(57)【要約】【課題】  ネットワークの輻輳状態を悪化させることなく、リンク先読み動作，自動キャッシュ更新動作，キャッシュ連携動作を従来より高い確率で実行させる。【解決手段】  送信パケットの発生時、キャッシュ動作部503，リンク先読み制御部504，自動キャッシュ更新部505，キャッシュサーバ連携部507は、優先度付与部509に対して優先度の付与要求を行う。優先度付与部509は、その要求元とQoS 経路情報取得部502が取得したQoS 経路情報とに基づいて付与する優先度を決定する。その際、通信相手への経路上の負荷が同じなら、リンク先読み制御部504，自動キャッシュ更新部505，キャッシュサーバ連携部507の優先度をキャッシュ動作部503の優先度よりも低くする。各部503〜505，507は、付与された優先度と送信パケットとを優先度情報付加部508に渡し、優先度情報付加部508は、送信パケットに上記優先度を示す優先度情報を付加する。【選択図】      図７
2005312064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットに付加された優先度情報に基づいてパケットをリンクに送出する際の優先度を制御できる優先制御可能ルータと、
自動キャッシュ更新動作，リンク先読み動作およびキャッシュサーバ連携動作を行い、且つ、前記３つの動作によって生じる通信に使用するパケットに、キャッシュ動作によって生じる通信に使用するパケットよりも低い優先度を付与するキャッシュサーバであって、
ネットワークの経路情報および経路上の負荷情報を含むQoS 経路情報を取得するQoS 経路情報取得部、
優先度の付与要求があった場合、その要求元と前記QoS 経路情報取得部が取得したQoS 経路情報とに基づいて付与する優先度を決定し、要求元に付与する優先度付与部、
ネットワークに送信するパケットと優先度が渡された時、前記パケットに前記優先度を示す優先度情報を付加する優先度情報付加部および、
送信パケットの発生時、前記優先度付与部に対して優先度の付与要求を行い、前記優先度付与部によって付与された優先度と前記送信パケットとを前記優先度情報付加部に渡すキャッシュ動作部，リンク先読み制御部，自動キャッシュ更新部，キャッシュサーバ連携部を含むキャッシュサーバとを備えたことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
パケットに付加された優先度情報に基づいてパケットをリンクに送出する際の優先度を制御できる優先制御可能ルータを有するネットワークシステムに設けられ、自動キャッシュ更新動作，リンク先読み動作およびキャッシュサーバ連携動作を行い、且つ、前記３つの動作によって生じる通信に使用するパケットに、キャッシュ動作によって生じる通信に使用するパケットよりも低い優先度を付与するキャッシュサーバであって、
ネットワークの経路情報および経路上の負荷情報を含むQoS 経路情報を取得するQoS 経路情報取得部と、
優先度の付与要求があった場合、その要求元と前記QoS 経路情報取得部が取得したQoS 経路情報とに基づいて付与する優先度を決定し、要求元に付与する優先度付与部と、
ネットワークに送信するパケットと優先度が渡された時、前記パケットに前記優先度を示す優先度情報を付加する優先度情報付加部と、
送信パケットの発生時、前記優先度付与部に対して優先度の付与要求を行い、前記優先度付与部によって付与された優先度と前記送信パケットとを前記優先度情報付加部に渡すキャッシュ動作部，リンク先読み制御部，自動キャッシュ更新部，キャッシュサーバ連携部とを備えたことを特徴とするキャッシュサーバ。
【請求項３】
パケットに付加された優先度情報に基づいてパケットをリンクに送出する際の優先度を制御できる優先制御可能ルータを有するネットワークシステムに設けられ、自動キャッシュ更新動作，リンク先読み動作およびキャッシュサーバ連携動作を行い、且つ、前記３つの動作によって生じる通信に使用するパケットに、キャッシュ動作によって生じる通信に使用するパケットよりも低い優先度を付与するキャッシュサーバの制御方法であって、
QoS 経路情報取得部が、ネットワークの経路情報および経路上の負荷情報を含むQoS 経路情報を取得し、
優先度付与部が、優先度の付与要求があった場合、その要求元と前記QoS 経路情報取得部が取得したQoS 経路情報とに基づいて付与する優先度を決定して要求元に付与し、
優先度情報付加部が、ネットワークに送信するパケットと優先度が渡された時、前記パケットに前記優先度を示す優先度情報を付加し、
キャッシュ動作部，リンク先読み制御部，自動キャッシュ更新部，キャッシュサーバ連携部が、送信パケットの発生時、前記優先度付与部に対して優先度の付与要求を行い、前記優先度付与部によって付与された優先度と前記送信パケットとを前記優先度情報付加部に渡すことを特徴とするキャッシュサーバ制御方法。
【請求項４】
パケットに付加された優先度情報に基づいてパケットをリンクに送出する際の優先度を制御できる優先制御可能ルータを有するネットワークシステムに設けられ、自動キャッシュ更新動作，リンク先読み動作およびキャッシュサーバ連携動作を行い、且つ、前記３つの動作によって生じる通信に使用するパケットに、キャッシュ動作によって生じる通信に使用するパケットよりも低い優先度を付与するキャッシュサーバ用コンピュータを、
ネットワークの経路情報および経路上の負荷情報を含むQoS 経路情報を取得するQoS 経路情報取得部、
優先度の付与要求があった場合、その要求元と前記QoS 経路情報取得部が取得したQoS 経路情報とに基づいて付与する優先度を決定し、要求元に付与する優先度付与部、
ネットワークに送信するパケットと優先度が渡された時、前記パケットに前記優先度を示す優先度情報を付加する優先度情報付加部、
送信パケットの発生時、前記優先度付与部に対して優先度の付与要求を行い、前記優先度付与部によって付与された優先度と前記送信パケットとを前記優先度情報付加部に渡すキャッシュ動作部，リンク先読み制御部，自動キャッシュ更新部，キャッシュサーバ連携部として機能させるためのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャッシュサーバ，キャッシュサーバを有するネットワークシステムに関し、特に、キャッシュサーバの有効性を高めるために行われるリンク先読み動作等を、ネットワークの輻輳状態を悪化させることなく、高い確率で行えるようにした技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のキャッシュサーバを有するネットワークシステムを図９, 図１０を用いて説明する。図９は、従来のキャッシュサーバを有するネットワークシステムの構成例を示すブロック図である。Web サーバS1,S2 は、それぞれサブネットN2,N3 内に存在し、様々なWeb(World Wide Web) コンテンツ情報を保持するサーバである。サブネットN1,N4 には、Web サーバS1,S2 へのアクセスを行う端末T1,T2,T3が存在する。また、キャッシュサーバC1,C2,C3もネットワーク上に配置されている。ルータR0,R1,R2,R3,R4は、リンクL0〜L5を用いてサブネットN1,N2,N3,N4 を接続するネットワークを構成している。キャッシュサーバC1,C2,C3は、Web サーバ(S1,S2など) の様々なコンテンツのコピーを保持している。
【０００３】
端末（ここではT1とする）がWeb サーバ（ここではS1とする) 内のコンテンツを取得する場合、或るキャッシュサーバ（ここではC1とする) が、その仲介をする。先ず、キャッシュサーバC1は、アクセス要求のあったWeb サーバS1のコンテンツ情報を、C1自身が保持しているかどうか調べる。保持していない場合は、C2,C3 等の他のキャッシュサーバへそのコンテンツを所持しているか問い合わせて、所持しているキャッシュサーバから該当コンテンツを取得するか、或いは該当コンテンツを元々保持していたWeb サーバ（オリジナルWeb サーバと呼ぶ）から該当コンテンツ情報を取得し、端末T1へコンテンツ情報を受け渡す。この時、同時に、キャッシュサーバC1内の記憶装置へ該当コンテンツを保持してもよい。保持している場合には、該当コンテンツを端末T1へ受け渡す。なお、この場合オリジナルWeb サーバS1へコンテンツの最終更新日時を問い合わせ、保持しているコンテンツが、オリジナルWeb サーバS1での最終更新日時より古い場合には、オリジナルWeb サーバS1のコンテンツをキャッシュサーバC1が再取得することもある（更新チェック動作と呼ぶ）。
【０００４】
キャッシュサーバ(C1,C2,C3 等) は、端末からだけでなく、他のキャッシュサーバからコンテンツ情報を保持しているかどうか問い合わされるが、この場合の動作も、端末のWeb サーバへのアクセスを仲介する場合と同様である。すなわち、アクセス要求のあったWeb サーバのコンテンツ情報をキャッシュサーバ自身が保持しているかどうか調べる。保持していない場合は、他のキャッシュサーバへそのコンテンツを所持しているか問い合わせて、所持しているキャッシュサーバから該当コンテンツを取得するか、或いは該当コンテンツを元々保持していたオリジナルWeb サーバから該当コンテンツ情報を取得し、問い合わせ元のキャッシュサーバへコンテンツ情報を受け渡す。この時、同時に記憶装置へ該当コンテンツを保持してもよい。保持している場合には、該当コンテンツを受け渡す。その際、更新チェック動作を行ってもよい。
【０００５】
キャッシュサーバは、以上のような動作をするが、更新チェック動作をしない場合は、アクセス要求のあったWeb サーバのコンテンツ情報を保持していても、Web サーバの保持している内容より古い(Webサーバ側でのコンテンツの内容変更を反映していない）コンテンツ情報を保持していることがあり、そのような場合は、端末に対して古いコンテンツを送ってしまうことになる。また、更新チェックをする場合において、古いコンテンツを保持している場合は、オリジナルWeb サーバ等へのコンテンツの再取得がおこるため、端末がコンテンツを得るまでに時間がかかってしまう。
【０００６】
以上のことから、キャッシュサーバにおいては、端末からアクセスされる可能性の高いWeb コンテンツで、かつ、Web サーバ上にあるものより古くないものを、保持しておくことが重要である。
【０００７】
このため、従来のキャッシュサーバでは、(1) 自動キャッシュ更新動作，(2) リンク先読み動作，(3) キャッシュサーバ連携動作を行っていた。
【０００８】
(1) 自動キャッシュ更新動作とは、キャッシュサーバが保持しているWeb コンテンツについて、オリジナルWeb サーバ等へアクセスを行い、コンテンツの更新がある場合には、コンテンツを取得し直して最新のコンテンツを得る動作であり、(2) リンク先読み動作とは、キャッシュサーバが保持している、Web コンテンツ内に記述されたリンク（関連情報のある場所を指定しているもの）に関して、そのリンクで指定されるコンテンツを取得する動作である。
【０００９】
また、(3) キャッシュサーバ連携動作とは、複数のキャッシュサーバの間で、各キャッシュサーバが持つキャッシュの再分配、共有、鮮度比較を行う動作のことである。キャッシュの再分配とは、或るコンテンツを持たないキャッシュサーバが、上記或るコンテンツを持っているキャッシュサーバからそのコンテンツを得る動作である。キャッシュの共有とは、或るコンテンツを持たないキャッシュサーバが、そのコンテンツに対するアクセス要求を端末から受けた時に、そのアクセス要求を、そのコンテンツを持つキャッシュサーバに転送する動作である。キャッシュの鮮度比較とは、或るコンテンツを持つキャッシュサーバが、他のキャッシュサーバが同じコンテンツのより新しい(Webサーバ側でのより最近の内容変更を反映した) 版を持っていないかどうかを検証し、必要に応じて新しい版のコンテンツを取得する動作である。これらのキャッシュサーバ連携動作のために、従来のキャッシュサーバは、それぞれが持つコンテンツの一覧や、各キャッシュサーバが持つコンテンツのキャッシュとしての有効性を示す情報（コンテンツサマリーと呼ぶ）を他のキャッシュサーバと交換する処理を行っていた。キャッシュとしての有効性を示す情報としては、たとえばコンテンツの発信元サーバが指示したキャッシュの有効期限や、コンテンツの最終更新日時を用いていた。図１０が、従来のキャッシュサーバの内部構成図である。各要素の説明をする。
【００１０】
●通信インターフェース部１：キャッシュ動作部３，輻輳情報取得部２，リンク先読み制御部４，自動キャッシュ更新部５，キャッシュサーバ連携部７に対して、ネットワークからのデータを送受する。
【００１１】
●輻輳情報取得部２：リンク先読み制御部４，自動キャッシュ更新部５，キャッシュサーバ連携部７が指定するネットワークの場所への経路（ルーティングテーブルの内容によって決まる経路）上の輻輳情報を、通信インターフェース１を使った指定場所への試験通信等によって調査し、結果をリンク先読み制御部４，自動キャッシュ更新部５，キャッシュサーバ連携部７へ受け渡す。
【００１２】
●キャッシュ動作部３：通信インターフェース部１を介して端末からのWeb コンテンツへのアクセス要求を受け取り、記憶装置６にそのコンテンツが存在するかどうか検索する。存在しない場合、該当するWeb サーバ等へのアクセスを行い、コンテンツを取得して、記憶装置６へ格納すると共に、そのコンテンツを要求元の端末へと送る。存在する場合には、そのコンテンツを端末へと送信する。但し、存在する場合でも、更新チェック動作を行う場合は、保持しているコンテンツの最終更新日時が、Web サーバの保持しているコンテンツの最終更新日時より古いかどうかをチェックし、古い場合には、Web サーバのコンテンツを取得して記憶装置６へ保持すると同時に、端末へコンテンツ情報を受け渡す。
【００１３】
●リンク先読み制御部４：記憶装置６に保存されているWeb コンテンツ内に記述されている、関連情報へのリンク（関連情報が保存されているネットワーク上の場所を示すもの) の中で、記憶装置６内にはそのリンクによって指し示されるコンテンツは存在しないが、これからアクセスがありそうなものを抽出する。例えば、コンテンツ内に記述されている複数のリクンの内の、先頭から所定個数のリンクであって、且つ関連情報が記憶装置６内にそのリンクによって指し示されるコンテンツが存在しないリンクを抽出する。そして、抽出したリンクの指すコンテンツを保持するWeb サーバへの経路上のネットワークの負荷状態を、輻輳情報取得部２を利用して調査し、得られた情報をもとに、そのリンクの指すコンテンツを取得するかどうか判断する。取得すると判断した場合には、該当するWeb サーバへのアクセスを行い、該当するコンテンツを取得して記憶装置６に保存する。判断には、あらかじめ設定された情報も考慮される場合もある。
【００１４】
●自動キャッシュ更新部５：記憶装置６内に保存されているWeb コンテンツについて、元々そのコンテンツが存在したWeb サーバ上でのコンテンツ内容の更新間隔を調査し、キャッシュ内容を更新する日時を決定する。決定した日時に、そのコンテンツを保持するWeb サーバへの経路上のネットワークの輻輳状態を、輻輳情報取得部２を利用して調査し、得られた情報をもとに、そのコンテンツを再取得するかどうか判断する。取得すると判断した場合には、該当するWeb サーバへのアクセスを行い、該当するコンテンツを取得して記憶装置６に保存する。判断には、あらかじめ設定された情報も考慮される場合もある。
【００１５】
●記憶装置６：さまざまななWeb コンテンツ，コンテンツサマリーを記憶している。
【００１６】
●キャッシュサーバ連携部７：キャッシュサーバ間で、再分配，共有，鮮度比較を行うため、キャッシュサーバ間で、それぞれが持つコンテンツの一覧や、各キャッシュサーバが持つコンテンツのキャッシュとしての有効性を示す情報を他のキャッシュサーバと交換する処理を行う。また、この情報の交換を行う時に、交換を行うキャッシュサーバへの経路上のネットワークの輻輳状態を、輻輳情報取得部２を利用して調査し、得られた情報を基に、情報の交換を行うかどうかを決定する。また、この情報交換の結果、他のキャッシュサーバから、予め取得しておいた方が良いコンテンツを見つける。取得しておいた方がよいと判断したコンテンツについて、該当コンテンツを保持するキャッシュサーバへの経路上のネットワークの輻輳状態を、輻輳情報取得部２に指示して調査し、得られた情報を基に、コンテンツの取得を行うかどうか決定し、取得を行うと決定した場合には、実際に該当キャッシュサーバから該当コンテンツを取得する。
【００１７】
キャッシュサーバの有効性を高めるための、(1) 自動キャッシュ更新動作，(2) リンク先読み動作，(3) キャッシュサーバ連携動作は、基本的には、端末が要求するWeb コンテンツを予想し、実際に端末が該当のコンテンツを必要とする時刻より前に、Web サーバへのアクセスを先に行っておく、という動作である。予想が当たらなかった場合や、Web サーバ側の該当コンテンツの更新が、自動キャッシュ更新動作よりも頻繁であった場合には、これらの動作の効果はなく、ネットワークの帯域などの資源を無駄に消費しているだけである。このため、この３つの動作のために生じるトラヒックは、実際に端末がWeb コンテンツを必要としているために生じているトラヒック等の、他のトラヒックを妨害しないようにしたい場合が多い。このため、従来は、輻輳情報取得部２を用いて(1),(2),(3) の動作に該当するWeb コンテンツや、コンテンツサマリーを取得する場合に、現在設定されているネットワーク経路上の負荷を調べ、負荷が低い場にのみ、(1),(2),(3) の動作を実行するようにしていた。
【００１８】
また、広域ネットワーク監視装置を用いて広域ネットワークの空いている時間帯を求め、その時間帯を利用してコンテンツの先読みを行う技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２４９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
図９，図１０に示した従来の技術には、次のような問題がある。図９のネットワーク構成において、サブネットN1上のキャッシュサーバC1が、(1) 自動キャッシュ更新動作，(2) リンク先読み動作,(3)キャッシュ連携動作のために取得しようとしているコンテンツ或いはコンテンツサマリーが、サブネットN2上のWeb サーバS1にあり、ルータR0〜R4内のルーティングテーブル（図示せず）によって決定される、サブネットN1からサブネットN2までの経路がN1→R0→L0→R1→L1→R2→N2であったとし、リンクL0〜L5の内、リンクL1の負荷のみが高い状況を考える。この場合、従来のキャッシュサーバは、ネットワークの中には、サブネットN1からWeb サーバS1のあるサブネットN2への経路としては、N1→R0→L0→R1→L1→R2→N2以外にも、N1→R0→L0→R1→L2→R3→L3→R2→N2など、負荷の低い経路は存在するにもかかわらず、輻輳情報取得部２は、現在設定されている経路上（ルーティングテーブルの内容によって決定される経路上）を、テストパケットを流すなどして、輻輳を判断しているため、ネットワークが高負荷状態にあると判断し、リンク先読み制御部４，自動キャッシュ更新部５，キャッシュサーバ連携部７に対しては、ネットワークが高負荷であるという情報が伝わり、(1),(2),(3) の動作が行われない、という問題があった。また、特開平１１−２４９８１号公報に記載されている技術は、広域ネットワーク監視装置によって広域ネットワークが空いていると判定された時間帯であっても、コンテンツの先読みに使用される経路の負荷が高い場合があるため、コンテンツの先読みによってネットワークの輻輳状態を悪化させてしまう場合があるという問題があった。
【００２０】
〔発明の目的〕
そこで、発明の目的は、リンク先読み動作，自動キャッシュ更新動作，キャッシュ連携動作に関するトラヒックの優先度を低くすることにより、ネットワークの輻輳状態を悪化させることなく、リンク先読み動作，自動キャッシュ更新動作，キャッシュ連携動作を従来より高い確率で実行させ、キャッシュサーバの効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のネットワークシステムは、上記目的を達成するため、
パケットに付加された優先度情報に基づいてパケットをリンクに送出する際の優先度を制御できる優先制御可能ルータと、
自動キャッシュ更新動作，リンク先読み動作およびキャッシュサーバ連携動作を行い、且つ、前記３つの動作によって生じる通信に使用するパケットに、キャッシュ動作によって生じる通信に使用するパケットよりも低い優先度を付与するキャッシュサーバであって、
ネットワークの経路情報および経路上の負荷情報を含むQoS 経路情報を取得するQoS 経路情報取得部、
優先度の付与要求があった場合、その要求元と前記QoS 経路情報取得部が取得したQoS 経路情報とに基づいて付与する優先度を決定し、要求元に付与する優先度付与部、
ネットワークに送信するパケットと優先度が渡された時、前記パケットに前記優先度を示す優先度情報を付加する優先度情報付加部および、
送信パケットの発生時、前記優先度付与部に対して優先度の付与要求を行い、前記優先度付与部によって付与された優先度と前記送信パケットとを前記優先度情報付加部に渡すキャッシュ動作部，リンク先読み制御部，自動キャッシュ更新部，キャッシュサーバ連携部を含むキャッシュサーバとを備えたことを特徴とする。
【００２２】
〔作用〕
送信パケットの発生時、キャッシュ動作部，リンク先読み制御部，自動キャッシュ更新部，キャッシュサーバ連携部は、優先度付与部に対して優先度の付与要求を行う。これにより、優先度付与部は、その要求元とQoS 経路情報取得部が取得したQoS 経路情報とに基づいて付与する優先度を決定し、要求元に付与する。その際、通信相手への経路上の負荷が同じなら、リンク先読み制御部，自動キャッシュ更新部，キャッシュサーバ連携部の優先度をキャッシュ動作部の優先度よりも低くする。キャッシュ動作部，リンク先読み制御部，自動キャッシュ更新部，キャッシュサーバ連携部は、優先度が付与されると、その優先度と送信パケットとを優先度情報付加部に渡し、優先度情報付加部は、上記送信パケットに上記優先度を示す優先度情報を付加する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ネットワークの輻輳状態を悪化させずに、リンク先読み動作，自動キャッシュ更新動作，キャッシュ連携動作をより高い確率で実行させることが可能になる。その理由は、自動キャッシュ更新動作，リンク先読み動作およびキャッシュサーバ連携動作のための通信の優先度を下げることができるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
〔前提技術〕
図１が、本発明の前提技術を示している。Web サーバS1,S2 は、それぞれサブネットN2,N3 内に存在し、様々なWeb コンテンツ情報を保持する。サブネットN1,N4 には、Web サーバS1,S2 へのアクセスを行う端末T1〜T3が存在する。また、ネットワークの負荷および経路情報を参照するQoS 経路参照キャッシュサーバC101〜C103もネットワーク上に配置されている。QoS 経路参照キャッシュサーバC101〜C103は、端末T1〜T3や他のキャッシュサーバ（QoS 経路キャッシュサーバでも、図示を省略した従来のキャッシュサーバでも良い) からアクセスのあった、Web サーバS1,S2 上のさまざまなコンテンツのコピーを保持している上、互いに接続しているリンクとルータの名前の対と、各リンクの帯域と、各リンクの残余帯域とを含むQoS 経路情報を得るための構成を有している。このQoS 経路情報は、ルータR100〜R104上で各リンクの帯域，空き帯域などの情報を収集するプロセスを動作させ、そのプロセスと通信することによって収集しても良いし、或いは、QoS 経路情報をやりとりするQSSPF 等の経路制御プロトコルを各ルータR100〜R104上で動作させることによってネットワークからQoS 経路情報を集め、キャッシュサーバは近隣のルータからQoS 経路情報を得るという構成でも良い。ルータR100〜R104は、リンクL0〜L5を用いて、サブネットN1,N2,N3,N4 を接続するネットワークを構成している。また、ルータR100〜R104は、ルーティングテーブルに基づいてルーティング処理を行っている。
【００２６】
端末（ここではT1とする) が、Web サーバ（ここではS1とする) 内のコンテンツを取得する場合、或るQoS 経路参照キャッシュサーバ（ここではC101とする）が、その仲介をする。この時の動作は、従来のキャッシュサーバと同様である。先ず、QoS 経路参照キャッシュサーバC101は、アクセス要求のあったWeb サーバS1のコンテンツ情報をC101自身が保持しているかどうか調べる。保持していない場合は、C102，C103等の他のQoS 経路参照キャッシュサーバへそのコンテンツを所持しているか問い合わせ、所持しているキャッシュサーバから該当コンテンツを取得するか、或いは該当コンテンツを元々保持していたオリジナルWeb サーバS1から該当コンテンツ情報を取得し、端末T1へコンテンツ情報を受け渡す。この時、同時に、C101内の記憶装置へ該当コンテンツを保持しても良い。保持している場合には、該当コンテンツを、端末T1へ受け渡す。なお、該当コンテンツを端末T1へ受け渡す場合に、オリジナルWeb サーバS1へコンテンツの最終更新日時を問い合わせ、保持しているコンテンツが、オリジナルWeb サーバS1での最終更新日時より古い場合には、オリジナルWeb サーバS1のコンテンツをQoS 経路参照キャッシュサーバC101が再取得することもある（更新チェック動作）。
【００２７】
QoS 経路参照キャッシュサーバ(C101,C102,C103 等) は、端末T1〜T3からだけでなく、他のQoS 経路参照キャッシュサーバから、コンテンツ情報を保持しているかどうか問い合わされるが、この場合の動作も、従来のキャッシュサーバの動作と同様である。すなわち、アクセスのあったWeb サーバのコンテンツ情報をQoS 経路参照キャッシュサーバ自身が保持しているかどうか調べる。保持していない場合は、他のQoS 経路参照キャッシュサーバ等へそのコンテンツを所持しているか問い合わせて、所持しているQoS 経路参照キャッシュサーバ等から該当コンテンツを取得するか、或いは、該当コンテンツを元々保持していたオリジナルWeb サーバから該当コンテンツ情報を取得し、問い合わせ元のキャッシュサーバへコンテンツ情報を受け渡す。この時、同時に記憶装置へ該当コンテンツを保持してもよい。保持している場合には、該当コンテンツを受け渡す。更新チェック動作を行ってもよい。また、キャッシュサーバの有効性を高めるための、(1) 自動キャッシュ更新動作，(2) リンク先読み動作，(3) キャッシュサーバ連携動作を行う点も従来のキャッシュサーバと同じであるが、これらの動作を行う時に必要な通信に関して、従来は、その時点で設定されている通信相手との経路上のネットワークの輻輳状態のみをみて、上記動作をするかしないかの決定をしていたのに対して、本前提技術では、QoS 経路情報を利用して経路迂回動作を行うようにしている。
【００２８】
図２が、図１に示したQoS 経路参照キャッシュサーバC101の構成例を示すブロック図である。各要素の説明をする。尚、他のQoS 経路参照キャッシュサーバも同様の構成を有している。
【００２９】
●通信インターフェース部101:キャッシュ動作部103,リンク先読み制御部104,自動キャッシュ更新部105,キャッシュサーバ連携部107 に対して、ネットワークからのデータを送受する。
【００３０】
● QoS経路情報取得部102: QOS経路情報を取得する。
【００３１】
●キャッシュ動作部103:通信インターフェース部101 を介して端末からのWeb コンテンツへのアクセス要求を受け取り、記憶装置106 にそのコンテンツが存在するかどうか検索する。存在しない場合は、該当するWeb サーバへのアクセスあるいは他のキャッシュサーバへアクセスを行い、コンテンツを取得して記憶装置106 へ格納すると共に、そのコンテンツを要求元の端末へと送る。存在する場合には、そのコンテンツを端末へと送信する。但し、存在する場合でも、更新チェック動作をする場合は、保持しているコンテンツの最終更新日時が、Web サーバの保持しているコンテンツの最終更新日時より古いかどうかをチェックし、古い場合には、Web サーバのコンテンツを取得し、記憶装置106 へ保持すると同時に、端末へコンテンツ情報を受け渡す。
【００３２】
●リンク先読み制御部104:記憶装置106 に保存されているWeb コンテンツ内に記述されている、関連情報へのリンク( 関連情報が保存されているネットワーク上の場所を示すもの) の中で、記憶装置106 内には存在しないが、これからアクセスがありそうなものを見つけ、そのリンクの指すコンテンツを保持するWeb サーバの位置情報を、経路計算部108 へ通知し、最大残余帯域を得られる経路（最大残余帯域経路）およびその経路上の最小残余帯域（その経路を構成する各リンクの残余帯域の内の、最も小さいもの）の情報を得る。そして、取得した情報に基づいて、上記リンクの指すコンテンツを取得するかどうか判断する。例えば、最小残余帯域が予め決められている値以上であれば、取得すると判断する。或いは、最小残余帯域が予め定められている値以上で、且つ最大残余帯域経路のホップ数が予め定められている値以下であれば、取得すると判断する。取得すると判断した場合には、該当するWeb サーバへのアクセスを、パケットに経路情報を含ませるソースルートオプション等の経路指定手法を用いて行い、該当するコンテンツを取得して記憶装置106 に保存する。
【００３３】
●自動キャッシュ更新部105:記憶装置106 内に保存されいているWeb コンテンツについて、元々そのコンテンツが存在したWeb サーバ上でのコンテンツ内容の更新間隔を調査し、キャッシュ内容を更新する日時を決定する。決定した日時に、経路計算部108 に対して該当するコンテンツを保持しているWeb サーバの位置情報（ネットワークアドレス）を渡し、最大残余帯域を得られる経路および最小残余帯域の情報を得る。そして、該当コンテンツを取得するかどうか判断する。例えば、最小残余帯域が予め定められている値以上であれば、取得すると判断する。或いは、最小残余帯域が予め定められている値以上で、且つ最大残余帯域経路のホップ数が予め定められている値以下であれば、取得すると判断する。取得すると判断した場合には、該当するWeb サーバへのアクセスを、ソースルートオプション等の経路指定手法を用いて行い、該当するコンテンツを取得して記憶装置106 に保存する。
【００３４】
●記憶装置106:様々なWeb コンテンツ，コンテンツサマリーを記憶している。
【００３５】
●キャッシュサーバ連携部107:キャッシュサーバ間で、再分配, 共有, 鮮度比較を行うため、キャッシュサーバ間で、それぞれが持つコンテンツの一覧や、各キャッシュサーバが持つコンテンツのキャッシュとしての有効性を示す情報（コンテンツサマリー）を他のキャッシュサーバと交換し、その情報を基に、必要に応じてコンテンツを交換する処理を行う。このコンテンツやコンテンツサマリーの交換を行う時に、交換を行う相手のキャッシュサーバのネットワークアドレスを経路計算部108 に渡し、最大残余帯域を得られる経路および最小残余帯域の情報を得る。そして、該当コンテンツやコンテンツサマリーを取得するかどうか決定する。取得する場合は、ソースルートオプション等の経路決定指定手法を用いてコンテンツサマリーを取得し、記憶装置106 に保存する。
【００３６】
●経路計算部108: QoS経路情報取得部102 から、各ルータに接続されたリンクとそのリンクに接続されているルータ名の情報および各リンクの空き帯域情報（QoS 経路情報）を得、リンク先読み制御部104,自動キャッシュ更新部105,あるいはキャッシュサーバ連携部107 から指定された、Web サーバへの最大残余帯域を得られる経路および最小残余帯域を計算する。計算には、Dijkstraのアルゴリズムなどを用いる。計算結果として、Web サーバへの経路情報と、最小残余帯域情報とを、要求のあったリンク先読み制御部104,自動キャッシュ更新部105 或いはキャッシュサーバ連携部107 へと返す。
【００３７】
QoS 経路参照キャッシュサーバC101は、コンピュータによって実現されるものであり、ディスク, 半導体メモリ等の記録媒体K1には、コンピュータをQoS 経路参照キャッシュサーバとして機能させるためのプログラムが記録されている。このプログラムは、コンピュータによって読み取られ、コンピュータの動作を制御することで、コンピュータ上に、通信インターフェース部101,QoS 経路情報取得部102,キャッシュ動作部103,リンク先読み制御部104,自動キャッシュ更新部105,キャッシュサーバ連携部107,経路計算部108 を実現する。
【００３８】
本前提技術における、自動キャッシュ更新動作，リンク先読み動作およびキャッシュサーバ連携動作を、図３のフローチャートに示す。
【００３９】
自動キャッシュ更新部105 が、自動更新するコンテンツを決定する部分、リンク先読み制御部104 が、リンク先読みを行うコンテンツを決定する部分、そして、キャッシュサーバ連携部107 が、必要とするコンテンツやコンテンツサマリーを決定する部分は、従来のキャッシュサーバのものと変わらないため、ここでは説明しない。ここでは、コンテンツあるいは必要とするコンテンツサマリーが決定してからの動作について説明する。
【００４０】
自動キャッシュ更新部105,リンク先読み制御部104,キャッシュサーバ連携部107 は、自動キャッシュ更新，リンク先読み, 或いはキャッシュサーバ連携を行うコンテンツ, コンテンツサマリーについて、それらを取得するために接続したいWeb サーバ, QoS 経路参照キャッシュサーバのネットワークアドレスを経路計算部108 へ渡し経路計算を要求する(F101)。尚、自動キャッシュ更新部105 は、コンテンツの内容の更新間隔を調査することにより決定したキャッシュの更新日時になった時、上記コンテンツを取得するためのネットワークアドレスを経路計算部108 に渡す。また、リンク先読み制御部104 は、記憶装置106 に保存されているWeb コンテンツ内に記述されている、関連情報へのリンクの中で、記憶装置106 には存在しないが、これからアクセスがありそうなものを見つけた時、そのリンクの指すコンテンツを保持しているWeb サーバのネットワークアドレスを経路計算部108 に渡す。また、キャッシュサーバ連携部107 は、所定時間毎に、取得したいコンテンツ等を保持しているWeb サーバのアドレスを経路計算部108 に渡す。
【００４１】
経路計算部108 では、QoS 経路情報取得部102 から得られた、互いに接続されているルータとリンクの名前の対と、各リンクの帯域と、各リンク残余帯域とを含むQoS 経路情報を基に、渡されたネットワークアドレスへの最大残余帯域経路と、その経路上の最小残余帯域とを求め、要求元（自動キャッシュ更新部105,リンク先読み制御部104,あるいはキャッシュサーバ連携部107)へ渡す(F102)。例えば、経路計算部108 が、QoS 経路情報取得部102 から、図４のような、QoS 経路情報を得ており、要求元からWeb サーバS1のネットワークアドレスを渡された場合、図４のようなQoS 経路情報は、図５のグラフのようになり、DijkstraのSPF(Shortest Path First)アルゴリズムを使えば、最大残余帯域を得られる経路は、R100→L0→R101→L2→R103→L3→R102であることがわかり、最小残余帯域は、４Mbps( 経路上のリンクの最小残余帯域で決まる) となる。
【００４２】
尚、図４に示した経路情報中の項目「ルータアドレス」は、ルータのネットワークアドレスを示し、「リンク」は、次ホップルータとの間に存在するリンクを示し、「次ホップルータアドレス」は、次ホップルータのネットワークアドレスを示し、「接続サブネットアドレス」は、ルータに接続されるサブネット内に存在する端末，Web サーバ，QoS 経路参照キャッシュサーバ等の機器のネットワークアドレスを示している。また、QoS 経路情報取得部102 は、最寄りのルータR100上で動作する経路制御プロトコルから、追加されたルータ, リンクが通知された場合や、残余帯域に変化のあったリンク, 変化後の残余帯域が通知された場合、通知内容に従って、保持しているQoS 経路情報を更新する。
【００４３】
最大残余帯域経路及びその経路における最小残余帯域得た要求元（自動キャッシュ更新部105,リンク先読み制御部104,あるいはキャッシュサーバ連携部107)では、最大残余帯域経路と、最小残余帯域を基に、コンテンツ等の取得を行うかどうかを決定する(F103)。例えば、最小残余帯域が予め決めた値以上であれば、コンテンツ等の取得を行うと決定する。コンテンツ等の取得を行う場合、経路計算部108 から得られた経路情報に従って、ソースルートオプション等の経路指定をしたアクセス手法で、該当コンテンツを取得する(F104)。コンテンツの取得を行わない場合は(F105)、処理終了となる。尚、コンテンツの取得を行わなかった場合には、記憶装置106 に古いコンテンツが保存されたままになるが、端末から上記コンテンツに対するアクセス要求があった時、キャッシュ動作部103 の更新チェック動作により、上記コンテンツは最新のものに置き換えられる。
【００４４】
以上の動作によって、ネットワーク上の空いている帯域を有効活用し、従来のキャッシュサーバでは、自動キャッシュ更新、リンク先読み、キャッシュサーバ連携動作が行えなかった状況においても、本発明のネットワークシステムでは、それらを行うことができる可能性が高まる。
【００４５】
〔発明の実施の形態〕
本発明の実施の形態のネットワークシステム構成は、図６のブロック図に示すように、従来の技術で説明したネットワークシステム（図９）のキャッシュサーバC1〜C3が、優先度機能付きキャッシュサーバC501〜C503に置き換わり、ルータR0〜R4が、優先制御可能ルータR300〜R304に置き換わっている。優先制御可能ルータR300〜R304は、パケットに付与された優先度情報を基に、パケットをリンクに送出する際の優先度を制御できるものである。優先度機能付きキャッシュC501〜C503の構成例を図７のブロック図に示す。
【００４６】
●通信インターフェース部501:キャッシュ動作部503,リンク先読み制御部504,自動キャッシュ更新部505,キャッシュサーバ連携部507 に対して、ネットワークからのデータ（パケット）を受け渡す。また、優先度情報付加部508 から優先度情報の付加されたパケットを受け取り、ネットワークへ送信する。また、優先度付与部509 に対してもネットワークとのデータの送受信を行う。
【００４７】
●キャッシュ動作部503:通信インターフェース部501 を介して端末からのWeb コンテンツへのアクセス要求を受け取り、記憶装置506 にそのコンテンツが存在するかどうか検索する。存在しない場合、該当するWeb サーバ、或いは、他のキャッシュサーバへアクセスを行い、コンテンツを取得して記憶装置506 へ格納すると共に、そのコンテンツを要求元の端末へと送る。存在する場合には、そのコンテンツを端末へと送信する。但し、存在する場合でも、更新チェック動作をする場合は、保持しているコンテンツの最終更新日時が、Web サーバの保持しているコンテンツの最終更新日時より古いかどうかをチェックし、古い場合には、Web サーバのコンテンツを取得し、記憶装置506 へ保持すると同時に、端末へコンテンツ情報を受け渡す。以上の通信に関して、キャッシュ動作部503 は、通信前に、通信相手のネットワークアドレスを含む優先度の付与要求を優先度付与部509 に受け渡し、優先度付与部509 から付与された優先度と送信パケットとを優先度情報付加部508 に渡す。これにより、優先度情報付加部508 は、送信パケットに上記優先度を示す優先度情報を付加してネットワークへ送信する。
【００４８】
●リンク先読み制御部504:記憶装置506 に保存されているWeb コンテンツ内に記述されている、関連情報へのリンク（関連情報が保存されているネットワーク上の場所を示すもの) の中で、記憶装置506 内には存在しないが、これからアクセスがありそうなものを見つけ、該当するコンテンツを取得して記憶装置506 に保存する。以上の通信に関して、リンク先読み制御部504 は、通信前に、通信相手のネットワークアドレスを含む優先度の付与要求を優先度付与部509 に受け渡し、優先度付与部509 から付与された優先度と送信パケットとを優先度情報付加部508 に渡す。これにより、優先度情報付加部508 は、送信パケットに上記優先度を示す優先度情報を付加してネットワークへ送信する。
【００４９】
●自動キャッシュ更新部505:記憶装置506 内に保存されいているWeb コンテンツについて、元々そのコンテンツが存在したWeb サーバ上でのコンテンツ内容の更新間隔を調査し、キャッシュ内容を更新する時刻を決定する。該当するコンテンツを取得して記憶装置106 に保存する。以上の通信に関して、自動キャッシュ更新部505 は、通信前に、通信相手のネットワークアドレスを含む優先度の付与要求を優先度付与部509 に受け渡し、優先度付与部509 から付与された優先度と送信パケットとを優先度情報付加部508 に渡す。これにより、優先度情報付加部508 は、送信パケットに上記優先度を示す優先度情報を付加してネットワークへ送信する。
【００５０】
●記憶装置506:様々なWeb コンテンツ，コンテンツサマリーを記憶している。
【００５１】
●キャッシュサーバ連携部507:キャッシュサーバ間で、再分配、共有、鮮度比較を行うため、キャッシュサーバ間で、それぞれが持つコンテンツの一覧や、各キャッシュサーバが持つコンテンツのキャッシュとしての有効性を示す情報（コンテンツサマリー）を他のキャッシュサーバと交換し、その情報を基に、必要に応じてコンテンツを交換する処理を行う。以上の通信に関して、通信前に、通信相手のネットワークアドレスを含む優先度の付与要求を優先度付与部509 に受け渡し、優先度付与部509 から付与された優先度と送信パケットとを優先度情報付加部508 に渡す。これにより、優先度情報付加部508 は、送信パケットに上記優先度を示す優先度情報を付加してネットワークへ送信する。
【００５２】
●優先度情報付加部508:キャッシュ動作部503,リンク先読み制御部504,自動キャッシュ更新部505,キャッシュサーバ連携部507 から送信パケット, 優先度が渡されたとき、上記送信パケットに上記優先度を示す優先度情報を付加して通信インターフェース部501 へ受け渡す。
【００５３】
●優先度付与部509:キャッシュ動作部503,リンク先読み制御部504,自動キャッシュ更新部505,キャッシュサーバ連携部507 から優先度の付与要求があった場合、要求元に優先度を付与する。付与する優先度の決定方法は、種々採用できるが、例えば、次の(a) 〜(c) の方法を採用することができる。
【００５４】
(a) 要求元毎に、予め付与する優先度を決めておき、優先度の付与要求があった場合、その要求元に対して予め決められている優先度を付与する。具体的には、リンク先読み制御部504,自動キャッシュ更新部505,キャッシュサーバ連携部507 に付与する優先度を、キャッシュ動作部503 に付与する優先度や、他の通信手段（図示せず）に付与する優先度よりも低くする。
(b) 要求元毎に、通信相手先への経路上の負荷に応じた優先度を決めておき（同じ負荷については、リンク先読み制御部504,自動キャッシュ更新部505,キャッシュサーバ連携部507 の優先度が、キャッシュ動作部503の優先度や、他の通信手段の優先度よりも低くなるように決めておく）、優先度の付与要求があった場合、経路上の負荷を求め、要求元に対して決められている各負荷に応じた優先度の内の、上記求めた負荷に対応する優先度を付与する。具体的には、通信相手先への経路上の負荷が高ければ、優先度を低くし、負荷が低ければ優先度を高くする。尚、この方法の場合には、優先度付与部509 に、QoS 経路情報取得部502 が取得したQoS 経路情報に基づいて、通信相手先への経路上の負荷を求める機能を付加する必要がある。また、要求元は、優先度付与部509 に対して、通信相手先のネットワークアドレスを含む優先度の付与要求を渡す。
(c) 通信するコンテンツの内容（動画，テキスト，サイズ等）に応じて、優先度を付与する。具体的には、コンテンツの内容が動画がある場合は、高い優先度を付与し、テキストである場合は低い優先度を付与する。尚、この場合、要求元は、優先度付与部509 に対してコンテンツの内容を含む、優先度の付与要求を渡す。また、要求元は、記憶装置506 に格納されているコンテンツに付与されている拡張子に基づいて、コンテンツの内容を判断する。
【００５５】
また、上記した(a) 〜(c) 以外にも、通信相手が優先度機能付きキャッシュサーバ等の、優先度制御が可能なホストで、優先度付与部509 と同等の機能を持つ場合は、お互いに通信して優先度を決定するようにしても良い。また、通信相手が、パケットをどの優先度に設定して送出してもらいたいかを、指定する場合もある。
【００５６】
●QoS 経路情報取得部502:図２に示したQoS 経路情報取得部102 と同様の機能を有する。
【００５７】
優先度機能付きキャッシュサーバC501は、コンピュータによって実現されるものであり、ディスク, 半導体メモリ等の記録媒体K5には、コンピュータを優先度機能付きキャッシュサーバとした機能させるためのプログラムが記録されている。このプログラムは、コンピュータによって読み取られ、コンピュータの動作を制御することで、コンピュータ上に、通信インターフェース部501,QoS 経路情報取得部502,キャッシュ動作部503,リンク先読み制御部504,自動キャッシュ更新部505,キャッシュサーバ連携部507,優先度情報付加部508,優先度付与部509 を実現する。
【００５８】
本実施の形態における、キャッシュ動作, 自動キャッシュ更新動作、リンク先読み動作, および、キャッシュサーバ連携動作を、図８のフローチャートに示す。各動作での、通信相手の決定については、従来のキャッシュサーバと同様なので、フローチャートには、通信相手決定後の動作がかかれている。
【００５９】
先ず、キャッシュ動作部503,リンク先読み制御部504,自動キャッシュ更新部505,キャッシュサーバ連携部507 の内、取得したいWeb コンテンツ，コンテンツサマリーがあるもの（要求元）が、取得したいコンテンツ，コンテンツサマリーを保持している、Web サーバ或いは優先機能付きキャッシュサーバ等のキャッシュサーバのネットワークアドレスを含む優先度の付与要求を優先度付与部509 へ渡す(F301)。優先度付与部509 では、付与要求に含まれているネットワークアドレスと、要求元がキャッシュ動作部503,リンク先読み制御部504,自動キャッシュ更新部505,キャッシュサーバ連携部507 の内の何れであるかに依存して、付与する優先度を決定する。通信相手が優先度制御部と同等の機能を持っている場合、通信相手と通信して、どの優先度を使用するか、また、相手から到着するパケットの優先度を何に設定してもらいたいか等を指定する場合もある。優先度を決定すると、優先度付与部509 はそれを要求元へ通知する(F302)。要求元では、通知された優先度と、送信パケット（取得を要求するコンテンツを示す情報が含まれている）を優先度情報付加部508 に渡す。優先度情報付加部508 は、送信パケットに上記優先度を示す優先度情報を付加し、通信インターフェース部501 に渡す。これにより、通信相手先との間で、上記優先度情報によって示される優先度でパケットの送受信が行われ、Web コンテンツ、コンテンツサマリーが取得される(F303)。
【００６０】
〔実施の形態の効果〕
以上の動作によって、従来のキャッシュサーバでは、自動キャッシュ更新，リンク先読み，キャッシュサーバ連携動作が行えなかった、ネットワークの一部が輻輳を起こしている場合でも、本発明のネットワークシステムでは、自動キャッシュ更新，リンク先読み，キャッシュサーバ連携動作に関する通信の優先度を低くした通信が可能となるため、ネットワークの輻輳状態を悪化させることなくそれらを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の前提技術の構成例を示すブロック図である。
【図２】QoS 経路参照キャッシュサーバC101の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の前提技術の動作例を示すフローチャートである。
【図４】QoS 経路情報の一例を示す図である。
【図５】図４に示したQoS 経路情報をグラフ化した図である。
【図６】本発明の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図７】優先度機能付きキャッシュサーバC501の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態の動作例を示すフローチャートである。
【図９】従来のネットワークシステムの構成例を示すブロック図である。
【図１０】従来のキャッシュサーバC1の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
C1〜C3…キャッシュサーバ
R0〜R4…ルータ
L0〜L5…リンク
T1〜T3…端末
N1〜N4…サブネット
S1,S2 …Web サーバ
R100〜R104…ルータ
R300〜R304…優先制御可能ルータ
C101〜C103…QoS 経路参照キャッシュサーバ
C501〜C503…優先度機能付きキャッシュサーバ
１…通信インターフェース部
２…輻輳情報取得部
３…キャッシュ動作部
４…リンク先読み制御部
５…自動キャッシュ更新部
６…記憶装置
７…キャッシュサーバ連携部
101 …通信インターフェース部
102 …QoS 経路情報取得部
103 …キャッシュ動作部
104 …リンク先読み制御部
105 …自動キャッシュ更新部
106 …記憶装置
107 …キャッシュサーバ連携部
108 …経路計算部
501 …通信インターフェース部
502 …QoS 経路情報取得部
503 …キャッシュ動作部
504 …リンク先読み制御部
505 …自動キャッシュ更新部
506 …記憶装置
507 …キャッシュサーバ連携部
508 …優先度情報付加部
509 …優先度付与部
K1, K5…記録媒体
【図１】
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【図２】
2005312064.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005312064.tif 000008
【図７】
2005312064.tif 000009
【図８】
2005312064.tif 000010
【図９】
2005312064.tif 000011
【図１０】
2005312064.tif 000012