(57)【要約】【課題】コンテンツサーバとユーザ端末間の通信帯域がユーザ毎に大きく異なる環境において、それぞれのユーザ端末に高品質なコンテンツ配信サービスを提供する。【解決手段】ネットワーク管理・制御システムが、ユーザ端末を収容するアクセスサーバから通知されるアクセス回線の回線帯域値をユーザ端末が利用可能な帯域値として保持し、複数の通信帯域に合わせて編集した複数のコンテンツを保持するコンテンツサーバが、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を受けた時、ネットワーク管理・制御システムに、そのユーザ端末が利用可能な帯域値を問い合せることによって、その帯域値以下の通信帯域に適したコンテンツを選択、配信し、ユーザ端末に最適なコンテンツを配信するコンテンツ配信ネットワーク。【選択図】  図１
2004348494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ端末にコンテンツを配信するコンテンツサーバと、複数のユーザ端末をネットワークに収容する複数のアクセスサーバと、複数のネットワークノードと、ネットワーク管理・制御システムで構成するコンテンツ配信ネットワークであって、
上記アクセスサーバが、ユーザ端末とアクセスサーバを接続するアクセス回線の回線帯域値とユーザ端末の識別情報を上記ネットワーク管理・制御システムに通知する機能を持ち、
上記ネットワーク管理・制御システムが、アクセスサーバから通知される回線帯域値を、ユーザ端末の識別情報が示すユーザ端末とコンテンツサーバ間で利用可能な利用可能帯域値として保持し、コンテンツサーバからの問い合せに応じて、利用可能帯域値をコンテンツサーバに通知する機能を持ち、
上記コンテンツサーバが、複数の通信帯域に合わせて編集した複数のコンテンツを保持し、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を受けると、ネットワーク管理・制御システムに、そのユーザ端末の利用可能帯域値を問い合せ、ネットワーク管理・制御システムから利用可能帯域値を受け取ると、その利用可能帯域値以下の通信帯域に適したコンテンツを選択し、そのユーザ端末に配信する機能を持つことによって、ユーザ毎に最適なコンテンツを配信することを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
【請求項２】
請求項１記載のコンテンツ配信ネットワークであって、前記アクセスサーバが、アクセスサーバとユーザ端末を接続するアクセス回線の回線帯域の変化を監視し、アクセス回線の回線帯域が変化した時、変化後の回線帯域値をネットワーク管理・制御機能に通知する機能を持ち、
前記ネットワーク管理・制御システムが、アクセスサーバから通知される回線帯域値によって利用可能帯域値を更新する機能を持つことによって、アクセス回線の回線帯域値の変化に合わせたコンテンツ配信を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
【請求項３】
請求項２記載のコンテンツ配信ネットワークであって、前記ネットワーク管理・制御システムが、前記コンテンツサーバの負荷状態と、前記複数のネットワークノードの各回線の利用率とパケット損失率を定期的に測定する機能を持ち、コンテンツサーバの負荷が、あらかじめ定めた閾値を超えた場合、コンテンツサーバからコンテンツ配信を受けているユーザ端末の利用可能帯域値を削減し、ネットワークノードの回線の利用率、または、ネットワークノードのパケット損失率が、あらかじめ定めた閾値を超えた場合、該当ネットワークノードをコンテンツサーバからのコンテンツ配信の経路上に有するユーザ端末の利用可能帯域値を削減することによってコンテンツ配信量を減少させ、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態に合わせたコンテンツ配信を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
【請求項４】
請求項２記載のコンテンツ配信ネットワークであって、前記コンテンツサーバが、コンテンツサーバの負荷状態を前記ネットワーク管理・制御システムに通知する機能を持ち、前記複数のネットワークノードが、ネットワークノードの回線利用率とパケット損失率を前記ネットワーク管理・制御システムに通知する機能を持ち、
前記ネットワーク管理・制御システムが、通知されたコンテンツサーバの負荷があらかじめ定めた閾値を超えた場合、コンテンツサーバからコンテンツ配信を受けているユーザ端末の利用可能帯域値を削減し、ネットワークノードの回線の利用率、または、ネットワークノードのパケット損失率があらかじめ定めた閾値を超えた場合、該当ネットワークノードをコンテンツサーバからのコンテンツ配信の経路上に有するユーザ端末の利用可能帯域値を削減することによってコンテンツ配信量を減少させ、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態に合わせたコンテンツ配信を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
【請求項５】
請求項３、４記載のコンテンツ配信ネットワークであって、ホスト名を同じとする複数のコンテンツサーバを持ち、さらに、コンテンツ配信ネットワーク内にＤＮＳサーバ機能を持ち、
前記ネットワーク管理・制御システムが、各ユーザ端末に関して、ユーザ端末と複数のコンテンツサーバそれぞれに関する利用可能帯域値とコンテンツサーバのアドレスを保持し、上記ＤＮＳサーバからユーザ端末の識別情報とともにコンテンツサーバのホスト名のアドレスへの変換要求を受け、そのユーザ端末に関して上記複数のコンテンツサーバの中で、利用可能帯域値が最大のコンテンツサーバのアドレスを回答する機能を持ち、
上記ＤＮＳサーバが、ユーザ端末からコンテンツサーバのホスト名のアドレスへの変換要求を受けた時、上記ネットワーク管理・制御システムに問い合せることによって利用可能帯域値の最も大きいコンテンツサーバのアドレス獲得し、そのアドレスをユーザ端末に通知する機能を持つことによって、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態を考慮した負荷分散を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
【請求項６】
請求項３、４記載のコンテンツ配信ネットワークであって、ホスト名を同じとする複数のコンテンツサーバを持ち、さらに、コンテンツ配信ネットワーク内にＤＮＳサーバ機能を持ち、
上記ネットワーク管理・制御システムが、各ユーザ端末に関して、ユーザ端末と複数のコンテンツサーバそれぞれに関する利用可能帯域値とコンテンツサーバのアドレスを保持し、各ユーザ端末に関して、コンテンツサーバのホスト名と利用可能帯域値が最大となるコンテンツサーバのアドレスを、ユーザ端末の識別情報とともにＤＮＳサーバに通知する機能を持ち、
上記ＤＮＳサーバが、ユーザ端末毎にコンテンツサーバのホスト名とアドレスの対応情報を持ち、ユーザ端末からコンテンツサーバのホスト名のアドレスへの変換要求を受けた時、そのユーザ端末に関連付けられたコンテンツサーバのアドレスをユーザ端末に通知する機能を持つことによって、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態を考慮した負荷分散を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
【請求項７】
請求項３、４記載のコンテンツ配信ネットワークであって、前記アクセスサーバが、前記ネットワーク管理・制御機能から設定可能なアドレス変換機能を持ち、
前記ネットワーク管理・制御システムが、各ユーザ端末に関して、ユーザ端末と複数のコンテンツサーバそれぞれに関する利用可能帯域値とコンテンツサーバのアドレスを保持し、ユーザ端末に対する利用可能帯域情報の決定、変更時に、利用可能帯域値が最も大きいコンテンツサーバを選択し、上記アクセスサーバに、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求の宛先アドレスを、選択したコンテンツサーバのアドレスに変換する設定を行い、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を、利用可能帯域値の最も大きいコンテンツサーバに転送する機能を持つことにより、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態を考慮した負荷分散を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
【請求項８】
請求項３、４記載のコンテンツ配信ネットワークであって、前記アクセスサーバが、前記ネットワーク管理・制御機能から設定可能なパケットカプセル化機能を持ち、
前記ネットワーク管理・制御システムが、各ユーザ端末に関して、ユーザ端末と複数のコンテンツサーバそれぞれに関する利用可能帯域値とコンテンツサーバのアドレスを保持し、ユーザ端末に対する利用可能帯域情報の決定、変更時に、利用可能帯域値が最も大きいコンテンツサーバを選択し、上記アクセスサーバに、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を含むパケットを、選択したコンテンツサーバのアドレスを宛先とするパケットでカプセル化する設定を行い、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を、利用可能帯域値の最も大きいコンテンツサーバに転送する機能を持つことにより、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態を考慮した負荷分散を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンテンツ配信ネットワークに関するものであり、さらに詳しくは、ユーザが利用可能な通信帯域を監視し、利用可能な通信帯域によって最適なコンテンツを選択し、配布する方式、および負荷分散を行う方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンテンツ配信ネットワークは、ユーザに対して、大容量のコンテンツを高品質で配送する仕組を持ったネットワークである。大容量のコンテンツを高品質で配送するために、一般的には、コンテンツ配信専用のネットワーク構築によるネットワークの広帯域化や、複数のコンテンツサーバの分散配置による負荷分散が行われる。
コンテンツ配信ネットワークの整備とブロードバンドアクセスサービスの普及によって、ユーザに対して、大量のコンテンツを高品質で配送することが可能になりつつある。しかしながら、ブロードバンドアクセスサービスにおいては、ユーザ毎に、アクセス回線の帯域が大きく異なることがある。例えば、ＤＳＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）サービスの通信帯域は、物理回線の条件によって数百Ｋｂｐｓから数十Ｍｂｐｓまで異なる。また、ブロードバンドアクセスサービスの普及期においても、既存電話網や、携帯電話などの無線サービスなどの狭帯域のアクセス回線を用いるユーザが存在する。
このような状況においては、アクセス回線がボトルネックとなり、高品質なサービスが受けられないユーザが生じる。例えば、コンテンツ配信ネットワークとブロードバンドアクセスの普及を期待して、広帯域を要するストリーミングコンテンツ配信サービスを提供した場合、コンテンツが必要とする帯域に満たないアクセス回線で接続しているユーザは、そのサービスを高品質で受けることができない。したがって、様々なアクセス回線を利用するコンテンツ配信ネットワークにおいては、アクセス回線の帯域値を考慮し、ユーザ毎にコンテンツを選択、配信することが望ましい。例えば、複数の通信帯域用にエンコードした複数のストリーミングコンテンツを用意し、ユーザ端末のアクセス回線の帯域値やコンテンツサーバとユーザ端末間の通信状態に応じたコンテンツを選択、配信すれば、各ユーザに最適のコンテンツ配信サービスを行える。
現在までに、ユーザの位置情報や属性情報を用いて、ユーザ毎にコンテンツを選択、配信するコンテンツ配信サービスが実用化されている。ここでは、ユーザ端末のＩＰアドレスや、ＨＴＴＰ（Ｈｙｐｅｒ  Ｔｅｘｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダに含まれる情報を用いてコンテンツを選択している。例えば、ＡＫＡＭＡＩ社などのコンテンツ配信サービスでは、ユーザ端末のＩＰアドレスとユーザ属性の対応情報を持つデータベースをコンテンツサーバの運営者に提供することによって、コンテンツサーバにおけるユーザ依存のコンテンツ選択を実現している。ユーザ属性情報としては、アクセス回線種、プロバイダ名、実測スループットが用いられている。しかしながら、この方式を用いても、動的に接続、切断が行われるアクセス回線を含むスループットを実測することは困難であり、（１）アクセス回線の実際の帯域値を用いたコンテンツ選択ができないことが課題となる。
【０００３】
また、トラヒックの増加によって、コンテンツ配信ネットワーク内のコンテンツサーバやネットワークノードがボトルネックとなることもある。これに対しては、複数のコンテンツサーバをネットワーク内に分散配置し、ユーザ毎に異なるコンテンツサーバを選択し、割当てることによる負荷分散が行われている。例えば、ＡＫＡＭＡＩ社のコンテンツ配信サービスでは、ユーザが、ＤＮＳ（Ｄｏｍａｉｎ  Ｎａｍｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）サーバにホスト名のＩＰアドレスの変換を要求した時に、ＤＮＳサーバが、ユーザに近いコンテンツサーバのＩＰアドレスや、ユーザとコンテンツサーバ間のネットワークの経路上の負荷が低いコンテンツサーバのＩＰアドレスを回答することによって、ユーザ毎に異なるコンテンツサーバを割当て、負荷分散を行っている。ここで、ユーザとコンテンツサーバ間のネットワークの経路上の負荷状態の確認は、ネットワーク内で選択した幾つかの地点からコンテンツサーバに対してＰｉｎｇパケットなどを送信し、返答時間を測定することによって行っている。
しかしながら、負荷分散を分散するのみでは、（２）ネットワーク全体の負荷が増加した場合、低負荷のコンテンツサーバを選択しても、必要な通信帯域を確保できない場合は、コンテンツ配信サービスの品質を保てないことが問題となる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来技術の課題である、（１）アクセス回線の実際の帯域値を用いたコンテンツ選択ができないことと、（２）ネットワーク全体の負荷が増加した場合、低負荷のコンテンツサーバとネットワークノードを選択しても、コンテンツ配信サービスの品質を保てないことを解決するものである。
【０００５】
まず、（１）の課題に対して、本発明のコンテンツ配信ネットワークでは、ユーザ端末を収容するアクセスサーバが、ユーザ端末とアクセスサーバを接続するアクセス回線の回線帯域値とユーザ端末の識別情報をネットワーク管理・制御システムに通知する。ここで、ネットワーク管理・制御システムは、ＳＮＭＰなどのネットワーク管理サーバ機能を持ち、ネットワークやコンテンツサーバを監視、制御する装置であり、アクセスサーバから通知される回線帯域値とユーザ端末の識別情報を、関連付けて保持する機能を持つ。ここで、回線帯域値を、ユーザ端末の識別子が示すユーザ端末が、コンテンツサーバからのコンテンツ配信に“利用可能な帯域値”とする。そして、コンテンツサーバが、複数の通信帯域に合わせて編集した複数のコンテンツを保持し、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を受けると、ネットワーク管理・制御システムに、そのユーザ端末の“利用可能な帯域値”を問い合せ、その帯域値以下の通信帯域に適したコンテンツを選択、配信する。
【０００６】
次に、（２）の課題に対して、本発明のコンテンツ配信ネットワークでは、ネットワーク管理・制御システムが、各コンテンツサーバの負荷状態と、複数のコンテンツサーバとユーザ端末間の経路上のネットワークノードの回線利用率とパケット廃棄率を定期的に監視し、これらの値が、あらかじめ定めた閾値を超えた場合、ネットワーク管理・制御システムが保持しているユーザ端末がコンテンツサーバからのコンテンツ配信に“利用可能な帯域値”を削減する。閾値は、サービスの品質を低下させない値として、サービス測定品質を評価することによって定める。複数のコンテンツサーバがある場合、ネットワーク管理・制御システムは、各コンテンツサーバと端末間でアクセスサーバの負荷、ネットワークノードの負荷、および、アクセス回線の帯域値を反映した“利用可能な帯域値”を保持することになる。本発明では、各端末が、“利用可能な帯域値”が最大となるコンテンツサーバを利用することによってネットワーク内で負荷分散を行う。さらに、コンテンツサーバが、（１）の課題解決方法と同様に、“利用可能な帯域値”を用いてコンテンツを選択、配信することによって、ネットワーク全体の負荷が増加した場合は、その負荷状態に適したコンテンツが選択、配信されることになる。これによって、ネットワーク全体の負荷が増加し、負荷分散の効果が得られなくなった場合は、配信コンテンツを、より低帯域に適したコンテンツを配信することになり、サービス品質の劣化を少なくできる。
【０００７】
なお、各端末に対するコンテンツサーバの割当ては、次のいずれかの方式で行う。（Ａ）コンテンツサーバのホスト名とＩＰアドレスの変換を行うＤＮＳサーバが、ユーザ端末からの名前解決要求の処理時にネットワーク管理・制御システムに問い合せ、適切なコンテンツサーバを認識し、そのコンテンツサーバのＩＰアドレスをユーザ端末に通知する方式。（Ｂ）アクセスサーバがアドレス変換機能を持ち、ユーザ端末からコンテンツサーバへのコンテンツ配信要求を含むパケットを、適切なコンテンツサーバ宛のパケットに変換する方式。（Ｃ）アクセスサーバがパケットのカプセル化機能を持ち、ユーザ端末からコンテンツサーバへのコンテンツ配信要求を含むパケットを、適切なコンテンツサーバ宛のパケットにカプセル化する方式。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、本発明のコンテンツ配信ネットワークの概略図である。本発明のコンテンツ配信ネットワーク１は、複数のネットワークノード（ルータまたはスイッチ）１１ａ〜１１ｃ、ユーザ端末５ａ〜５ｄ、ユーザ端末を収容するアクセスサーバ４ａ、４ｂ、ネットワーク管理・制御システム２、および、コンテンツサーバ３によって構成する。本発明のコンテンツ配信ネットワーク１では、ネットワーク管理・制御システム２が、コンテンツ配信ネットワーク１内のアクセスサーバ、ネットワークノード、および、コンテンツサーバの状態を管理・制御することによって、ユーザ端末に対して最適なコンテンツを配信する。
【００１０】
図２は、本発明のネットワーク管理・制御システム２の概略構成図である。ネットワーク管理・制御システム２は、ＴＣＰ、ＵＤＰ通信機能２５、ＲＡＤＩＵＳサーバ機能２３などのＡＡＡ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ，Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ、Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）サーバ機能、ＳＮＭＰサーバ機能２６などのネットワーク管理サーバ機能、要求送受機能２７、接続状態監視機能２４によって構成する。これらの機能は、一つまたは複数のコンピュータ上のソフトウェアによって実現する。複数のコンピュータで実現する場合は、各機能を異なるコンピュータ上に配置し、それらの間をＴＣＰ、ＵＤＰ通信機能などを用いて接続する。
【００１１】
図３は、アクセスサーバ４ａ、４ｂの概略構成図である。ネットワークノードは、パケット・スイッチ部４１、ノード制御部４２、および、ＤＳＬ回線収容部４３、Ｄｉａｌ  Ｕｐ回線収容部４４、無線回線収容部４５、ＷＡＮ回線収容部４７などの各種回線部から成る。また、後述の実施の形態ではアドレス変換機能、パケットカプセル化機能を用いるため、パケット・スイッチ部４１とＷＡＮ回線部４７の間にアドレス変換、パケットカプセル化機能部４６を持つ。また、ノード制御部４２は、ネットワーク管理・制御システム２のＲＡＤＩＵＳサーバ機能２３へユーザＩＤ、パスワード、接続回線帯域値を通知するＲＡＤＩＵＳクライアント機能４２１と、回線部の接続状態と回線帯域を監視する接続監視機能４２２を持つ。接続監視機能４２２は、ユーザ端末がアクセスサーバに接続した際、または、ユーザ端末とアクセスサーバ間の接続回線帯域が変化した際に、ＲＡＤＩＵＳクライアント機能４２１を介して、ユーザＩＤとパスワードと接続回線帯域値をネットワーク管理・制御システム２に通知する。
ネットワーク管理・制御システム２のＲＡＤＩＵＳサーバ機能２３は、図４に示すユーザ登録情報テーブル２１を持つ。ユーザ登録情報テーブル２１は、ユーザＩＤ、パスワード、加入サービス情報から成るエントリを持つ。ＲＡＤＩＵＳサーバ機能２３は、アクセスサーバから通知されるユーザＩＤおよびパスワードと、ユーザ登録情報テーブル２１のユーザＩＤおよびパスワードの対応を確認することによってユーザ端末を認証し、接続の可否を決定し、結果をアクセスサーバに通知する。接続可の場合は、同時に、ユーザ端末に割当てるＩＰアドレスを通知する。さらに、ＲＡＤＩＵＳサーバ機能２３は、接続したユーザ端末のユーザＩＤと対応するユーザ登録情報テーブル２１の加入サービス情報がＳＬＡ保証を示す場合、ユーザＩＤ、ユーザ端末に割当てたＩＰアドレス、接続回線帯域値を、接続状態監視機能２４に渡す。
【００１２】
接続状態監視機能２４は、図５に示すユーザ接続状態情報テーブル２２を保持する。ユーザ接続状態情報テーブル２２は、ユーザＩＤ、ユーザ端末のＩＰアドレス、利用可能帯域値から成るエントリを持つ。接続状態監視機能２４は、上記のＲＡＤＩＵＳサーバ機能２３から渡されるユーザＩＤとＩＰアドレスを、ユーザ接続状態情報テーブル２２のユーザＩＤとＩＰアドレスとして設定する。また、接続回線帯域値を利用可能帯域値として設定する。
コンテンツ配信ネットワークにおいては、高品質なコンテンツ配信を行うために、ユーザのコンテンツ配信要求に対して、コンテンツ配信ネットワークのコンテンツサーバとネットワークノードの容量を十分に保つことが要求される。一方、アクセスサーバとユーザ端末間の接続回線は、具体的には、ＤＳＬ回線、ダイヤルアップ回線、無線回線などであり、その通信帯域は、使用するデータ伝送技術、通信環境、契約条件などで決まるため、接続回線帯域値は、ユーザ毎に異なるものである。このため、ユーザ端末が利用可能な通信可能帯域値の上限は、アクセスサーバとユーザ端末間の接続回線帯域値である接続回線帯域値となり、ユーザ端末間で大きく異なるものになる。したがって、各ユーザに最適なコンテンツ配信を行うためには、接続回線帯域値を用いたコンテンツ選択、配信を行うことが効果的である。本発明では、上記の通り、ネットワーク管理・制御システムが、接続回線帯域値を利用可能帯域値として保持する。そして、この利用可能帯域値を用いて、各ユーザに最適なコンテンツ選択、配信を行う。
【００１３】
図６は、本発明のコンテンツ配信方式の実施の形態を示す概略図である。ここでは、ユーザ端末５ｄがコンテンツサーバ３に対して、コンテンツの配信要求を行う場合の例を示している。まず、ユーザ端末５ｄがコンテンツサーバ３にコンテンツ配信要求を送信する。コンテンツサーバ３は、コンテンツ配信要求を受け取ると、ネットワーク管理制御システム２へユーザ状態情報テーブル２２の参照要求を送信する。参照要求には、ユーザ端末５ｄの識別情報として、ユーザＩＤまたはユーザ端末のＩＰアドレスを含む。ネットワーク管理・制御システム２の接続状態監視機能２４は、ＴＣＰ・ＵＤＰ通信機能２５、要求送受機能２７を用いて参照要求を受信し、ユーザ端末のユーザＩＤまたはＩＰアドレスをキーとしてユーザ接続状態情報テーブル２２を参照し、利用可能帯域をコンテンツサーバ３に回答する。
コンテンツサーバ３は、利用可能帯域値を用いてコンテンツを選択し、そのコンテンツをユーザ端末５ｄに配信する。例えば、同一の動画情報を異なるビットレートでエンコードした複数のコンテンツ（３１、３２）を用意し、端末５ｄの利用可能帯域値以下の条件を満たす最大のビットレートのコンテンツを選択、配布する。これによって、各ユーザ端末に、最適のサービスを行うことができる。
前述の通り、コンテンツ配信ネットワークにおいては、各ユーザに高品質なコンテンツ配信を行うために、ユーザのコンテンツ配信要求に対して、コンテンツ配信ネットワーク内のネットワークノードおよびコンテンツサーバの容量を十分に保つことが望ましい。しかしながら、コンテンツ配信要求の増加に対して、コンテンツサーバまたはネットワークノードの増強が追いつかず、これらがサービス品質劣化の原因となることがある。例えば、ネットワークノードの回線利用率が増加すると、その回線を通過するコンテンツサーバとユーザ端末間の全ての通信の遅延が増加し、多くのユーザに対するサービス品質の低下を招く。また、パケット損失率が増加すると、ユーザ端末において、受信コンテンツを正常に鑑賞できなくなる。
したがって、本発明のコンテンツ配信ネットワーク１では、接続状態監視機能２４が、ＳＮＭＰサーバ機能２６を用いて、コンテンツ配信ネットワーク１のコンテンツサーバのＣＰＵ使用率などの負荷状態、ネットワークノードの回線利用率、バッファオーバフローによるパケット損失率を定期的に監視する。ユーザ端末に対して高品質のサービスを行うためには、コンテンツサーバの負荷、ネットワークノードの回線利用率、パケット損失率を低く抑えることができる許容範囲内のコンテンツを配信すればよい。したがって、これらの値がある閾値を超えた場合、コンテンツサーバ、または、該当するネットワークノードに関係するユーザ端末の利用可能帯域値を低下させる。閾値は、サービスの品質を低下させない値として、サービス測定品質を評価することによって定める。
【００１４】
図７は、コンテンツサーバ３とユーザ端末５ａに関する経路上のネットワークノード１１ａ、１１ｃおよびアクセスサーバ４ａを監視する例を示している。ネットワーク管理・制御システム２は、ＳＮＭＰサーバ機能２６を用いてコンテンツサーバ３のＣＰＵ利用率などの負荷状態、ネットワークノード１１ａ、１１ｃ、アクセスサーバ４ａの回線利用率、パケット損失率を監視する。そして、コンテンツサーバ３の負荷、または、回線１２ａ、１２ｂ、１２ｃの利用率、または、パケット損失率が閾値を超えた場合、ネットワーク管理・制御システム２の接続状態監視機能２４が保持するユーザ端末５ａの利用可能帯域値を削減することによって、ユーザ端末５ａに対して配信されるコンテンツ量を削減し、サービス品質の劣化を防ぐ。
【００１５】
図８は、複数のコンテンツサーバ３ａ、３ｂを設置した本発明の実施の形態を示す概略図である。本発明のコンテンツ配信ノットワークでは、コンテンツサーバが複数ある場合、負荷の低いコンテンツサーバ、または、コンテンツサーバとユーザ端末間の経路上のネットワークノードの負荷が低いコンテンツサーバとユーザ端末を関連付けることによって、ユーザ端末に対してより高品質なコンテンツ配信を行う。
図９は、本実施の形態でネットワーク管理制御システム２の接続状態監視機能２４が用いるユーザ接続状態情報テーブル２９である。ユーザ接続状態情報テーブル２９は、ユーザＩＤ、ユーザ端末のＩＰアドレス、コンテンツサーバのホスト名、コンテンツサーバのＩＰアドレス、利用可能帯域値から成るエントリを持つ。ユーザ接続状態情報テーブル２９は、ユーザ端末ごとに、複数のコンテンツサーバそれぞれに関する利用可能帯域値を保持する。例えば、図９では、ホスト名ｓｅｒｖｅｒ１のコンテンツサーバの実体が、ＩＰアドレス１９２．１６８．０．１と１９２．１６８．１．１を持つ二台のサーバで構成されており、ホスト名ｓｅｒｖｅｒ２のコンテンツサーバの実体が、ＩＰアドレス１９２．１６８．０．１と１９２．１６８．１．１を持つ二台のサーバで構成されている。
本実施の形態においても、前記実施の形態と同様に、ネットワーク管理・制御システム２が、コンテンツサーバの負荷状態、ネットワークノードの回線利用率、バッファオーバフローによるパケット損失率を定期的に監視する。そして、これらの値がある閾値を超えた場合、該当するネットワークノード、または、コンテンツサーバに関係するユーザ端末の利用可能帯域値を低下させる。したがって、負荷の低いコンテンツサーバの実体、または、経路上の遅延、パケット廃棄率の小さいコンテンツサーバの実体に対する利用可能帯域値は、そうでないコンテンツサーバの実体に対して大きくなる。例えば、図９では、ホスト名ｓｅｒｖｅｒ１のコンテンツサーバに関しては、ＩＰアドレス１９２．１６８．１．１を持つコンテンツサーバの実体の負荷が低いことを示している。
【００１６】
本実施の形態では、各端末を利用可能帯域値が最大であるコンテンツサーバと関連付けることによってネットワーク内の負荷を分散する。例えば、図９においては、ユーザＩＤがａｂｃ＠ｘｙｚ．ｃｏｍのユーザ端末が、コンテンツサーバｓｅｒｖｅｒ１からのコンテンツ配信を要求した場合、ＩＰアドレス１９２．１６８．０．１を持つコンテンツサーバとＩＰアドレス１９２．１６８．１．１を持つコンテンツサーバから、利用可能帯域値の大きいＩＰアドレス１９２．１６８．１．１を選択、ユーザ端末と関連付ける。このユーザ端末とコンテンツサーバの関連付け方式に関しては後述する。
なお、本実施の形態においても、前記実施の形態と同様に、コンテンツサーバが、利用可能帯域値を用いてネットワークの負荷状態に合わせたコンテンツを選択、配信する。したがって、全てのコンテンツサーバからのコンテンツ配信のボトルネックが、アクセス回線ではなく、コンテンツ配信ネットワーク内のコンテンツサーバまたはネットワークノードとなる場合でも、その負荷状態に適したコンテンツが選択、配信されることになり、サービス品質の劣化を少なくすることができる。
ユーザ端末とコンテンツサーバの関連付け方式は、ＤＮＳを用いる方式、アドレス変換機能を用いる方式。パケットのカプセル化機能を用いる方式がある。
まず、ＤＮＳを用いる方式を説明する。図８は、ＤＮＳを用いた本発明の実施の形態を示す概略図である。本実施の形態では、ユーザ端末が、ＤＮＳサーバ６を用いて、コンテンツサーバのホスト名をＩＰアドレスに変換する際に、ＤＮＳサーバ６が適切なコンテンツサーバのＩＰアドレスをユーザ端末に通知することによって、端末とコンテンツサーバを関連付ける。ＤＮＳサーバ６によるコンテンツサーバのホスト名のＩＰアドレスへの変換には、次の二通りの方式がある。
第一の方式は、ＤＮＳサーバ６が、ネットワーク管理・制御システム２に問い合せる方式である。ユーザ端末からコンテンツサーバのホスト名のＩＰアドレスへの変換要求を受け取ったＤＮＳサーバ６は、ユーザ端末のＩＰアドレスとともに、ホスト名のＩＰアドレスへの変換要求をネットワーク制御・管理システム２へ送る。ＴＣＰ／ＵＤＰ通信機能２５、要求送受機能２７を介してその変換要求を受け取った接続状態監視機能２４は、接続状態管理テーブル２９を用いて、通知されたユーザ端末のＩＰアドレスに関して、通知されたコンテンツサーバのホスト名を持ち、かつ、利用可能帯域が最大となるコンテンツサーバのＩＰアドレスを選択し、ＤＮＳサーバ６に回答する。そして、ＤＮＳサーバ６は、このＩＰアドレスをユーザ端末に回答する。
【００１７】
第二の方式は、ネットワーク管理・制御システム２が、ＤＮＳサーバ６が保持するホスト名とＩＰアドレスの対応情報を設定する方式である。ネットワーク管理・制御システム２の接続状態監視機能２４は、利用可能帯域値が設定、または、変更されると、あるホスト名を持つ複数のコンテンツサーバから最も利用可能帯域値の大きいコンテンツサーバのＩＰアドレスを選択し、そのＩＰアドレスを、そのホスト名を持つコンテンツサーバのＩＰアドレスとして、ＤＮＳサーバ６に設定する。この場合、ＤＮＳサーバ６は、図１０に示す名前解決情報テーブル６１を持つ。名前解決情報テーブル６１は、ユーザ端末のＩＰアドレス、コンテンツサーバのホスト名、コンテンツサーバのＩＰアドレスから成るエントリを持つ。ＤＮＳサーバ６は、この名前解決情報テーブル６１を用いて、問い合せ要求の送信元ユーザ端末を考慮し、コンテンツサーバのホスト名をＩＰアドレスに変換する。
【００１８】
次に、アクセスサーバ４ａ、４ｂのアドレス変換機能を用いて、ユーザ端末とコンテンツサーバを関連付ける方式を説明する。図１１は、ネットワーク管理・制御システム２が、アクセスサーバ４ｂのアドレス変換機能を設定し、ユーザ端末５ｄからコンテンツサーバ３ａ（ＩＰアドレス１９２．１６８．０．１）へのコンテンツ配信要求をコンテンツサーバ３ｂ（ＩＰアドレス１９２．１６８．１．１）へ転送する例を示している。具体的には、ユーザ端末５ｄの送信するコンテンツ配信要求を含むＩＰパケット９１の宛先ＩＰアドレス１９２．１６８．０．１をアクセスサーバが宛先アドレス１９２．１６８．１．１に変換し、コンテンツ配信要求を含むＩＰパケット９２としてコンテンツサーバ３ｂに転送している。また、コンテンツサーバ３ｂからの配信コンテンツを含むＩＰパケット９３は、送信者アドレス１９２．１６８．１．１を持つが、アクセスサーバが、これを１９２．１６８．０．１に変換し、配信コンテンツを含むＩＰパケット９４として端末５ｄに転送する。ユーザ端末５ｄがコンテンツサーバのＩＰアドレスとして用いるＩＰアドレス１９２．１６８．０．１は、ＤＮＳサーバ６等によって、ネットワークの負荷状態とは無関係に、コンテンツサーバのＩＰアドレスとして通知されるＩＰアドレスである。
【００１９】
本実施の形態のアクセスサーバのアドレス変換機能は、ネットワーク管理・制御システム２によって設定する。ネットワーク管理・制御システム２の接続状態監視機能２４は、ユーザ端末５ｄがアクセスサーバに接続した際に、ユーザ接続状態情報テーブル２９を用いて、適切なコンテンツサーバのＩＰアドレスを得る。そして、要求送受機能２７、ＴＣＰ／ＵＤＰ通信機能２５を介してアクセスサーバ４ｂのアドレス変換機能を設定する。
次に、アクセスサーバ４ａ、４ｂのカプセル化機能を用いて、ユーザ端末とコンテンツサーバを関連付ける方式を説明する。図１２は、ネットワーク管理・制御システム２が、アクセスサーバ４ｂのカプセル化機能を設定し、ユーザ端末５ｄからコンテンツサーバ３ａ（ＩＰアドレス１９２．１６８．０．１）へのコンテンツ配信要求をコンテンツサーバ３ｂ（ＩＰアドレス１９２．１６８．１．１）へ転送する例を示している。具体的には、ユーザ端末５ｄの送信するコンテンツ配信要求を含むあて先ＩＰアドレスが１９２．１６８．０．１のＩＰパケット９１を、アクセスサーバが宛先アドレス１９２．１６８．１．１を持つＩＰパケットでカプセル化し、コンテンツ配信要求を含むＩＰパケット９２としてコンテンツサーバ３ｂに転送している。また、コンテンツサーバ３ｂからの配信コンテンツを含むＩＰパケット９３は、送信者アドレス１９２．１６８．１．１を持つＩＰパケットでカプセル化されているが、アクセスサーバが、デカプセル化し、配信コンテンツを含む送信者アドレスが１９２．１６８．０．１のＩＰパケット９４として、端末５ｄに転送する。ここで、ユーザ端末５ｄがコンテンツサーバのＩＰアドレスとして用いるＩＰアドレス１９２．１６８．０．１は、ＤＮＳサーバ６等によって、ネットワークの負荷状態とは無関係に、コンテンツサーバのＩＰアドレスとして通知されるＩＰアドレスである。
【００２０】
本実施の形態のアクセスサーバのカプセル化機能は、ネットワーク管理・制御システム２によって設定する。ネットワーク管理・制御システム２の接続状態監視機能２４は、ユーザ端末５ｄがアクセスサーバに接続した際に、ユーザ接続状態情報テーブル２９を用いて、適切なコンテンツサーバのＩＰアドレスを得る。そして、要求送受機能２７、ＴＣＰ／ＵＤＰ通信機能２５を介してアクセスサーバ４ｂのカプセル化機能を設定する。
以上、カプセル化方式として、ＩＰパケットによるカプセル化方式を説明したが、この他に、ＭＰＬＳフレームによるカプセル化も同様に可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、アクセス回線の帯域値、コンテンツサーバの負荷、および、ネットワークノードの負荷に応じたコンテンツの選択と負荷分散を行うことにより、ユーザ端末に対して高品質のコンテンツ配信サービスを行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンテンツ配信ネットワークの構成の一例を示す概略図。
【図２】本発明で用いるネットワーク管理・制御システムの概略構成図。
【図３】本発明で用いるアクセスサーバの概略構成図。
【図４】ネットワーク管理・制御システムの保持するユーザ情報登録テーブル。
【図５】ネットワーク管理・制御システムの保持するユーザ接続状態情報テーブル。
【図６】本発明のコンテンツ配信ネットワークの構成の処理の一例を示す概略図。
【図７】ネットワーク管理・制御システムによるネットワーク監視を示す図。
【図８】ＤＮＳによる負荷分散を行うコンテンツ配信ネットワークの構成の一例を示す概略図。
【図９】コンテンツサーバが複数ある場合のユーザ接続状態情報テーブル。
【図１０】本発明で用いるＤＮＳサーバが持つ名前解決情報テーブル。
【図１１】アドレス変換機能による負荷分散を行うコンテンツ配信ネットワークの構成の一例を示す概略図。
【図１２】トンネル機能による負荷分散を行うコンテンツ配信ネットワークの構成の一例を示す概略図。
【符号の説明】
１…コンテンツ配信ネットワーク、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…ネットワークノード、２…ネットワーク管理・制御システム、３、３ａ、３ｂ…コンテンツサーバ、４ａ、４ｂ…アクセスサーバ、５ａ〜５ｄ…ユーザ端末、２１…ユーザ情報登録テーブル、２２…ユーザ情報登録テーブル。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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