A Self-organized Network using Content-driven Caching Routers
for CGM Content†‡

黒瀬 浩(Hiroshi Kurose)

山田 茂樹(Shigeki Yamada)テーマ：
モバイル環境でのデータ転送を安定させるには

要旨：
近年では、モバイル機器で動画コンテンツを楽しめるようになりましたが、なめらかな再生ができないことがあります。
原因は、通信リンクが途中で切れたり、コンテンツの同時視聴による性能低下があります。
キャッシュを持ったルータで蓄積転送を行うことで、これらの問題を解決する通信基盤について検討します。

Theme：
Fast and Stable Content Delivery Technology
Title：An Infrastructure that Exploits Store-And-Forward
Architecture with Router Cache
Summary：
Although various video contents have been enjoyed recently
with mobile devices over the Internet, they often suffer fromunsmoothed playback problems. The cause of the problems includes intermittently disconnected communication links ornetwork throughput degradation due to many simultaneous access to video servers. To solve these problems, we are studying
an infrastructure that exploits store-and-forward architecturewith router caching.

Current
Current Problems
Problems

RelatedRelated WorkWork

タイトル：
キャッシュ，蓄積転送アーキテクチャを用いた通信基盤

・ On The Cache-and-Forward Network Architecture

・ Slowdown: 視聴者が増えるとスループットが悪化する

移動環境や接続しにくい状況に対応するために、ルータでの データキャッシュが・ Load Concentration: 人気が高まるほどサーバに負荷が集中する

提案されている・ Congestion on WiFi: 無線接続では安定的な通信が行いにくい・ White paper on the Future Internet PPP Definition

・ Depending DNS: CGMは派生版が非常に多いのにURIで取得している[2]

ユーザの利用状況や環境に応じて、下位層を組み立てるコンテンツ流通基盤が・ Routers don't care contents: ルーティング経路は、コンテンツに無関係

提案されているFeatureFeatureFutureFuture Image
Image

１） Push(active)３） Scatter

Push Recommended Contents

SNS
分散コンテンツ環境

CMS

ランキング，ジャンル別スコアなど②①
Origin/Replica
Contents

ry
Car

②

SNS

①

Routers can cache* contents and push to viewers.

arw
oF
ndard

View

Fan

Push recommended contents from CMS and/or SNS.
Search Engine,Wiki, Portal....

[1]

CMS

Scattering contents by many fansContent Based Routing and Caching

PUSH

Upload(Scatter)

PULL

２） Pull(passive)
CMS４） Recommendation at closed Area

Viewew
Vi①②

PUSH
Origin/Replica
Contents

SNSCapture Contents data and Store* own caching memoryon the routers
Search Engine,Wiki, Portal....

Router recommend the place related contents,
or viewer liking contents at first.

* Depends Caching policy of the router.

・DNSに頼らないコンテンツ検索・分野、フォークソノミータグ、位置によるコンテンツ検索・ルータからの推奨コンテンツ、即時性コンテンツの優先提示
・視聴者のコンテンツ配布活動、嗜好・状況に応じた選択の促進
・ゆるやかな局所的、地域的、分野別コンテンツルーティング

地域に特有なコンテンツの優先視聴
博物館のガイド，参加型サイネージ，キャンペーン対応

PolicyPolicy ofof Caching
Caching andand Routing
Routing Content
Content

Mechanism
Mechanism

Access typeContents
Management
SystemClosed Area

各ルータはgenre(a)をなるべくキャッシュする
ポリシーの場合

SocialNetworkService

特徴

RoutingCaching

視聴者が急激に増加す

知り得る範囲にPush

コンテンツもキャッシュるが長続きしない．

アクセス頻度により消去

アクセス頻度により消去

長期間に渡りアクセスさ近傍にコンテンツのコンテンツの一部を持つ

Constant れる．頻度は適度にある．

断片があれば協調して端末よりに、コンテンツのルータのキャッシングコ

補完しあう協調ルーティ

先頭部分が集まるよう入ストの判断が必要

ングを行う

換を行う

Boom

地域によりピークに差がでる．

↓※ push a:A3↓※ push a:A4←① get a:→④ a:A3←② get a:→③ a:A3→※ push a:A1

R2

R1

R3

長期間に渡りアクセスさ
Cached Content
ルータが状況や嗜好に応じてコンテンツをキャッシュする
視聴者は自分の嗜好を指定しコンテンツを検索する
コンテンツがなければ周辺のルータから取得する
最終的に見つからなければ従来のDNSによるURI探索を行う
上記の過程で，コンテンツ探索経路がゆるやかに決まっていく

Router with cacheContent Resolver

title

集積までの経路が長いルータへの経路確立を場合に蓄積を行い中継点優先するを設立する

block number
Router addr or Content Data

RoutingCachingRouting Policy

Caching Policy

Content List

Routing Table

Content List

Routing Cache

Cached Content

Original Info(title, URI, author)
permission(cache, modify,...)IP Network

Long Tail れるが頻度は少ない．

分野別に集積しているUrgent Information

早く、広く伝える

知り得る範囲にPush

更新版コンテンツを優先コンテンツの発生元か いものに置換することをする．

らの入手を優先する

同一分野のものは新し優先する

Viewer Added(Tag, Genre)
Statistics(view Count, etc)
List of Router Tripped

Access Typeの判定：

アクセスの傾き，大きさにより、各ルータが判断する

List of Caching Content Block†‡kurose@nii.ac.jp
shigeki@nii.ac.jp
総研大 複合科学研究科情報学専攻在学 国立情報学研究所アーキテクチャ科学研究系 教授[1] Lijun Dong et al. , Communications, 2009. ICC '09. IEEE Intl. Conference ICC.2009.5 2009 , pp1-5.

[2] The EUROPEAN FUTURE INTERNET INITIATIVE(EFII), Jan 2010.
http://www.future-internet.eu/fileadmin/initiative_documents/Publications/White_Paper/EFII_White_Paper_2010_Public.pdf