(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続されたサービスパーツを組み合わせることによって前記ネットワークを介してユーザーにサービスが提供されるネットワークにおける、同一機能の複数のサービスパーツから前記サービスの提供に用いられるサービスパーツを選択する方法であって、
サービスパーツごとにメトリックを設定し、
前記ユーザーに対してサービスを提供する際に、前記メトリックを含めてコストを算出して最小コストとなるようにルーティングを行い、前記サービスの提供に用いるサービスパーツを選択し、
前記サービスパーツごとに、いずれかのユーザーへのサービスの提供における当該サービスパーツの使用状況に応じて、当該サービスパーツの前記メトリックを減少させる、
サービスパーツ選択方法。
【請求項２】
前記サービスパーツごとに、当該サービスパーツを用いるサービスの提供を受けている前記ユーザーの数に比例して、前記メトリックを減少させる、請求項１に記載のサービスパーツ選択方法。
【請求項３】
前記メトリックの減少に係る初期値をΔとして、前記サービスパーツごとに、当該サービスパーツを用いるサービスの提供を受けるｉ番目のユーザーに対して前記メトリックをΔ／ｉだけ減少させる、請求項１に記載のサービスパーツ選択方法。
【請求項４】
未使用状態である前記サービスパーツを周期的にスリープ状態とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサービスパーツ選択方法。
【請求項５】
ネットワークと前記ネットワークに接続した複数のサービスパーツとを備え、前記サービスパーツを組み合わせることによってユーザーにサービスを提供するネットワークシステムであって、
前記サービスパーツごとに、いずれかのユーザーへのサービスの提供における当該サービスパーツの使用状況に応じて、減少するようにメトリックが設定され、
前記ユーザーに対してサービスを提供する際に、前記メトリックを含めてコストを算出して最小コストとなるようにルーティングが行なわれて前記サービスの提供に用いるサービスパーツが選択される、ネットワークシステム。
【請求項６】
未使用状態である前記サービスパーツを周期的にスリープ状態として当該サービスパーツで消費される電力を減少されるようにした、請求項５に記載のネットワークシステム。
【請求項７】
前記サービスパーツの使用頻度が小さいほど当該サービスパーツでのスリープ状態の期間が長く設定される、請求項６に記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク上に分散配置されたサービスパーツを選択する方法と、そのように選択されるサービスパーツを有するネットワークシステムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
あらゆるデバイスがネットワークに接続される時代となり、ネットワーク上に分散配置されたデバイスが提供する機能を組み合わせることによって、それらの機能が一体化したサービスをユーザーに提供することができるようになってきている。どの機能を組み合わせるかによって、種々のサービスを提供することができる。ここで、サービスの要素となる機能のことをサービスパーツと呼び、またこのように構成されたネットワーク環境はユビキタスグリッドネットワーキング環境（ｕＧｒｉｄ）とも呼ぶ。各サービスパーツは、それぞれ、ネットワーク上に配置されたデバイスによって実現される。ネットワークには、同一の機能を有するサービスパーツは複数存在していてもよく、むしろ大規模ネットワークの場合であれば、ネットワーク上に同一機能の複数のサービスパーツが配置しているとして、ネットワーク内でのユーザーからの距離などに応じて最適なサービスパーツを選択できるようになっていることが好ましい。
【０００３】
図４は、ネットワーク内にあるサービスパーツの組み合わせによってユーザーに対してサービスを提供する例を示している。ここに示した例は、デバイスＳ（カメラ）で取得した画像に対して広告を挿入し、ユーザーの例えばスマートフォンｄのディスプレイに対して解像度を調整した上でその画像を表示するものである。カメラのデバイスＳとスマートフォンｄとがネットワークに接続しているとして、このネットワーク内に、広告挿入をと行うソフトウェアを実装した複数のデバイス（サービスパーツＢ）と、ユーザーのディスプレイの解像度を調査して画像の解像度調整を行うソフトウェアを実装した複数のデバイス（サービスパーツＡ）とが点在している。これらのサービスパーツの中から、広告挿入のための１つのサービスパーツと解像度調整のための１つのサービスパーツを選択することによって、ユーザーのスマートフォンｄに対して全体として１つのサービスが提供されることになる。サービスパーツの選択では、ネットワーク内において最も近い距離のサービスパーツを選択するのが効率が高い、と考えられていた。
【０００４】
図５は、従来技術におけるサービスパーツの選択方法を説明する図である。ここでは、カメラのデバイスＳからの画像を２つのユーザー端末ｄ１，ｄ２に配信する場合を考える。ここでも上述と同様に、デバイスＳからの画像に対して広告挿入と解像度調整の処理が行われるものとする。図５の（ａ）に示すように、ネットワークは、図において無印の白丸「○」で示す複数の中継ノードと、「広告挿入」を実行する２つのサービスパーツＢ−１，Ｂ−２と、「解像度調整」を実行する２つのサービスパーツＡ−１，Ａ−２と、を含んでいる。このようなネットワークに対し、カメラのデバイスＳと、ユーザー端末ｄ１，ｄ２が接続している。中継ノード、デバイスＳ、ユーザー端末ｄ１，ｄ２及びサービスパーツを総称してノードと呼ぶことにすると、各ノード間を接続するリンクが図において太実線で示されている。各リンクの近傍に示されている数字は、当該リンクのリンクメトリック（リンクコスト）であり、例えば、距離を示すメトリックである。リンクメトリックは、一般的なネットワーク設計でも用いられており、このようなリンクメトリックが与えられれば、ユーザー端末ｄ１，ｄ２の各々ごとに、カメラのデバイスＳから、サービスパーツＢ−１，Ｂ−２のいずれか一方と、サービスパーツＡ−１、Ａ−２のいずれか一方を経由して、当該ユーザー端末に至る最小のメトリックの経路すなわち最も短いルートを求めることができる。この最小のメトリックの経路を求めるためのルーチングの処理は、例えば、周知の技術により、各ノード（特に複数のリンクに接続するノード）において自律分散的に行うことができる。ここで示した例では、ユーザー端末ｄ１へは、図示破線で示すように、デバイスＳ→サービスパーツＢ−１→サービスパーツＡ−１→ユーザー端末ｄ１となるルートが最も短いルートとなり、ユーザー端末ｄ２へは、図示点線で示すように、デバイスＳ→サービスパーツＢ−２→サービスパーツＡ−２→ユーザー端末ｄ２となるルートが最も短いルートとなる。
【０００５】
ユーザー端末ｄ１，ｄ２の各々ごとに、最も短いルートとなるようにサービスパーツを選択した場合、わずかなメトリックの違いでも、それぞれ独立のサービスパーツＡ−１，Ａ−２を１人のユーザで使用し、同様にサービスパーツＢ−１，Ｂ−２もそれぞれが１人のユーザによって使用されることになる。ところで、図５の（ｂ）において一点鎖線で示すように、ユーザー端末ｄ２が、ユーザー端末ｄ１とサービスパーツＡ−１，Ｂ−１を共有して使用するようにすると、経済的であるとともに、いずれのユーザーによっても使用されないサービスパーツＡ−２，Ｂ−２の電源を断とすることも可能であり、ネットワーク全体としてみたときの省エネルギー化につながる。図５の（ａ）に示した例の場合、ユーザ端末ｄ２に関し、最も短いルート（サービスパーツＢ−２，Ａ−２を経由するルート）のメトリックは２５であるのに対し、ユーザ端末ｄ１とサービスパーツＢ−１，Ａ−１を共有する方のルートのメトリックは２６であり、メトリックの差は１に過ぎない。
【０００６】
非特許文献１には、映像配信に際しては許容される最大遅延量が定められていることに鑑み、サービスパーツの選択方法として、ユーザー数とネットワークにおけるユーザーの接続位置とに応じて最大遅延を保証しながらスパニングツリーにおける局所的な集約を繰り返し実行することによりサービスパーツの利用効率を向上させたものが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】阿拉騰松布爾、張善明、中原健太、菊田洸、石井大介、栗本崇、岡本聡、山中直明、「ｕＧｒｉｄを用いた映像配信システムにおける最大遅延とサービスパーツ利用効率を考慮したコンポジットサービスツリーの構築法」、電子情報通信学会技術研究報告、IN2011-133（2012年1月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ユビキタスグリッドネットワーキング環境における従来のサービスパーツ選択方法では、ルートの距離が最も短くなるようにサービスパーツを選択してるため、個々のサービスパーツごとに見ればその使用効率が低く、かつ、ネットワーク全体での省エネルギーが達成できない、という課題がある。非特許文献１に記載のサービスパーツ選択方法では、サービスパーツの集約を行っているが、多数のユーザーへの映像の同時配信を前提としてものであるため、任意のタイミングで非同期に不特定のユーザー端末からのサービス要求が発生するような用途には適用が難しい、という課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、個々のサービス提供のパフォーマンスを実質的に維持したまま、ネットワーク全体としての省エネルギー化を達成できるサービスパーツ選択方法と、そのようなサービスパーツ選択方法が適用された省エネルギー型のネットワークシステムとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のサービスパーツ提供方法は、ネットワークに接続されたサービスパーツを組み合わせることによってネットワークを介してユーザーにサービスが提供されるネットワークにおける、同一機能の複数のサービスパーツからサービスの提供に用いられるサービスパーツを選択する方法であって、サービスパーツごとにメトリックを設定し、ユーザーに対してサービスを提供する際に、メトリックを含めてコストを算出して最小コストとなるようにルーティングを行い、サービスの提供に用いるサービスパーツを選択し、サービスパーツごとに、いずれかのユーザーへのサービスの提供におけるそのサービスパーツの使用ごとに、そのサービスパーツのメトリックを減少させる。
【００１１】
本発明のネットワークシステムは、ネットワークとネットワークに接続した複数のサービスパーツとを備え、サービスパーツを組み合わせることによってユーザーにサービスを提供するネットワークシステムであって、サービスパーツごとに、いずれかのユーザーへのサービスの提供におけるそのサービスパーツの使用ごとに減少するようにメトリックが設定され、ユーザーに対してサービスを提供する際に、メトリックを含めてコストを算出して最小コストとなるようにルーティングが行なわれてサービスの提供に用いるサービスパーツが選択される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、サービスパーツの選択に際し、その時点で使用されていないサービスパーツはより選択されにくくなり、その結果、そのようなサービスパーツに関して電源を落としたり、相対的に長い時間にわたってスリープ状態としたりすることができるようになって、ネットワーク全体としての省エネルギー化を達成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の一形態のサービスパーツ選択方法を説明する図である。
【図２】サービスパーツの構成の一例を示すブロック図である。
【図３】サービスパーツのスリープ状態への遷移を説明する図である。
【図４】サービスパーツ選択による画像処理の例を説明する図である。
【図５】従来のサービスパーツ選択方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の一形態のサービスパーツ選択方法を説明する図である。
【００１５】
本実施形態では、図５に示したものと同様に、ネットワークは、第１の機能の処理を実行する複数のサービスパーツＡ−１，Ａ−２と、第２の機能の処理を実行する複数のサービスパーツＢ−１，Ｂ−２と、複数の中継ノードとから構成されている。このようなネットワークに対し、複数のユーザー端末ｄ１，ｄ２と、例えばカメラなどを備えてユーザー端末ｄ１，ｄ２に配信すべきデータを生成するデバイスＳとが接続している。ここでは、ユーザー端末ｄ１，ｄ２からの要求（リクエスト）に応じ、デバイスＳからのデータに対して第１及び第２の機能の処理とを施してそのデータを要求元のユーザー端末に配信するものとする。具体例として、第１の機能は画像に対する「解像度調整」であり、第２の機能は画像に対する「広告挿入」であり、デバイスＳからの画像に対して、サービスパーツＢ−１，Ｂ−２のいずれかにおいて「広告挿入」の処理を行い、その後、サービスパーツＡ−１，Ａ−２のいずれかにおいて、ユーザー端末のディスプレイの解像度に応じて広告挿入後の画像の「解像度調整」を行って、これらの処理を行った後の画像が要求元のユーザー端末に配信される。サービスパーツには、それぞれ、そのサービスパーツ自体のメトリックが設定されている。
【００１６】
図１において太実線はリンクを示しており、各リンクの近傍に示されている数字は当該リンクのメトリックであるが、各サービスパーツに接続するリンクの近傍に表示されたメトリックは、そのサービスパーツと中継ノードとの間のリンク自体のメトリックの他にそのサービスパーツ自体のメトリックを含んだものとして表されている。サービスパーツが中継ノードの隣接して設けられているとすれは、サービスパーツと中継ノードとの間の物理的伝送路としてのリンク自体のメトリックは無視できるから、サービスパーツへのリンクの近傍に表示されている数字は、実際には、そのサービスパーツ自体のメトリックであるということになる。
【００１７】
本実施形態では、ユーザー端末からのリクエストを受けて各ノードが、自律分散的に、デバイスＳからサービスパーツＢ−１，Ｂ−２のいずれか一方とサービスパーツＡ−１、Ａ−２のいずれか一方とを経由して要求元のユーザー端末までの最小コストの経路を決定してルーチングを行う。経路が決定すれば、当然のことながら、サービスパーツＡ−１、Ａ−２のどちらが選択され、サービスパーツＢ−１、Ｂ−２のどちらが選択されるかも決定するから、サービスパーツの選択が行われたことになる。最初コストの経路を決定する際のコストとしては、サービスパーツ自体のメトリックと各リンクのメトリック、さらには、必要に応じて、遅延やパケットロス、個々のノードでの消費電力といった要素が用いられる。特に本実施形態では、サービスパーツ自体のメトリックは可変であり、そのサービスパーツがいずれかのユーザーへのサービスの提供に用いられるたびに、そのメトリックの値が小さくなるようになっている。これにより、例えば、最初のユーザーへのサービス提供にあるサービスパーツが用いられるとすると、そのサービスパーツのメトリックが減少し、次のユーザーに対してサービスを提供する際の経路計算において、そのサービスパーツを含む経路が選択されやすくなる。その結果、使用されていないサービスパーツのメトリックが相対的に高い値となり、そのサービスパーツはより選択されにくくなる。選択されにくいサービスパーツは、電源を落としておける、あるいは相対的に長い時間にわたってスリープ状態としておけるサービスパーツであるので、ネットワーク内でこのような選択されにくいサービスパーツの数が増えれば、その分、ネットワーク全体としての省エネルギー化を達成することができる。
【００１８】
以下、具体例に基づいて本実施形態をさらに詳しく説明する。
【００１９】
ユーザー端末ｄ１，ｄ２のうち、ユーザー端末ｄ１からリクエストが出されたとする。その時点では、図１の（ａ）に示すように各リンク及び各サービスパーツのメトリックが設定されており、特に各サービスパーツにはメトリックとして５が設定されている。最小コストルーチングを行った結果、図示破線で示すように、デバイスＳからサービスパーツＢ−１及びサービスパーツＡ−１を経てユーザー端末ｄ１に至る経路が選択される。この経路のメトリックの和は２５である。そして、サービスパーツＡ−１，Ｂ−１は、ユーザー端末ｄ１へのサービスの提供に使用されたので、それらのメトリックは５から減少し、例えば、１となる。
【００２０】
次に、ユーザー端末ｄ２から同様にサービス提供のリクエストを出したとすると、最小コストルーチングの演算処理が行われ、デバイスＳからユーザー端末ｄ２までの経路が決定される。このとき、サービスパーツＡ−１，Ｂ−１についてはそれぞれメトリックが１であるのに対し、サービスパーツＡ−２，Ｂ−２についてはそれぞれメトリックが５であるので、図１の（ｂ）において一点鎖線で示すように、デバイスＳからサービスパーツＢ−１及びサービスパーツＡ−１を経てユーザー端末ｄ１に至る経路が選択される。この経路のメトリックの和は１７である。なお、サービスパーツＡ−１，Ｂ−１のメトリックが初期値のままであるとすると、その経路のメトリックの和は２６であり、デバイスＳからサービスパーツＢ−２及びサービスパーツＡ−２を経てユーザ端末ｄ２に至る経路のメトリック２５よりも大きい。このようにこの具体例では、使用されていないサービスパーツを経由する経路が選択されにくくなっていることになる。サービスパーツＡ−２，Ｂ−２を未使用の状態にすることができ、これらのサービスパーツの電源ををオフにすることができる。サービスパーツは未使用の状態になると、例えば、一定周期で電源断状態（スリープ状態）にすることができる。電源断状態あるいはスリープ状態となったサービスパーツは、周期的にウェイクアップさせて次の使用に備えるようにする。
【００２１】
次に、サービスパーツのメトリックの減少量について説明する。
【００２２】
サービスパーツのメトリックの初期値をＳ0とし、共用化パラメータをΔとする。例えば、そのサービスパーツを使用するサービスの提供を受けるユーザー端末の数がｉ−１台からｉ台となったときのメトリックの減少量をΔ／ｉとすることができる。すなわち、最初のユーザー端末によってサービスパーツが使用されたときのメトリックの減少量はΔであり、その結果のメトリックＳ1は、Ｓ1＝Ｓ0−Δで表される。同様に、２台目のユーザー端末がサービスパーツを使用すると、そのときの減少量はΔ／２であり、メトリックＳ2はＳ2＝Ｓ1−Δ／２となる。以下同様にして、Ｓi＝Ｓi-1−Δ／ｉとなる。なお、この場合、いずれの段階のメトリックの値も正であるようにする。このようにサービスパーツのメトリックの減少量を定めることにより、より多くのユーザーによって１つのサービスパーツをシェアすることができる。この例では、共用化のパラメータはΔ／ｉであってユーザー端末数の増加に対して非線形である。
【００２３】
共用化のパラメータをユーザー端末数の増加に対して線形なものとした例としては、そのサービスパーツを用いるサービスの提供を受けているユーザー端末の数をｎとして、初期値Ｓ0からの減少量をｎ×Δとするものがある。この場合、サービスパーツを用いるユーザー端末の数がｎであるときのメトリックＳはＳ＝Ｓ0−ｎ×Δで表される。
【００２４】
どのようにメトリックを減少させるかは、ネットワークの管理者等のポリシーによって定めることができる。
【００２５】
上述の説明では、各ノードが最短コストルーティングの処理を自律分散的に行うものとしたが、ネットワークに中央制御装置を設けて各サービスパーツのメトリックを保持し、中央制御装置において、サービスパーツの使用状況に応じて当該サービスパーツのメトリックを変化させつつ、最小コストルーチングの演算処理を一括して実行するようにしてもよい。
【００２６】
次に、省エネルギー化のためにサービスパーツを周期的に電源断あるいはスリープ状態とする構成について説明する。図２は、サービスパーツの構成の一例を示している。
【００２７】
図２に示すようにサービスパーツ１０は、そのサービスパーツ１０がユーザー端末等に対して提供すべきサービスの処理を実行するサービス処理部１１と、ユーザー端末からのリクエストを受信するリクエスト受信部１２と、サービスパーツ１０の全体の動作の制御を行うサービスパーツ制御部１３と、を備えている。サービスパーツ１０のメトリックは、サービスパーツ制御部１３内に保持されて上述したようにユーザー端末へのサービスの提供に応じてサービスパーツ制御部１３により減少させられる。また、このメトリックの値は、サービスパーツ１０に直接接続する中継ノードに伝達され、これにより、中継ノードにおいて自律分散型の最小コストルーチングを行えるようになる。
【００２８】
この構成においてサービス処理部１１は、サービスパーツ制御部１３からの制御により、未使用時にはオフ状態とされ、これにより、未使用状態のサービスパーツ１０での電力消費が抑えられるようになっている。さらに、リクエスト受信部１２及びサービスパーツ制御部１３は、同期的にスリープ状態となるように構成されている。リクエスト受信部１２は周期的にウェイクアップしており、ユーザー端末がリクエストを繰り返して送信するとそのリクエストはリクエスト受信部１２で受け付けられ、リクエストを受け付けたリクエスト受信部１２は、サービス処理部１１をウェイクアップさせ、また、サービスパーツ制御部１３での制御動作をウェイクアップさせる。
【００２９】
図３（ａ）は、サービスパーツ１０のオンとオフのタイミングの一例を示す図である。ここに示したものでは、サービスパーツのオン状態とオフ状態とが周期的に繰り返されており、オフ状態となる期間の長さすなわちスリープ時間がｔsleepとなっている。また、図３（ｂ）に示したものでは、サービスパーツ１０の使用頻度が低くなると、上限値の範囲内で、スリープ時間を２倍（＝２×ｔsleep）、そのまた２倍（＝４×ｔsleep）と伸ばしている。
【符号の説明】
【００３０】
１０    サービスパーツ
１１    サービス処理部
１２    リクエスト受信部
１３    サービスパーツ制御部
【図１】
0005770679.tif 000002
【図２】
0005770679.tif 000003
【図３】
0005770679.tif 000004
【図４】
0005770679.tif 000005
【図５】
0005770679.tif 000006