前記転送ノードの輻輳状態を判定することを特徴とする。
【００１３】
このように、複数の閾値を用いて多段階に転送ノードの輻輳状態を判定するので、先読みの実行または停止を輻輳の度合いに応じて柔軟に判断することが可能となる。
【００１４】
（３）また、本発明のトラヒック制御装置において、前記制御部は、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合、前記閾値で示される前記転送ノードの輻輳度合いに応じて、適応的に前記先読みを実行させることを特徴とする。
【００１５】
このように、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行する場合、閾値で示される転送ノードの輻輳度合いに応じて、適応的に前記先読みを実行させるので、転送ノードの輻輳状態に応じて、最も適切な先読みを実行することが可能となる。この結果、ネットワークを使用するすべてのユーザの平均的な体感品質を高めることができる。
【００１６】
（４）また、本発明のトラヒック制御装置において、前記制御部は、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であって、前記転送ノードが輻輳していないと判定された場合は、前記先読みを実行させることを特徴とする。
【００１７】
このように、ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であって、転送ノードが輻輳していないと判定された場合は、先読みを実行させるので、そのユーザ端末の体感品質を向上させることが可能となる。
【００１８】
（５）また、本発明のプログラムは、ユーザ端末が取得中のコンテンツ以外にアクセスする可能性のあるコンテンツを予め取得する先読みを制御するプログラムであって、前記ユーザ端末に対してコンテンツを提供する転送ノードの輻輳状態を判定する処理と、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行するか否かを判定する処理と、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であっても、前記転送ノードが輻輳していると判定された場合は、前記先読みを停止させる処理と、の一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１９】
このように、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行する場合であっても、転送ノードが輻輳していると判定された場合は、先読みを停止させるので、ユーザトラヒックの増加を回避することができる。その結果、転送ノードがどのような輻輳状態であっても、ネットワークを使用するすべてのユーザの平均的な体感品質を高めることができる。
【００２０】
（６）また、本発明のプログラムは、複数の閾値を用いて多段階に前記転送ノードの輻輳状態を判定することを特徴とする。
【００２１】
このように、複数の閾値を用いて多段階に転送ノードの輻輳状態を判定するので、先読みの実行または停止を輻輳の度合いに応じて柔軟に判断することが可能となる。
【００２２】
（７）また、本発明のプログラムは、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合、前記閾値で示される前記転送ノードの輻輳度合いに応じて、適応的に前記先読みを実行させることを特徴とする。
【００２３】
このように、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行する場合、閾値で示される転送ノードの輻輳度合いに応じて、適応的に前記先読みを実行させるので、転送ノードの輻輳状態に応じて、最も適切な先読みを実行することが可能となる。この結果、ネットワークを使用するすべてのユーザの平均的な体感品質を高めることができる。
【００２４】
（８）また、本発明のプログラムは、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であって、前記転送ノードが輻輳していないと判定された場合は、前記先読みを実行させることを特徴とする。
【００２５】
このように、ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であって、転送ノードが輻輳していないと判定された場合は、先読みを実行させるので、そのユーザ端末の体感品質を向上させることが可能となる。
【００２６】
（９）また、本発明のトラヒック制御方法は、ユーザ端末が取得中のコンテンツ以外にアクセスする可能性のあるコンテンツを予め取得する先読みを制御するトラヒック制御方法であって、輻輳判定部において、前記ユーザ端末に対してコンテンツを提供する転送ノードの輻輳状態を判定するステップと、先読み判定部において、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行するか否かを判定するステップと、制御部において、前記ユーザ端末がコンテンツの前記先読みを実行する場合であっても、前記転送ノードが輻輳していると判定された場合は、前記先読みを停止させるステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。
【００２７】
このように、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行する場合であっても、転送ノードが輻輳していると判定された場合は、先読みを停止させるので、ユーザトラヒックの増加を回避することができる。その結果、転送ノードがどのような輻輳状態であっても、ネットワークを使用するすべてのユーザの平均的な体感品質を高めることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行する場合であっても、転送ノードが輻輳していると判定された場合は、先読みを停止させるので、ユーザトラヒックの増加を回避することができる。その結果、転送ノードがどのような輻輳状態であっても、ネットワークを使用するすべてのユーザの平均的な体感品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本実施形態に係るトラヒック制御装置の動作の概念を示す図である。
【図１Ｂ】本実施形態に係るトラヒック制御装置の動作の概念を示す図である。
【図２】本実施形態に係るプロキシサーバ１の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係るプロキシサーバ１の動作を示すフローチャートである。
【図４】基地局の輻輳状態を監視し、基地局の輻輳度合いに応じて先読みを制御する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施形態に係るトラヒック制御装置は、一般的に用いられているブラウザによるユーザからのＷＥＢコンテンツリクエストに対し、基地局等の転送ノードの輻輳状況に応じたＷＥＢコンテンツの先読み制御を行なう。すなわち、本実施形態に係るトラヒック制御装置としてのプロキシサーバは、基地局等の転送ノードの輻輳状態（例えば、転送ノードにおけるリソース使用割合）を把握することが可能であり、この輻輳状態に応じて、先読みを実行または停止させる。ここで、「輻輳」とは、転送ノードを通過するユーザ数ならびにトラヒック量が多いことにより、転送ノードの使用率が高くなっている状態を意味する。本実施形態では、一般的なブラウザからアクセスしたトラヒックを制御対象とするため、クライアント側での特別な対応は必要としない。
【００３１】
先読みを実行すると、ユーザからリクエストがあったコンテンツ以外のコンテンツのトラヒックが流れることとなるため、転送ノードが輻輳している場合、輻輳を悪化させる可能性がある。そこで、本実施形態では、転送ノードにおける輻輳状況を考慮した先読みの制御を行なう。本実施形態に係る先読み制御用のプロキシサーバは、以下の２種類の制御を行ない、ユーザ体感品質向上を図る。
・輻輳した転送ノードを経由しないユーザに対し、コンテンツを先読みさせる。
・輻輳した転送ノードを経由するユーザトラヒックに対し、先読みのみを遮断する。
【００３２】
なお、本発明において、先読みを制御する対象となるＷＥＢコンテンツに対する事前登録は不要である。
【００３３】
図１Ａおよび図１Ｂは、本実施形態に係るトラヒック制御装置の動作の概念を示す図である。インターネット１００上に設けられているサーバ１０１からクライアント（ユーザ端末）１０４に対して、コンテンツが提供される。図１Ａにおいて、プロキシサーバ１は、転送ノード１０２、１０３が輻輳（混雑）しているかどうかを判断し、いずれの転送ノードも輻輳（混雑）していないため、先読みを実行する。これを図１Ａでは、プロキシサーバ１からクライアント１０４に太線の矢印で示す。
【００３４】
一方、図１Ｂにおいて、プロキシサーバ１は、転送ノード１０２、１０３が輻輳（混雑）しているかどうかを判断する。図１Ｂでは、転送ノード１０３が輻輳状態であることが判明したため、プロキシサーバ１は、クライアント１０４の先読みを遮断（停止）する。これを図１Ｂでは、プロキシサーバ１からクライアント１０４に細線の矢印で示す。
【００３５】
図２は、本実施形態に係るプロキシサーバ１の概略構成を示すブロック図である。プロキシサーバ１は、通信インタフェース１０を介して、インターネット上に設けられたサーバと通信を行ない、また、ユーザ端末（クライアント）と通信を行なう。輻輳判定部１１は、ユーザ端末に対してコンテンツを提供する転送ノードの輻輳状態を判定する。先読み判定部１２は、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行するか否かを判定する。
【００３６】
制御部１３は、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行する場合であっても、転送ノードが輻輳していると判定された場合は、先読みを停止させる。また、制御部１３は、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行する場合、閾値で示される転送ノードの輻輳度合いに応じて、適応的に先読みを実行させても良い。また、制御部１３は、ユーザ端末がコンテンツの先読みを実行する場合であって、転送ノードが輻輳していないと判定された場合は、先読みを実行させる。
【００３７】
これらの各構成要素は、バス１４によって接続されており、相互に信号を送受信することが可能となっている。
【００３８】
図３は、本実施形態に係るプロキシサーバ１の動作を示すフローチャートである。プロキシサーバ１は、ネットワーク上のユーザトラヒックを観測する（ステップＳ１）。その後、ユーザトラヒックが流れる転送ノードの輻輳状態を判定する（ステップＳ２）。さらに、そのユーザトラヒックが先読みを行なうか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００３９】
次に、転送ノードが輻輳しているかどうかを判断し（ステップＳ４）、輻輳している場合、ステップＳ５に遷移する。ステップＳ５において、そのユーザトラフィックが先読みを行なうか否かを判断し（ステップＳ５）、先読みを行なう場合は、先読みを遮断し（ステップＳ６）、終了する。一方、ステップＳ５において、先読みを行なわない場合は、そのまま終了する。
【００４０】
一方、ステップＳ４において、転送ノードが輻輳していない場合は、先読みを実行し（ステップＳ７）、終了する。
【００４１】
輻輳状態の判定は、例えば、転送ノードにおける直近の単位時間当たりのリソース使用割合を閾値処理することによって行なう。輻輳判定で「非輻輳」と判定された場合に先読みを実行するが、非輻輳状態であっても転送ノードの輻輳度合いは異なる。また、先読み対象のコンテンツは１つとは限らず、複数可能で、先読みさせるコンテンツの数量を調整することが可能である。
【００４２】
従って、輻輳ノードを増加させないことを制約条件とし、転送ノードの輻輳度合いに応じて先読みを実行するコンテンツの数量を増減させることによって、先読み実行処理を制御させても良い。この場合、先読みを実行する全コンテンツの中から、ユーザリクエストがされる可能性が高いファイルから順番に、または、ファイルサイズが小さなものから順番に、混雑度合いに応じて選択することによって、効果的な先読みが実現される。
【実施例１】
【００４３】
近時、いわゆるモバイルキャリアにとって、ユーザトラヒックの急増に伴う基地局の輻輳対策が急務である。その一方、ユーザ体感品質向上による他社差別化も重要である。そこで、本明細書では、好適な実施例を提示する。図４は、基地局の輻輳状態を監視し、基地局の輻輳度合いに応じて先読みを制御する様子を示す図である。現在、ボトルネックになりやすい基地局の混雑度を、先読みの実行または停止の判断で考慮することで、常にユーザ体感品質を向上させることが可能である。
【００４４】
図４において、輻輳情報管理部１１０は、各基地局の輻輳情報を管理し、プロキシサーバ１にその輻輳情報を提供する。プロキシサーバ１は、インターネット１００上に設けられているサーバ１０１から、混雑している基地局１２０に在圏しているユーザ端末Ｕ２〜Ｕ４に対して、コンテンツを提供する場合、一点鎖線で示したように、先読みを遮断する。一方、プロキシサーバ１は、サーバ１０１から、混雑していない基地局１２１に在圏しているユーザ端末Ｕ１に対して、コンテンツを提供する場合、太字の実線で示したように、先読みを実行する。
【００４５】
なお、先読み制御用のプロキシサーバ１は、ユーザトラヒックが観測可能かつ輻輳情報を取得可能なサーバ・ユーザ間の任意の地点に設置可能であるが、プロキシサーバ１を分散配置するために必要となるコストを抑制するため、トラヒックの集約地点へ設置し、集中制御することが望ましい。また、基地局の混雑情報は、必ずしも基地局から直接取得する必要はなく、例えば基地局の上流でパケットを観測して得ることも可能である。
【００４６】
また、先読みの実行に関しては、以下の事項と組み合わせることも可能である。
・先読みするコンテンツを事前契約したコンテンツプロバイダー／ＣＤＮ事業者が配信するコンテンツに限定すること。
・先読みするコンテンツの内容・量をユーザプロファイル情報（例えば、リクエストに含まれるUser-Agent）に基づいて調整すること。
・先読みを行なった場合、そのトラヒック量を規制のためのトラヒック量カウントから除外すること。
・先読みの実行に伴うオリジンサーバの負荷を低減するために、プロキシはキャッシュサーバとして動作し、キャッシュに蓄積されたコンテンツのみを先読みさせること。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、転送ノードの輻輳状態に応じて先読みを制御することにより、輻輳状態がいかなる場合においても、ネットワークを使用する全ユーザの平均的な体感品質を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１  プロキシサーバ
１０  通信インタフェース
１１  輻輳判定部
１２  先読み判定部
１３  制御部
１４  バス
１００  インターネット
１０１  サーバ
１０２  転送ノード
１０３  転送ノード
１０４  クライアント
１１０  輻輳情報管理部
１２０  基地局
１２１  基地局
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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