(57)【要約】【課題】複数のASが接続された通信ネットワークにおいて、コンテンツへのトラヒック誘導を動的に行って、ネットワーク全体のリソースの有効利用を図る。【解決手段】トラヒック誘導ネットワーク装置において、各コンテンツサーバ毎のアドレス情報、自ASとの間のAS経路情報、及び重み付け情報を含む誘導情報を格納する手段と、自ASのコンテンツサーバのサーバ負荷情報、及び自ASにおける隣接ASとの間のリンク負荷情報を他のトラヒック誘導ネットワーク装置に送信するとともに、他のトラヒック誘導ネットワーク装置から他のASにおけるサーバ負荷情報及びリンク負荷情報を受信する手段と、得られたサーバ負荷情報及びリンク負荷情報から報酬Ｒを算出する手段と、報酬Ｒに基づき、各コンテンツサーバのサーバ負荷及び前記通信ネットワークにおけるリンク負荷が平準化するように、前記誘導情報における重み付け情報を変更する手段とを備える。【選択図】図２
2012039323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＡＳが接続されて構成された通信ネットワークにおいて、コンテンツを要求するユーザ端末を、当該コンテンツを提供する複数のコンテンツサーバの中から特定のコンテンツサーバに誘導する機能を備えるトラヒック誘導ネットワーク装置であって、
前記トラヒック誘導ネットワーク装置が属する自ＡＳのＡＳ境界ルータからＡＳ経路情報を取得する経路情報取得手段と、
前記コンテンツを提供する各コンテンツサーバ毎のアドレス情報、自ASとの間のAS経路情報、及び重み付け情報を含み、前記誘導の際に参照される誘導情報を格納する誘導情報格納手段と、
前記自ＡＳのコンテンツサーバからサーバ負荷情報を取得し、当該自ＡＳのＡＳ境界ルータから隣接ＡＳとの間のリンク負荷情報を取得して、取得したサーバ負荷情報及びリンク負荷情報を他のトラヒック誘導ネットワーク装置に送信するとともに、他のトラヒック誘導ネットワーク装置から他のＡＳにおけるサーバ負荷情報及びリンク負荷情報を受信する負荷情報取得手段と、
ある時点において前記負荷情報取得手段で得られたサーバ負荷情報及びリンク負荷情報から報酬Ｒを算出する報酬算出手段と、
前記報酬算出手段で算出された報酬Ｒに基づき、各コンテンツサーバのサーバ負荷及び前記通信ネットワークにおけるリンク負荷が平準化するように、前記誘導情報における重み付け情報を変更する誘導情報設定手段と
を備えたことを特徴とするトラヒック誘導ネットワーク装置。
【請求項２】
前記報酬算出手段は、
Nをコンテンツサーバの数とし、Liをサーバ負荷情報に基づくパラメータとした場合に、サーバ負荷公平性指標FIsを、
【数１】
2012039323.tif 000007
により算出し、  
Mをリンクの数とし、Xiをリンク負荷情報に基づくパラメータとした場合に、リンク負荷公平性指標FInを、
【数２】
2012039323.tif 000008
により算出し、
a、bをそれぞれFIs及びFInの重み付けを示すパラメータとし、0≦a≦2、0≦b≦2、a+b = 2を満たすとした場合に、前記報酬Rを、
R = {2 - a((FIs) - 1)2 - b((FIn) - 1)2} / 2 
により算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のトラヒック誘導ネットワーク装置。
【請求項３】
前記誘導情報設定手段は、前記報酬Rが予め定めた報酬設定値より大きい場合に、前記重み付け情報を変更せず、前記報酬Rが前記報酬設定値より小さい場合に、前記重み付け情報を変更する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトラヒック誘導ネットワーク装置。
【請求項４】
前記誘導情報設定手段は、前記重み付け情報を変更する場合において、自ASから所定の近さにあるコンテンツサーバのうち、負荷の高いコンテンツサーバの重みを所定の値だけ下げ、下げた分の重みを他のコンテンツサーバに分配する
ことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか1項に記載のトラヒック誘導ネットワーク装置。
【請求項５】
複数のＡＳが接続されて構成された通信ネットワークにおいて、コンテンツを要求するユーザ端末を、当該コンテンツを提供する複数のコンテンツサーバの中から特定のコンテンツサーバに誘導する機能を備えるトラヒック誘導ネットワーク装置が実行するトラヒック誘導方法であって、
前記トラヒック誘導ネットワーク装置は、前記コンテンツを提供する各コンテンツサーバ毎のアドレス情報、自ASとの間のAS経路情報、及び重み付け情報を含み、前記誘導の際に参照される誘導情報を格納する誘導情報格納手段を備えており、
前記自ＡＳのコンテンツサーバからサーバ負荷情報を取得し、当該自ＡＳのＡＳ境界ルータから隣接ＡＳとの間のリンク負荷情報を取得して、取得したサーバ負荷情報及びリンク負荷情報を他のトラヒック誘導ネットワーク装置に送信するとともに、他のトラヒック誘導ネットワーク装置から他のＡＳにおけるサーバ負荷情報及びリンク負荷情報を受信する負荷情報取得ステップと、
ある時点において前記負荷情報取得ステップで得られたサーバ負荷情報及びリンク負荷情報から報酬Ｒを算出する報酬算出ステップと、
前記報酬算出ステップで算出された報酬Ｒに基づき、各コンテンツサーバのサーバ負荷及び前記通信ネットワークにおけるリンク負荷が平準化するように、前記誘導情報における重み付け情報を変更する誘導情報設定ステップと
を備えたことを特徴とするトラヒック誘導方法。
【請求項６】
前記報酬算出ステップにおいて、
Nをコンテンツサーバの数とし、Liを前記サーバ負荷情報に基づくパラメータとした場合に、サーバ負荷公平性指標FIsを、
【数３】
2012039323.tif 000009
により算出し、  
Mをリンクの数とし、Xiを前記リンク負荷情報に基づくパラメータとした場合に、リンク負荷公平性指標FInを、
【数４】
2012039323.tif 000010
により算出し、
a、bをそれぞれFIs及びFInの重み付けを示すパラメータとし、0≦a≦2、0≦b≦2、a+b = 2を満たすとした場合に、前記報酬Rを、
R = {2 - a((FIs) - 1)2 - b((FIn) - 1)2} / 2 
により算出する
ことを特徴とする請求項５に記載のトラヒック誘導方法。
【請求項７】
前記誘導情報設定ステップにおいて、前記報酬Rが予め定めた報酬設定値より大きい場合に、前記重み付け情報を変更せず、前記報酬Rが前記報酬設定値より小さい場合に、前記重み付け情報を変更する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のトラヒック誘導方法。
【請求項８】
前記誘導情報設定ステップにおいて、前記重み付け情報を変更する場合に、自ASから所定の近さにあるコンテンツサーバのうち、負荷の高いコンテンツサーバの重みを所定の値だけ下げ、下げた分の重みを他のコンテンツサーバに分配する
ことを特徴とする請求項５ないし７のうちいずれか1項に記載のトラヒック誘導方法。
【請求項９】
コンピュータを、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載のトラヒック誘導ネットワーク装置における各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数キャリアで構成されるIP網上のCDN（Contents Delivery Network）サービスにおいて、コンテンツサーバ及びネットワークリンクの負荷を軽減するように、ユーザとサーバ間のトラヒックフローを誘導するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、Webサーバ上のコンテンツをエンドユーザに効率的に配信するCDNサービスが普及してきている。CDNサービスでは、多数のユーザに大量のコンテンツを配信するため、コンテンツサーバの負荷軽減対策が必要である。
【０００３】
コンテンツサーバの負荷軽減のためには、コンテンツサーバサイトにおいて、コンテンツの複数の複製を用意し、複数コンテンツサーバ間でロードバランスをとる局所的な解決方法がある。また、コンテンツサーバの負荷軽減のために、プロキシサーバと呼ばれる代理サーバを用意し、そこにアクセス頻度の高いコンテンツを複製し、このプロキシサーバにアクセスをする解決方法もある。これらの方法は、例えば非特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】安井真伸、横川和哉ら「サーバ/インフラを支える技術」、1.3節「Webサーバを冗長化する・・・DNSラウンドロビン」（pp. 18 - 30）、2.1節「リバースプロキシの導入・・・Apacheモジュール」（pp. 42 - 62）、2.2節「キャッシュサーバの導入・・・・Squid, memcached」（pp. 63 - 71）、技術評論社、2008.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術は静的にコンテンツサーバの負荷軽減を行う技術であり、この技術では、ネットワークやサーバの随時変化する状態に適応して、トラヒックフローを動的に適応させることはできない。
【０００６】
また、従来の技術は、サーバサイト側における局所最適な方法であり、コンテンツ提供者側から、ユーザアクセスに関する動的な制御を行うことは困難である。すなわち、例えば、網側でユーザからのアクセスを、契約やサーバ、ネットワーク状況に応じて変更させることなどは困難であった。
【０００７】
また、従来技術では、ネットワークリソースを全体として、有効に使えない状況が生じる場合があった。例えば、ユーザの近くにコンテンツが存在するにもかかわらず、遠方のコンテンツサイトへコンテンツ取得のアクセスがなされ、このトラヒックを通過させるためのリソースを用意しなければいけないなどの場合である。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ユーザ端末とコンテンツサーバ間のトラヒック誘導を動的に行って、ネットワーク全体のリソースの有効利用を図ることを可能とする技術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】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、複数のASが接続されて構成された通信ネットワークにおいて、コンテンツを要求するユーザ端末を、当該コンテンツを提供する複数のコンテンツサーバの中から特定のコンテンツサーバに誘導する機能を備えるトラヒック誘導ネットワーク装置であって、前記トラヒック誘導ネットワーク装置が属する自ASのAS境界ルータからAS経路情報を取得する経路情報取得手段と、前記コンテンツを提供する各コンテンツサーバ毎のアドレス情報、自ASとの間のAS経路情報、及び重み付け情報を含み、前記誘導の際に参照される誘導情報を格納する誘導情報格納手段と、前記自ASのコンテンツサーバからサーバ負荷情報を取得し、当該自ASのAS境界ルータから隣接ASとの間のリンク負荷情報を取得して、取得したサーバ負荷情報及びリンク負荷情報を他のトラヒック誘導ネットワーク装置に送信するとともに、他のトラヒック誘導ネットワーク装置から他のASにおけるサーバ負荷情報及びリンク負荷情報を受信する負荷情報取得手段と、ある時点において前記負荷情報取得手段で得られたサーバ負荷情報及びリンク負荷情報から報酬Ｒを算出する報酬算出手段と、前記報酬算出手段で算出された報酬Ｒに基づき、各コンテンツサーバのサーバ負荷及び前記通信ネットワークにおけるリンク負荷が平準化するように、前記誘導情報における重み付け情報を変更する誘導情報設定手段とを備えたことを特徴とするトラヒック誘導ネットワーク装置として構成される。
【００１０】
前記報酬算出手段は、
Nをコンテンツサーバの数とし、Liをサーバ負荷情報に基づくパラメータとした場合に、サーバ負荷公平性指標FIsを、
【００１１】
【数１】
2012039323.tif 000003
により算出し、  
Mをリンクの数とし、Xiをリンク負荷情報に基づくパラメータとした場合に、リンク負荷公平性指標FInを、
【００１２】
【数２】
2012039323.tif 000004
により算出し、
a、bをそれぞれFIs及びFInの重み付けを示すパラメータとし、0≦a≦2、0≦b≦2、a+b = 2を満たすとした場合に、前記報酬Rを、R = {2 - a((FIs) - 1)2 - b((FIn) - 1)2} / 2 により算出するように構成してもよい。
【００１３】
また、前記誘導情報設定手段は、前記報酬Rが予め定めた報酬設定値より大きい場合に、前記重み付け情報を変更せず、前記報酬Rが前記報酬設定値より小さい場合に、前記重み付け情報を変更するようにしてもよい。
【００１４】
また、前記誘導情報設定手段は、前記重み付け情報を変更する場合において、自ASから所定の近さにあるコンテンツサーバのうち、負荷の高いコンテンツサーバの重みを所定の値だけ下げ、下げた分の重みを他のコンテンツサーバに分配するように構成してもよい。
【００１５】
また、本発明は、前記トラヒック誘導ネットワーク装置が実行する処理に対応したトラヒック誘導方法として構成することもできる。更に、本発明は、コンピュータを、前記トラヒック誘導ネットワーク装置における各手段として機能させるためのプログラムとして構成することもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ユーザ端末とコンテンツサーバ間のトラヒック誘導を動的に行って、ネットワーク全体のリソースの有効利用を図ることを可能とする技術を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態におけるネットワークの構成図である。
【図２】トラヒック誘導ネットワーク装置１００の機能構成図である。
【図３】トラヒック誘導ネットワーク装置１００の機能構成をソフトウェアのプロトコルスタックイメージで表した図である。
【図４】トラヒック誘導ネットワーク装置１００の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図５】装置間の通信シーケンスを示す図である。
【図６】AS経路情報を取得する処理を説明するための図である。
【図７】AS経路情報から得られる情報の例を示す図である。
【図８】トラヒック誘導ネットワーク装置間での情報交換の例を示す図である。
【図９】情報交換により取得されるコンテンツサーバ毎の負荷情報の例を示す図である。
【図１０】トラヒック誘導ネットワーク装置間での情報交換の例を示す図である。
【図１１】情報交換により取得される隣接AS間のネットワークのリソース状況の例を示す図である。
【図１２】隣接AS間のリンク使用率情報の例を示す図である。
【図１３】負荷（リンク使用率）とパラメータとの間の関係を説明するための図である。
【図１４】パラメータを用いたテーブル情報の例を示す図である。
【図１５】FIs、FIn、Rの関係を表す３次元グラフである。
【図１６】アクセス制御を説明するためのシーケンス図である。
【図１７】コンテンツ１に関する誘導情報の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面とともに本発明の実施の形態の一例を説明する。
【００１９】
（システム構成）
図１に、本発明の実施の形態におけるネットワークの構成図を示す。図１に示すように、本実施の形態に係るネットワークは、５つのAS（自律分散システム：Autonomous System）（10,20,30,40,50)が接続されたIPネットワークである。
【００２０】
本実施の形態では、同じコンテンツを提供するコンテンツサーバが、複数AS上に存在することを想定している。また、コンテンツの複製を所有する代理サーバ（これも"コンテンツサーバ"と呼ぶことにする）も同様に複数AS上に存在することを想定している。
【００２１】
図１に示すネットワークの例では、AS１０上にコンテンツサーバ１０２が存在し、AS２０上にコンテンツサーバ２０１が存在し、AS３０上にコンテンツサーバ３０１が存在し、AS４０上にコンテンツサーバ４０１及び４０２が存在し、AS５０上にコンテンツサーバ５０１及び５０２が存在する。また、図１には、各コンテンツサーバのIPアドレスが示されている。これらのコンテンツサーバのうち、コンテンツサーバ２０１、３０１、４０１、５０１の４つがコンテンツ１を提供しており、コンテンツサーバ１０２、４０２、５０２の３つがコンテンツ２を提供している。
【００２２】
各ASには、コンテンツを要求し、取得するユーザ端末（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０）が存在する。また、AS間は、各ASのAS境界ルータ（ASBR：AS Border Router)（１２０、１３０、２２０、３２０、４２０、５２０）により、図１に示すように接続されている。
【００２３】
また、各ASには、コンテンツのトラヒックフローの誘導を行うためのトラヒック誘導ネットワーク装置（１００、２００、３００、４００、５００）が備えられている。以下、トラヒック誘導ネットワーク装置についてより詳細に説明する。なお、各ASにおけるトラヒック誘導ネットワーク装置の機能は基本的に同じなので、ここでは、AS１０のトラヒック誘導ネットワーク装置１００に着目して説明する。
【００２４】
図２に、トラヒック誘導ネットワーク装置１００の機能構成図を示す。
【００２５】
図２に示すように、トラヒック誘導ネットワーク装置１００は、データ通信機能部１０１、ルーティング機能部１０２、ネットワーク装置間通信・リソース状況取得機能部１０３、アクセス制御部１０４、報酬算出機能部１０５、誘導情報設定機能部１０６、経路情報格納部１０７、設定情報格納部１０８、サーバ情報・リソース状況格納部１０９、誘導情報格納部１１１を備える。
【００２６】
データ通信機能部１０１は、IPネットワークを介してデータ通信を行うための機能部である。データ通信機能部１０１には、トラヒック誘導ネットワーク装置１００のIPアドレス、サブネットマスク、デフォルトルート、DNS情報等が設定されている。
【００２７】
ルーティング機能部１０２は、通常のルータが有するルーティング処理と同様のルーティング処理を行う機能部である。本実施の形態において、ルーティング機能部１０２は、自身が属するAS内のAS境界ルータ１２０、１３０とiBGP（Internal BGP）で接続を行うことにより、自ASから他のASに至るAS経路情報を取得し、それを経路情報格納部１０７に格納する機能を有する。
【００２８】
ネットワーク装置間通信・リソース状況取得機能部１０３は、他のトラヒック誘導ネットワーク装置との間で定期的に通信を行って、ASに存在するコンテンツ名、コンテンツサーバのPrefix(IP address, Subnet mask)情報、コンテンツサーバのメモリ、CPUなどのスペック情報、コンテンツサーバの負荷状況、隣接するAS間のネットワークのリソース状況などを交換するとともに、他のトラヒック誘導ネットワーク装置から受信する他のASのコンテンツサーバやリンクに関する情報をサーバ情報・リソース状況格納部１０９に格納する機能を有する。
【００２９】
報酬算出機能部１０５は、サーバ情報・リソース状況格納部１０９に格納された情報に基づいて、後述する「報酬」を算出する機能を有する。誘導情報設定機能部１０６は、ユーザからのコンテンツ要求アクセスのコンテンツサーバへの振り分けを行うために使用する誘導情報を設定及び変更する機能を有する。アクセス制御部１０４は、誘導情報格納部１１１に格納された誘導情報に基づいて、ユーザ端末からコンテンツサーバへのアクセスのアクセス制御を行う機能部である。
【００３０】
経路情報格納部１０７には、ルーティング機能部１０２により取得される経路情報が格納される。設定情報格納部１０８には、自ASで管理しているコンテンツサーバリスト（IP address, Subnet mask, 提供コンテンツ）、Neighbor情報、報酬のしきい値（報酬設定値）、報酬計算方法、コンテンツサーバの重みづけルール（アサインルール）、変更時のルール、Neighborに対して提供する情報についてのフィルタ情報、など、マニュアルで設定される設定情報が格納される。
【００３１】
サーバ情報・リソース状況格納部１０９には、トラヒック誘導ネットワーク装置間の通信で取得される情報、自ASのコンテンツサーバから取得するリソース状況（負荷情報）、AS境界ルータから取得する隣接AS間のリンクのリソース状況等が格納される。
【００３２】
誘導情報格納部１１１には、誘導情報設定機能部１０６により作成及び変更される誘導情報が格納される。
【００３３】
トラヒック誘導ネットワーク装置１００は、例えば、ＣＰＵやメモリ、ハードディスク、及び通信インターフェース等を備えたコンピュータに、各機能部に対応するプログラムを実行させることにより実現可能である。当該プログラムは、可搬メモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して配布してもよいし、ネットワーク上のサーバからダウンロードすることもできる。上記コンピュータは、ルータやスイッチ等の通信装置内の機能であってもよい。また、トラヒック誘導ネットワーク装置１００を、各機能部の処理機能を埋め込んだハードウェアロジック回路を用いて実現することも可能である。
【００３４】
トラヒック誘導ネットワーク装置１００の機能構成をソフトウェアのプロトコルスタックイメージで表したものを図３に示す。
【００３５】
図３において、TCP／UDPプロトコル層、IPプロトコル層、及びインターフェースが、図２のデータ通信機能部１０１に対応し、ルーティングプロトコル層がルーティング機能部１０２に対応し、ネットワーク装置間通信プロトコル層が、ネットワーク装置間通信・リソース状況取得機能部１０３におけるネットワーク装置間通信機能に対応し、トラヒックナビゲーションアプリケーション層が、ネットワーク装置間通信・リソース状況取得機能部１０３におけるリソース状況取得機能、アクセス制御部１０４、報酬算出機能部１０５、誘導情報設定機能部１０６に対応する。
【００３６】
（システムの動作）
次に、本実施の形態に係るトラヒック誘導ネットワーク装置１００の動作例を図４のフローチャートに沿って説明する。また、図５のシーケンス図や、その他の図も適宜参照して説明する。なお、以下では、AS１０のトラヒック誘導ネットワーク装置１００に着目して動作を説明するが、他のASにおける各トラヒック誘導ネットワーク装置も、各ASにおいて同様の動作を行っている。
【００３７】
＜ステップ１：情報設定＞
まず、事前の設定として、自ASに存在するコンテンツ名、コンテンツサーバのPrefix(IP address, Subnet mask)情報、コンテンツサーバのメモリ、CPUなどのスペック情報、その他の情報をトラヒック誘導ネットワーク装置１００の設定情報格納部１０８に格納する。これらの情報は、管理者によりマニュアルで入力される情報である。
【００３８】
＜ステップ２：経路情報取得＞
トラヒック誘導ネットワーク装置１００のルーティング機能部１０２が、AS１０のAS境界ルータ１２０、１３０とiBGP接続することで、自ASと他のASとの間のAS経路情報を取得し、経路情報格納部１０７に格納する。この処理は、iBGPに従って、例えば経路情報の変更がある都度行われる。
【００３９】
ステップ２の処理は、図５のシーケンス図におけるステップ１１、ステップ１２の処理に相当する。
【００４０】
ステップ２での処理内容を図６を参照してより具体的に説明する。図６に示すように、異なるASのAS境界ルータ間でeBGPで経路情報の交換がなされる。また、各トラヒック誘導ネットワーク装置は、自ASのAS境界ルータとiBGPで通信を行って、自ASと他のASとの間のAS経路情報を取得する。
【００４１】
このようにして取得したAS経路情報から、後述するようにステップ３で取得されるコンテンツに関する情報を利用することにより、各コンテンツ毎に、コンテンツサーバのアドレス情報と、自ASと他ASとの間の経路情報（ASパスリスト）を取得することができる。図７は、ステップ２のBGP動作で取得できるプレフィックスと経路情報（ASパスリスト）の一例を示す図である。
【００４２】
＜ステップ３：リソース状況取得＞
トラヒック誘導ネットワーク装置１００のネットワーク装置間通信・リソース状況取得機能部１０３は、自ASのコンテンツサーバ１０２から当該コンテンツサーバの負荷状況を取得するとともに、自ASのAS境界ルータ１２０、１３０から、隣接するASとの間のネットワークのリソース状況（本実施形態では、リンク負荷情報としてのリンク使用率）を取得する。これらの情報の取得は、以下のトラヒック誘導ネットワーク装置間通信での情報交換とは独立に定期的に行ってもよいし、トラヒック誘導ネットワーク装置間通信による情報交換を行う際に行うこととしてもよい。
【００４３】
また、ネットワーク装置間通信・リソース状況取得機能部１０３は、他の各ASに存在するトラヒック誘導ネットワーク装置との間で通信を行い、コンテンツ名、コンテンツサーバのIPアドレス、コンテンツサーバの負荷状況、隣接するASとの間のネットワークのリソース状況等の情報交換を行う。つまり、トラヒック誘導ネットワーク装置１００は、自ASにおけるこれらの情報を他のトラヒック誘導ネットワーク装置に送り、他のトラヒック誘導ネットワーク装置から、他のASにおける上記情報を受信する。上記の処理により得られた自ASと他ASにおけるコンテンツ毎のコンテンツサーバのリソース状況（負荷状況）、及び自ASと他ASにおけるネットワークのリソースの状況（リンク使用率）はリソース状況格納部１０９に格納される。
【００４４】
上記のネットワーク装置間通信の相手となるトラヒック誘導ネットワーク装置は、Neighbor（隣接装置）として、トラヒック誘導ネットワーク装置１００における設定項目として、マニュアルで設定する。なお、他のトラヒック誘導ネットワーク装置と交換する情報の内容については、通信を行う際に、マニュアルで設定したフィルタリング機能により、通信相手により伝える内容を変えるなど、管理者による政策を反映することができる。つまり、この情報は、あるプロバイダにはアクセス可能とするが、そうでない場合はアクセスできないよう、アドレス情報を隠ぺいするというような処理を行うことができる。
【００４５】
上記ステップ３でのネットワーク装置間通信は、図５のシーケンス図におけるステップ１３、１４に対応する。図８は、ステップ３におけるコンテンツサーバに関する情報交換を示した図である。図８に示すように、各コンテンツサーバは、自分が属するASのトラヒック誘導ネットワーク装置に対してサーバ負荷情報を報告するとともに、トラヒック誘導ネットワーク装置間でこれらの情報の交換がなされる。
【００４６】
なお、トラヒック誘導ネットワーク装置間の情報交換は、基本的にフルメッシュになるが、iBGPのRouter reflector技術と同様に、階層化を持たせることでスケーラブルにすることが可能である。
【００４７】
図９に、上記の処理の結果、トラヒック誘導ネットワーク装置１００のサーバ情報・リソース状況格納部１０９に格納される情報の一例を示す。図９に示す情報は、コンテンツ１に関する情報であり、コンテンツ１を提供するコンテンツサーバのアドレスと、その負荷情報が示されている。コンテンツ毎にこのような負荷情報が得られる。
【００４８】
図１０は、ステップ３における、隣接AS間のネットワークのリソース状況に関する情報交換を示した図である。ここでの例では、ネットワークのリソース状況として、隣接AS境界ルータのインターフェース間のリンク使用率情報を用いている。図１０に示すように、各トラヒック誘導ネットワーク装置は、自分が属するASのAS境界ルータからの報告により、隣接AS間リンクの使用率情報を取得するとともに、トラヒック誘導ネットワーク装置間でこれらの情報の交換を行う。
【００４９】
図１１に、上記の処理により、トラヒック誘導ネットワーク装置１００のサーバ情報・リソース状況格納部１０９に格納される情報の例を示す。図１１に示すように、トラヒック誘導ネットワーク装置が備えられている他AS毎に、隣接ASとの間のリンク使用率情報が格納される。ここで得られる情報から、各AS間リンク（図１２（ａ）参照）のリンク使用率情報（図１２（ｂ）参照）を得る。なお、各AS境界ルータにおける測定のタイミングにずれがあり、また、上り下りの使用率の違いがあることから、同じリンクについて、複数の異なる情報が得られる場合は、最大値を採用することとする。
【００５０】
上記ステップ１〜ステップ３の動作により、トラヒック誘導ネットワーク装置１００は、「どこに」、「どのコンテンツが」存在し、これを提供できる「サーバ・ネットワークリソースの状況がどのようなものか」の情報を取得、維持管理することができる。
【００５１】
＜ステップ４：報酬算出＞
次に、トラヒック誘導ネットワーク装置１００の報酬算出部１０５は、ステップ３で得られたリソース状況の情報を用いて、対象とするコンテンツに関する"報酬"を算出する。ここで、報酬とは、各サーバ負荷及び各リンク使用率が平準化された場合に、大きくなる値であり、この報酬により、「どのコンテンツへのアクセス、トラヒックを、どのASのコンテンツサーバに誘導すると、ネットワーク全体に散らばるサーバ負荷を平準化できるか（つまり、各サーバの負荷を公平にする）、NW全体の負荷を削減できるか」という効果を示すことができる。
【００５２】
本実施の形態では、ある時刻tで得られたリソース状況の情報に基づく報酬Rを、下記の報酬関数(R(FIs, FIn) at t）を用いて算出する。
R(FIs, FIn) at t = {2 - a((FIs at t) - 1)2 - b((FIn at t) - 1)2} / 2       （１）
上記の式において、FIsは以下で説明するサーバ負荷公平性指標（Server Load Fairness Index）であり、FInは以下で説明するリンク負荷公平性指標（Link Load Fairness Index）であり、a,bはそれぞれFIs及びFInの重みづけを示すパラメータであり、0≦a≦2、0≦b≦2、a+b = 2を満たす。
【００５３】
時刻tにおけるサーバ負荷公平性指標FIsは、時刻ｔにおけるサーバ負荷情報（対象とするコンテンツに関するサーバ負荷情報）から、下記の式により算出される値である。
【００５４】
【数３】
2012039323.tif 000005
上記の式（２）で、Nは計算の対象となるコンテンツサーバの数である。例えば、図９に示す例の場合、コンテンツ１に関するコンテンツサーバの数は４である。
【００５５】
Liは、サーバ負荷を示すパラメータである。一般に、サーバ負荷やリンク利用率は、ある値を超えると急激に転送時のキューイング遅延などの影響が大きくなり（例：M/M/1モデルの遅延時間特性）、逆にそれ以下であれば、遅延等に与える影響が少ないことから、ここで用いるパラメータLiとしては、この特徴を示すような、例えば、図１３に示すような特性（サーバ負荷に関して予め定める特定）を有するパラメータを用いる。すなわち、図９に示すように収集されたコンテンツサーバの負荷の各値から、図１３に示すような関係を用いて各パラメータLiを求め、上記の式（２）で使用する。
【００５６】
式（２）で求められるFIsは、各サーバ負荷が平準化されれば、１に近くなり、その逆であれば０に近くなる性質を有する。パラメータLiを用いたサーバ負荷のテーブルを図１４（ａ）に示す。
【００５７】
時刻tにおけるリンク負荷公平性指標FInは、時刻ｔにおけるリンク使用率情報から、下記の式により算出される値である。
【００５８】
【数４】
2012039323.tif 000006
上記の式（３）で、Mは計算の対象となるリンクの数である。例えば、図１２に示す例の場合、リンクの数は５である。
【００５９】
Xiは、リンク使用率を示すパラメータである。サーバ負荷の場合と同様に、このパラメータはリンク使用率そのものではなく、図１３に示すような特性（リンク使用率に関して予め定める特定）を有するパラメータを用いる。すなわち、図１２（ｂ）に示すように収集されたリンク使用率の各値から、図１３に示すような関係を用いてパラメータXiを求め、上記の式（３）で使用する。パラメータXiを用いたリンク使用率のテーブルを図１４（ｂ）に示す。
【００６０】
式（３）で求められるFInは、各リンクの使用率が平準化されれば、１に近くなり、その逆であれば０に近くなる性質を有する。
【００６１】
式（１）で求められる報酬Rは、0≦R≦1を満たす。図１５に、FIs、FIn、Rの関係を表す３次元グラフを示す。図１５に示すように、サーバ負荷及びリンク使用率がともに平準化されると、報酬は１に近くなり、その逆であれば０に近くなる。
【００６２】
ステップ４で算出された報酬情報は記憶手段に格納され、ステップ５での判定処理に用いられる。
【００６３】
＜ステップ５：誘導情報変更判定＞
次に、誘導情報設定機能部１０６は、ステップ４で算出した時刻tにおける報酬Rと、予め規定した報酬設定値とを比較することにより、誘導情報を変更するか否かの判定を行う。
【００６４】
ここでの処理内容を詳細に説明する前に、トラヒック誘導ネットワーク装置１００のアクセス制御部１０４が実行するアクセス制御、及び誘導情報について説明する。
【００６５】
まず、アクセス制御について、図１６のシーケンス図を参照して説明する。ここでは、AS１０のユーザ端末１１０がコンテンツ１を要求する場合について説明する。本実施の形態において、AS１０のユーザ端末１１０は、トラヒック誘導ネットワーク装置１００にアクセスすることにより、コンテンツ要求（認証と誘導の依頼でもある）を行う（ステップ２１）。
【００６６】
トラヒック誘導ネットワーク装置１００のアクセス制御部１１０は、認証機能を有しており、ユーザ端末１１０の認証を行って、認証成功であれば、誘導情報格納部１１１に格納されているコンテンツ１の誘導情報（具体的には、コンテンツサーバの重み付け）に従って、ユーザ端末１１０がアクセスすべきコンテンツサーバのアドレス情報を決定し、その情報をユーザ端末１１０に返す（ステップ２２）。
【００６７】
そして、ユーザ端末１１０は、上記プレフィックス情報に対応するネットワークにあるコンテンツサーバ３０１にアクセスしてコンテンツ１を要求し（ステップ２３）、コンテンツサーバ３０１は、コンテンツ１をユーザ端末１１０に送信する（ステップ２４）。
【００６８】
誘導情報設定機能部１０６により作成及び変更され、誘導情報格納部１１１に格納されるコンテンツ１の誘導情報の例を図１７に示す。図１７に示すように、本実施の形態における誘導情報は、コンテンツサーバのプレフィックス情報と、AS経路情報（トラヒック誘導ネットワーク装置１００が属する自ASと、コンテンツサーバが属するASとの間の経路を示すASパスリスト）、及び、重み付け情報とからなる。コンテンツサーバのプレフィックス情報と、AS経路情報は、経路情報取得部１０２により取得される経路情報から、誘導情報設定機能部１０６により抽出された情報である。
【００６９】
重み付け情報は、ユーザ端末１１０を誘導する候補となるコンテンツサーバのうち、どのコンテンツサーバへ誘導するかを決定するために用いる値である。例えば、アクセス制御部１０４は、同一コンテンツ（ここではコンテンツ１）に対する複数のアクセス要求を、各コンテンツサーバの重みの大きさの割合に従って、各コンテンツサーバに割り付ける。すなわち、各コンテンツサーバに割り付ける要求数の割合が、各コンテンツサーバの重みの割合になるように割り付けを行う。
【００７０】
重み付け情報は、予め定めたコンテンツサーバのアサインルールに基づき、誘導情報設定機能部１０６により決定され、誘導情報として誘導情報格納部１１１に格納される。コンテンツサーバのアサインルールとは、ネットワークの負荷を削減するために、自AS、または、管理者によって設定された自ASより近いAS、負荷の小さいコンテンツサーバへ誘導するよう、候補となるコンテンツサーバを選択する際の重み付けを決定するルールである。
【００７１】
例えば、ネットワーク負荷の削減を図るための基本ルールとして、要求全体のX%を、自ASのコンテンツサーバを含むASリスト長がYより短いコンテンツサーバ間で均等割し、残り100- X% を残りの候補サーバ間で割りつけるというルールを定め、このような割り付けに対応した重み付けが決定される。X、Yなどは、管理者の設定パラメータとし、ルールの情報として設定情報格納部１０８に格納しておく。
【００７２】
ステップ５の誘導ルール変更判定において、誘導情報設定機能部１０６は、今回算出した報酬が、予め規定した報酬設定値以上であれば現在の誘導情報を維持し（つまり、誘導情報を変更せずに）、ステップ３に戻る。また、負荷が十分に低い状態であれば、管理者の判断で、現在のアサインルールを基本ルールに戻すこともできる。
【００７３】
一方、今回算出した報酬が、予め規定した報酬設定値より小さければ、誘導情報における重み付けを変更する（ステップ５−１）。例えば、自ASに最も近いコンテンツサーバのうち、負荷の高いコンテンツサーバに対応する重みをΔ下げ、それ以外のコンテンツサーバに対し、上記コンテンツサーバで下げた重みΔ分を均等割りして加えることにより、重みを変更する。Δは、管理者によるパラメータ値である。また、自ASに最も近いコンテンツサーバとは、例えば、自ASのコンテンツサーバを含むASリスト長がYより短いコンテンツサーバとしてよい。また、負荷の高いコンテンツサーバとは、例えば、負荷の最も高いサーバ、最も負荷の高いサーバからＫ番目までの負荷のサーバ、もしくは、負荷が予め定めた値以上のサーバといったように定義してよい。また、下げた分の重みを他のサーバに分配する方法は、上記に限られるわけではなく、他の方法を用いてもよい。
【００７４】
上記の変更ルールによる重み付けの変更により、ユーザが所属するASにより近い、現状負荷の低いコンテンツサーバへアクセスが誘導され易くなる。
【００７５】
このような変更ルールは、アサインルールの１つとして、管理者により予め定められ、設定情報格納部１０８に格納されるものである。もちろん、運用の状況に応じて、マニュアルで変更ルールを修正することも可能である。また、判断の基準となる報酬設定値も、運用の状況に応じてマニュアルで修正することが可能である。
【００７６】
ステップ５での判定がＹｅｓになった後、もしくは、ステップ５−１の重み付け変更処理の後、ステップ３からの処理が繰り返される。
【００７７】
（実施の形態の効果）
本実施の形態で説明した技術により、各ASに分散して存在するトラヒック誘導ネットワーク装置が、自律的な情報交換動作により、どこに、どのコンテンツが存在し、これを提供できるサーバの負荷状況、至るネットワークのリソース状況を把握することができ、これら情報からリソースを有効利用しているかどうかの指数である報酬を計算し、その値に合わせて、トラヒックを動的に誘導することが可能となる。
【００７８】
すなわち、本実施の形態で説明した技術を用いることにより、ユーザが所属するASにより近い、現状負荷の低いコンテンツサーバへトラヒックが誘導される。このことにより、ネットワーク全体のネットワークリソースの有効利用が図れる。また、定期的な情報交換により、コンテンツサーバ、ネットワークの障害や負荷状況の変化に対して、トラヒック誘導を適切に行うことが可能となり、障害の影響を軽減できるという効果もある。また、トラヒック誘導ネットワーク装置間で情報交換するコンテンツ情報をフィルタリングするなど、政策的なトラヒック誘導も可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、複数キャリアで構成されるIP網上のCDN（Contents Delivery Network）サービスに適用できる。
【００８０】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１０、２０、３０、４０、５０  ＡＳ
２０１、３０１、４０１、５０１、１０２、４０２、５０２  コンテンツサーバ
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０  ユーザ端末
１２０、１３０、２２０、３２０、４２０、５２０  AS境界ルータ
１００、２００、３００、４００、５００  トラヒック誘導ネットワーク装置
１０１  データ通信機能部
１０２  ルーティング機能部
１０３  ネットワーク装置間通信・リソース状況取得機能部
１０４  アクセス制御部
１０５  報酬算出機能部
１０６  誘導情報設定機能部
１０７  経路情報格納部
１０８  設定情報格納部
１０９  サーバ情報・リソース状況格納部
１１１  誘導情報格納部
【図１】
2012039323.tif 000011
【図２】
2012039323.tif 000012
【図３】
2012039323.tif 000013
【図４】
2012039323.tif 000014
【図５】
2012039323.tif 000015
【図６】
2012039323.tif 000016
【図７】
2012039323.tif 000017
【図８】
2012039323.tif 000018
【図９】
2012039323.tif 000019
【図１０】
2012039323.tif 000020
【図１１】
2012039323.tif 000021
【図１２】
2012039323.tif 000022
【図１３】
2012039323.tif 000023
【図１４】
2012039323.tif 000024
【図１５】
2012039323.tif 000025
【図１６】
2012039323.tif 000026
【図１７】
2012039323.tif 000027