JP2024031529A - Control apparatus, control method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御装置、制御方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a control device, a control method, and a program.
近年の移動体通信網では、ユーザ端末(UE:User Equipment)に近い位置に、コンピューティングリソース(MEC:Multi-access Edge Computing)を配置し、MECを活用することが注目されている。ユーザ端末に地理的に近いMECからデータを配信することで、インターネット上に配置されたサーバからデータを配信する場合と比較して、ネットワーク負荷を軽減し、遅延を低減することができる。 In recent mobile communication networks, attention has been paid to locating computing resources (MEC: Multi-access Edge Computing) near user terminals (UE: User Equipment) and utilizing MEC. By distributing data from an MEC that is geographically close to the user terminal, it is possible to reduce network load and delay compared to the case where data is distributed from a server located on the Internet.
MECに関する様々な技術が開発されている。例えば、下記特許文献1には、エッジサーバの混雑又は故障状況により、通常使用されるプライマリのエッジサーバではなく、予備的なセカンダリのエッジサーバにユーザアクセスを疎通させる技術が開示されている。
Various technologies related to MEC have been developed. For example,
しかし、上記特許文献1に記載された技術は、開発されてから未だ日が浅く、様々な観点で向上の余地が残されている。例えば、キャッシュ効率について、向上の余地が残されている。
However, the technology described in
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、キャッシュ効率をより向上させることが可能な仕組みを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a mechanism that can further improve cache efficiency.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、移動体通信網のコアネットワークに接続された、MEC-CDN(Multi-access Edge Computing - enabled Contents Delivery Network)を構成する複数のキャッシュサーバのネットワーク構成を制御する第1処理部、を備え、前記キャッシュサーバは、コンテンツへのユーザアクセスを中継するリバースプロキシと、前記コンテンツを一時的に保存可能な記憶領域であるキャッシュストレージと、を含み、前記リバースプロキシは、前記リバースプロキシと前記キャッシュストレージとの接続性を提供する仮想ネットワークを介して前記キャッシュストレージにアクセスし、前記第1処理部は、前記仮想ネットワークを分割する、又は複数の前記仮想ネットワークを結合する、制御装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a plurality of caches constituting an MEC-CDN (Multi-access Edge Computing-enabled Contents Delivery Network) connected to a core network of a mobile communication network are provided. The cache server includes a first processing unit that controls a network configuration of the server, and the cache server includes a reverse proxy that relays user access to the content, and a cache storage that is a storage area that can temporarily store the content. and the reverse proxy accesses the cache storage via a virtual network that provides connectivity between the reverse proxy and the cache storage, and the first processing unit divides the virtual network, or divides the virtual network into a plurality of A controller is provided that couples the virtual networks.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、移動体通信網のコアネットワークに接続された、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバに関する情報を管理する第3処理部と、前記MEC-CDNを構成する複数の前記キャッシュサーバにおけるキャッシュ処理に関する指標に基づいて、新たな前記キャッシュサーバを追加する第4処理部と、を備え、前記第3処理部は、新たな前記キャッシュサーバが追加された場合に、新たに追加された前記キャッシュサーバに関する情報を登録する、制御装置が提供される。 Further, in order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a third process for managing information regarding a plurality of cache servers configuring an MEC-CDN connected to a core network of a mobile communication network. and a fourth processing unit that adds a new cache server based on an index related to cache processing in the plurality of cache servers that constitute the MEC-CDN, and the third processing unit adds a new cache server. A control device is provided that, when the cache server is added, registers information regarding the newly added cache server.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータにより実行される制御方法であって、前記制御方法は、移動体通信網のコアネットワークに接続された、MEC-CDN(Multi-access Edge Computing - enabled Contents Delivery Network)を構成する複数のキャッシュサーバのネットワーク構成を制御すること、を含み、前記キャッシュサーバは、コンテンツへのユーザアクセスを中継するリバースプロキシと、前記コンテンツを一時的に保存可能な記憶領域であるキャッシュストレージと、を含み、前記リバースプロキシは、前記リバースプロキシと前記キャッシュストレージとの接続性を提供する仮想ネットワークを介して前記キャッシュストレージにアクセスし、前記MEC-CDNを構成する複数の前記キャッシュサーバのネットワーク構成を制御することは、前記仮想ネットワークを分割する、又は複数の前記仮想ネットワークを結合することを含む、制御方法が提供される。 Moreover, in order to solve the above-mentioned problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a control method executed by a computer, wherein the control method includes an MEC- controlling the network configuration of a plurality of cache servers forming a CDN (Multi-access Edge Computing-enabled Contents Delivery Network), wherein the cache server includes a reverse proxy that relays user access to content, and a reverse proxy that relays user access to content; a cache storage which is a storage area that can temporarily store the data, the reverse proxy accesses the cache storage via a virtual network that provides connectivity between the reverse proxy and the cache storage, and the reverse proxy accesses the cache storage via a virtual network that provides connectivity between the reverse proxy and the cache storage, A control method is provided in which controlling the network configuration of the plurality of cache servers configuring the MEC-CDN includes dividing the virtual network or combining the plurality of virtual networks.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータにより実行される制御方法であって、前記制御方法は、移動体通信網のコアネットワークに接続された、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバに関する情報を管理することと、前記MEC-CDNを構成する複数の前記キャッシュサーバにおけるキャッシュ処理に関する指標に基づいて、新たな前記キャッシュサーバを追加することと、を含み、前記MEC-CDNを構成する複数の前記キャッシュサーバに関する情報を管理することは、新たな前記キャッシュサーバが追加された場合に、新たに追加された前記キャッシュサーバに関する情報を登録することを含む、制御方法が提供される。 Moreover, in order to solve the above-mentioned problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a control method executed by a computer, wherein the control method includes an MEC- The method includes: managing information regarding a plurality of cache servers constituting a CDN; and adding a new cache server based on an index related to cache processing in a plurality of cache servers constituting the MEC-CDN. , managing information regarding the plurality of cache servers configuring the MEC-CDN includes, when a new cache server is added, registering information regarding the newly added cache server; A control method is provided.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、移動体通信網のコアネットワークに接続された、MEC-CDN(Multi-access Edge Computing - enabled Contents Delivery Network)を構成する複数のキャッシュサーバのネットワーク構成を制御する第1処理部、として機能させ、前記キャッシュサーバは、コンテンツへのユーザアクセスを中継するリバースプロキシと、前記コンテンツを一時的に保存可能な記憶領域であるキャッシュストレージと、を含み、前記リバースプロキシは、前記リバースプロキシと前記キャッシュストレージとの接続性を提供する仮想ネットワークを介して前記キャッシュストレージにアクセスし、前記第1処理部は、前記仮想ネットワークを分割する、又は複数の前記仮想ネットワークを結合する、プログラムが提供される。 Further, in order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a computer is connected to a core network of a mobile communication network using an MEC-CDN (Multi-access Edge Computing-enabled Contents Delivery Network). The cache server functions as a first processing unit that controls the network configuration of a plurality of cache servers that constitute the cache server, and the cache server includes a reverse proxy that relays user access to content, and a storage area that can temporarily store the content. a cache storage, the reverse proxy accesses the cache storage via a virtual network that provides connectivity between the reverse proxy and the cache storage, and the first processing unit A program is provided for dividing a plurality of virtual networks or for combining a plurality of said virtual networks.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、移動体通信網のコアネットワークに接続された、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバに関する情報を管理する第3処理部と、前記MEC-CDNを構成する複数の前記キャッシュサーバにおけるキャッシュ処理に関する指標に基づいて、新たな前記キャッシュサーバを追加する第4処理部と、として機能させ、前記第3処理部は、新たな前記キャッシュサーバが追加された場合に、新たに追加された前記キャッシュサーバに関する情報を登録する、プログラムが提供される。 Moreover, in order to solve the above-mentioned problem, according to another aspect of the present invention, a computer is configured to manage information regarding a plurality of cache servers constituting an MEC-CDN connected to a core network of a mobile communication network. The third processing unit functions as a third processing unit and a fourth processing unit that adds a new cache server based on an index related to cache processing in a plurality of cache servers forming the MEC-CDN, and the third processing unit provides a program that, when a new cache server is added, registers information regarding the newly added cache server.
以上説明したように本発明によれば、キャッシュ効率をより向上させることが可能な仕組みが提供される。 As explained above, according to the present invention, a mechanism capable of further improving cache efficiency is provided.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that, in this specification and the drawings, components having substantially the same functional configurations are designated by the same reference numerals and redundant explanation will be omitted.
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素を、同一の符号の後に異なるアルファベット又は数字から成るインデックスを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素を、必要に応じて装置99A、99B、99-1、及び99-2のように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素の各々を特に区別する必要がない場合、インデックスを省略して同一符号のみを付する。例えば、装置99A、99B、99-1、及び99-2を特に区別する必要が無い場合には、単に装置99と称する。 Further, in this specification and the drawings, elements having substantially the same functional configuration may be distinguished by using the same reference numerals followed by different alphabetic or numerical indices. For example, a plurality of elements having substantially the same functional configuration may be distinguished as devices 99A, 99B, 99-1, and 99-2 as necessary. However, if there is no particular need to distinguish between a plurality of elements having substantially the same functional configuration, the index will be omitted and only the same reference numerals will be given. For example, devices 99A, 99B, 99-1, and 99-2 are simply referred to as device 99 when there is no need to distinguish them.
<1.前提技術>
近年の移動体通信網を含む通信事業者内ネットワークでは、UEに近い位置に、MECを配置し、MECを活用することが注目されている。移動体通信網を含む通信事業者内ネットワークは、移動体通信事業者(MNO:Mobile Network Operator)により提供される。現時点では、移動体通信システムの一例として、第5世代移動体通信システム(5G:5th Generation Mobile Communication System)が利用されている。5Gは、3GPP(3rd Generation Partnership Project、登録商標)の移動体通信システムのリファレンスアーキテクチャに基づく実装となっている。3GPPは、国際電気通信連合(ITU:International Telecommunication Union)が定める規定「IMT-2020」を満足する無線通信システムに対する標準化を行う団体である。以下、移動体通信網を含む通信事業者内ネットワークの構成の一例を、図1を参照しながら説明する。
<1. Prerequisite technology>
In recent years, in intra-communication carrier networks including mobile communication networks, attention has been paid to placing MECs close to UEs and utilizing MECs. A carrier network including a mobile communication network is provided by a mobile network operator (MNO: Mobile Network Operator). At present, a 5th Generation Mobile Communication System (5G) is used as an example of a mobile communication system. 5G is implemented based on the 3GPP (3rd Generation Partnership Project, registered trademark) mobile communication system reference architecture. 3GPP is an organization that standardizes wireless communication systems that satisfy the regulations "IMT-2020" set by the International Telecommunication Union (ITU). An example of the configuration of a carrier network including a mobile communication network will be described below with reference to FIG. 1.
(1)移動体通信網を含む通信事業者内ネットワーク構成例
図1は、移動体通信網を含む通信事業者内ネットワーク構成の一例を説明するための図である。図1に示すように、通信事業者内ネットワーク1は、中央DC(Data Center)11、地域DC12、GC(Group unit Center)13、及びBS(Base Station)14を含む。通信事業者内ネットワーク1は、ISP(Internet Service Provider)が提供するインターネット2との接続サービスを介して、インターネット2に接続される。また、通信事業者内ネットワーク1は、通信事業者内ネットワーク1及びインターネット2との接続並びに当該接続上でのデータ通信を提供するサービスを契約しているユーザが利用するUE(User Equipment)3に、接続される。
(1) Example of an intra-communication carrier network configuration including a mobile communication network FIG. 1 is a diagram for explaining an example of an intra-communication carrier network configuration including a mobile communication network. As shown in FIG. 1, the
中央DC11、地域DC12、及びGC13は、データセンタである。中央DC11は、上位のデータセンタであり、地域DC12は中位のデータセンタであり、GC13は下位のデータセンタである。1つの地域DC12の配下に1つ以上の地域DC12が配置され、1つの地域DC12の配下に1つ以上のGC13が配置され、1つのGC13に1つ以上のBS14が接続される。上位のデータセンタと下位のデータセンタとは、ネットワークで接続される。これらのデータセンタは、地理的に分散して配置される。
The
BS14は、BS14との間で無線信号を送受信可能な範囲内に位置するUE3と無線接続して、無線接続したUE3との間で無線信号を送受信する装置である。BS14は、無線接続したUE3と、中央DC11、地域DC12、GC13、又はインターネット2との間の通信を中継する。
The BS 14 is a device that is wirelessly connected to a UE 3 located within a range that can transmit and receive wireless signals to and from the
UE3は、ユーザにより操作されるユーザ端末である。UE3は、スマートフォン又はPC(Personal Computer)等の任意の情報処理装置であってよい。UE3は、接続可能なBS14に無線接続する。UE3は、動画等のコンテンツへのユーザアクセス源である。 UE3 is a user terminal operated by a user. UE3 may be any information processing device such as a smartphone or a PC (Personal Computer). UE3 wirelessly connects to connectable BS14. UE3 is a source of user access to content such as videos.
通信事業者内ネットワーク1に含まれる移動体通信網とインターネット2との接続地点は集約されている。即ち、インターネット2は、通信事業者内ネットワーク1の中央DC11に接続される。中央DC11とUE3との間の通信は、地域DC12、GC13、及びBS14を介して行われる。これら装置間を接続するネットワークのトポロジーとしては、リング構造、又はピアツーピア接続などが採用され得る。以下、通信事業者内ネットワーク1のうち中央DC11に近い側を相対的にセンター側とも称する。他方、通信事業者内ネットワーク1のうちBS14に近い側を相対的にエッジ側とも称する。
The connection points between the mobile communication network included in the
MECを活用する主要なユースケースとして、コンテンツ配信ネットワーク(CDN: Contents Delivery Network)が挙げられる。そこで、インターネット2及びインターネット2上に構成されるCDNの構成の一例を、図2を参照しながら説明する。
Contents Delivery Network (CDN) is a major use case that utilizes MEC. Therefore, an example of the configuration of the
(2)CDNの構成例
図2は、インターネット2及びインターネット2上に構成されるCDNの構成の一例を示す図である。図2に示すように、インターネット2は、ISP15、IX(Internet eXchange)16、及びDC17を含む。通信事業者内ネットワーク1に含まれる移動体通信網とインターネット2との接続は、ISP15により提供される。インターネット2は、個別の自律システム(AS: Autonomous System)の集合である。ISP15も、ひとつのASを形成している。インターネット2上のAS同士の接続形態には、ピアリングとトランジットとがある。ピアリングは、AS同士が相互に接続し、互いのトラフィックを途中に他のネットワークを介することなく直接交換する形態である。ピアリングには、IX16を介した接続(パブリックピアリングとも称される)と、IX16を介さない直接接続(プライベートピアリングとも称される)との、2種類の形態がある。トランジットは、ある自律システムが他方に対して、インターネット2全体への接続性を提供する形態である。
(2) Configuration example of CDN FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the
インターネット2上で構成されるCDNでは、オリジンサーバ19は、自社設備又は各主要なISP15との接続が近いDC17に配置される。そして、キャッシュサーバ18は、主にユーザに近いISP15に配置される。オリジンサーバ19とは、コンテンツのオリジナルデータを保存するサーバである。キャッシュサーバ18とは、オリジンサーバ19から取得されたコンテンツを一時的に保存する(即ち、キャッシュする)サーバである。より詳しくは、キャッシュサーバ18は、キャッシュ機能を持つリバースプロキシであり、中継したデータをキャッシュストレージに一時的に保存する。エッジ側に配置されたキャッシュサーバ18からコンテンツを配信することで、オリジンサーバ19のアクセス負荷及びオリジンサーバ19からISP15までのネットワーク経路に対するネットワーク負荷を抑制することが可能となる。
In a CDN configured on the
上記説明した、インターネット2上で構成されるCDNに対して、MECを活用したCDNは、MEC-CDN(MEC-enabled CDN)とも称される。以下、MEC-CDNについて、図3を参照しながら説明する。
In contrast to the above-described CDN configured on the
(3)MEC-CDNの構成例
図3は、図1に示した通信事業者内ネットワーク1におけるMEC20(20-1~20-3)の配置位置の一例を示す図である。図3に示した例では、中央DC11にMEC20-1が配置され、地域DC12にMEC20-2が配置され、GC13にMEC20-3が配置されている。
(3) Configuration example of MEC-CDN FIG. 3 is a diagram showing an example of the arrangement position of the MEC 20 (20-1 to 20-3) in the
MEC20は、通信事業者内ネットワーク1に含まれる移動体通信網のコアネットワークに接続されたデータネットワーク(DN:Data Network)内に配置されるコンピューティングリソースである。MEC20は、インターネット2よりもUE3に近い位置に配置される。MEC20には、キャッシュサーバ30が配置される。詳しくは、MEC20-1にキャッシュサーバ30-1が配置され、MEC20-2にキャッシュサーバ30-2が配置され、MEC20-3にキャッシュサーバ30-3が配置される。キャッシュサーバ30の構成は、キャッシュサーバ18の構成と同様である。コアネットワークに接続された複数のキャッシュサーバ30が、MEC-CDNを構成する。
The MEC 20 is a computing resource placed in a data network (DN) connected to a core network of a mobile communication network included in the
近年、移動体通信網のコアネットワークを含む通信事業者内ネットワーク1の実装は、通信事業者が管理するテレコクラウド(Telco Cloud)など、仮想マシン上での実装へと移行されつつある。テレコクラウド上で、エッジにより近い位置までIPプロトコルに準拠したデータ伝送が行われるようになることは、容易に想像される。このことは、MEC20が、よりUE3に近い位置に分散して配置されることが可能であることを意味する。ただし、UE3に近いMEC20の方が、移動体通信網のコアネットワークを介して通信可能なUE3の数が少なくなるため、典型的には、利用可能なリソースが少ない構成となる。
In recent years, the implementation of the
なお、仮想マシンとは、CPU(Central Processing Unit)等の演算回路とSSD(Solid State Drive)等の記憶媒体とを含む物理的なコンピュータと同じ機能を、ソフトウェアで実現したコンピュータであり、物理的なコンピュータ上で動作する。テレコクラウド上の各構成要素は、物理的なコンピュータである1つ以上の制御装置上で動作する。 A virtual machine is a computer that uses software to implement the same functions as a physical computer, including arithmetic circuits such as a CPU (Central Processing Unit) and storage media such as an SSD (Solid State Drive). runs on any computer. Each component on the teleco cloud runs on one or more controllers that are physical computers.
以下、テレコクラウド上で実装されるMEC-CDNの構成について、図4を参照しながら説明する。 The configuration of the MEC-CDN implemented on the teleco cloud will be described below with reference to FIG. 4.
図4は、テレコクラウド上で実装されるMEC-CDNの構成の一例を示す図である。図4に示すように、テレコクラウド100では、5Gネットワーク5、網内ネットワーク4、1つ以上のMECホスト110(110A及び110B)、及び管理ホスト120が、仮想マシン上で実装される。MECホスト110は、図3に示したMEC20の実装である。管理ホスト120は、テレコクラウド100に配置された1つ以上のMEC20を管理する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of MEC-CDN implemented on the teleco cloud. As shown in FIG. 4, in the
MECホスト110は、図3に示したMEC20に対応する。MECホスト110は、MECプラットフォーム111、及びMECアプリケーション112を含む。なお、MECホスト110Bに含まれる、MECプラットフォーム111及びMECアプリケーション112の図示は省略されている。
The MEC host 110 corresponds to the MEC 20 shown in FIG. MEC host 110 includes
MECプラットフォーム111は、MECアプリケーション112のライフサイクル管理を行う。即ち、MECプラットフォーム111は、MECアプリケーション112をインスタンス化したり、MECアプリケーション112のインスタンスを削除したりする。MECアプリケーション112のインスタンス化は、MECホスト110内のリソースを用いて行われる。MECホスト110内のリソースの一例は、記憶領域及び計算能力である。MECプラットフォーム111は、MECプラットフォーム管理部121による制御に基づいて、MECアプリケーション112のライフサイクル管理を行う。
The
MECアプリケーション112は、図3に示したキャッシュサーバ30に対応する。以下の説明で登場する「キャッシュサーバ」は、特に言及しない限り、MECアプリケーション112を指すものとする。MECアプリケーション112は、リバースプロキシ113及びキャッシュストレージ114を含む。
The
キャッシュストレージ114は、コンテンツをキャッシュ可能な記憶領域である。
リバースプロキシ113は、コンテンツへのユーザアクセスを中継する。一例として、リバースプロキシ113は、キャッシュストレージ114にキャッシュされたコンテンツへのユーザアクセスに関しては、キャッシュストレージ114にキャッシュされたコンテンツを取得して、UE3へ送信する。他の一例として、リバースプロキシ113は、キャッシュストレージ114にキャッシュされていないコンテンツへのユーザアクセスに関しては、コンテンツを外部から取得してキャッシュストレージ114にキャッシュすると共に、UE3へ送信する。
ここで、リバースプロキシ113は、5GシステムアーキテクチャにおけるDN内に配置されるサーバである。リバースプロキシ113は、5Gネットワーク5を介してUE3から接続可能である。さらに、リバースプロキシ113は、網内ネットワーク4を介してインターネット2に接続可能である。リバースプロキシ113が、網内ネットワーク4を介してインターネット2に接続することは、ローカルブレイクアウトとも称される。ローカルブレイクアウトは、図2に示したインターネット2上のキャッシュサーバ18又はオリジンサーバ19からコンテンツを取得する際の通信経路として利用される。リバースプロキシ113は、キャッシュストレージ114にキャッシュされていないコンテンツを、ローカルブレイクアウトを介して外部から取得し得る。
Here, the
なお、リバースプロキシ113は、リバースプロキシ113に接続されたキャッシュストレージ114を対象に、キャッシュされたコンテンツを取得したり、ローカルブレイクアウトを介して外部から取得したコンテンツをキャッシュさせたりする。図4に示した例では、同一のMECホスト110に搭載されたリバースプロキシ113とキャッシュストレージ114とが、接続されている。
Note that the
管理ホスト120は、MECプラットフォーム管理部121、MEC-CDNアクセス制御部122、及びOSS/BSS(Operation Support Systems/Business Support Systems)123を含む。
The
MECプラットフォーム管理部121は、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバを運用する複数のMECホスト110の動作を管理する、第4処理部の一例である。例えば、MECプラットフォーム管理部121は、MECプラットフォーム111を介して、MECアプリケーション112のライフサイクルを制御する。なお、図4では、MECプラットフォーム管理部121とMECホスト110A以外のMECホスト110との接続の図示が省略されている。
The MEC
MEC-CDNアクセス制御部122は、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバに含まれる複数のキャッシュストレージ114にキャッシュされたコンテンツへのユーザアクセスを制御する、第2処理部の一例である。具体的には、MEC-CDNアクセス制御部122は、MEC-CDNにおける名前解決を行う。例えば、MEC-CDNアクセス制御部122は、MEC-CDN上の各構成要素(例えば、リバースプロキシ113、及びキャッシュストレージ114)のIPアドレスを記憶する。そして、MEC-CDNアクセス制御部122は、ユーザアクセスを、複数のリバースプロキシ113に振り分ける。
The MEC-CDN
OSS/BSS123は、MECプラットフォーム管理部121に対してMECアプリケーション112に関する要求を行う。OSS/BSS123は、例えば、MEC-CDNのキャッシュサーバなどの様々な用途のために実装されたMECアプリケーション112をインスタンス化するよう、MECプラットフォーム管理部121に要求する。MECアプリケーション112の用途としては、キャッシュサーバの他、UE3の演算処理の一部をMECホスト110のリソースを用いて高速処理する例が挙げられる。
The OSS/
続いて、キャッシュサーバへのアクセス制御について、図5を参照しながら説明する。 Next, access control to the cache server will be explained with reference to FIG. 5.
図5は、MEC-CDNにおけるUE3からキャッシュサーバへのアクセス制御の一例を示す図である。図5では、図4に示した構成要素のうち、アクセス制御への関与が薄い構成要素の図示が省略されている。図5に示すように、テレコクラウド100内の網内ネットワーク4には、通信事業者内DNS(Domain Name System)130が配置される。他方、管理ホスト120には、MEC-CDNアクセス制御部122が配置される。通信事業者内DNS130は、テレコクラウド100上の名前解決を行う。一方で、通信事業者内DNS130は、MEC-CDNが運用するドメイン名に対しては、MEC-CDNアクセス制御部122に名前解決処理を委譲する。即ち、MEC-CDNアクセス制御部122は、MEC-CDNが運用するドメイン名についての名前解決を行う。とりわけ、MEC-CDNアクセス制御部122は、名前解決の際に、ユーザアクセスを複数のリバースプロキシ113に振り分ける。
FIG. 5 is a diagram showing an example of access control from the UE3 to the cache server in the MEC-CDN. In FIG. 5, among the components shown in FIG. 4, components that have little involvement in access control are omitted. As shown in FIG. 5, an intra-communication carrier DNS (Domain Name System) 130 is arranged in the
なお、図4及び図5において、管理ホスト120内にMEC-CDNアクセス制御部122が配置されているが、本発明はかかる例に限定されない。MEC-CDNアクセス制御部122は、MECアプリケーション112とは別の機能を持つMECアプリケーションとして実装されてもよい。
Note that in FIGS. 4 and 5, the MEC-CDN
以上、MEC-CDNの構成の一例について説明した。 An example of the configuration of the MEC-CDN has been described above.
MEC-CDNを構成するメリットとしては、UE3により近いキャッシュサーバからコンテンツを配信することによる、インターネット2側への通信量の削減、及びUE3へのデータ転送時間の短縮が挙げられる。センター側のMECホスト110にキャッシュサーバを配置するほど、キャッシュ効率は向上する傾向にある。センター側のMECホスト110の方が、利用可能なリソース量が豊富であり、且つ、アクセス可能なUE3の数が多いためである。他方、エッジ側のMECホスト110にキャッシュサーバを配置するほど、キャッシュ効率は低下する傾向にある。エッジ側のMECホスト110の方が、利用可能なリソース量が少なく、且つ、アクセス可能なUE3の数が少ないためである。
The advantages of configuring the MEC-CDN include reducing the amount of communication to the
ただし、キャッシュサーバにおいてキャッシュヒットしなかった場合、ローカルブレイクアウトを介してインターネット2側からコンテンツが取得される。その場合、図2に示したISP15との通信だけでなく、キャッシュサーバ18又はオリジンサーバ19からコンテンツを取得するための、ピアリング又はトランジットの通信が発生することとなる。
However, if there is no cache hit in the cache server, the content is acquired from the
<2.技術的課題>
MEC-CDNにおいて、キャッシュサーバにおけるキャッシュ効率の低下は、ローカルブレイクアウトによるインターネット2からのデータ取得のための通信が増えることを意味する。そして、ローカルブレイクアウトによるインターネット2からのデータ取得のための通信が増えることは、インターネット2上の輻輳を招く原因にもなり得る。その結果、MEC-CDNを提供する事業者にとっては、通信コストが高くなってしまう。
<2. Technical issues>
In MEC-CDN, a decrease in cache efficiency in a cache server means that communication for acquiring data from the
また、OSS/BSS123は、様々な要求をMECプラットフォーム管理部121に対して行う。そのため、MECホスト110内での利用可能なリソースは、時系列で変化する。従って、特にエッジ側のキャッシュサーバにおいて、UE3からのアクセスに見合うキャッシュストレージ114のサイズを確保することが困難であった。そのため、キャッシュ効率の低下が引き起こされていた。
Further, the OSS/
<3.技術的特徴>
<3.1.第1の実施形態>
(1)構成
図6は、本実施形態に係るテレコクラウド100の構成の一例を示す図である。以下、図6を参照しながら、本実施形態に特徴的な構成について説明する。なお、以下で特に言及しない構成は、図1~図5を参照しながら前提技術として説明した構成と同様であるものとする。
<3. Technical features>
<3.1. First embodiment>
(1) Configuration FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of the
図6に示すように、網内ネットワーク4には、仮想IPストレージネットワーク部125が配置される。仮想IPストレージネットワーク部125は、リバースプロキシ113とキャッシュストレージ114との接続性を提供する仮想ネットワークである。そして、リバースプロキシ113は、仮想IPストレージネットワーク部125を介してキャッシュストレージ114にアクセスする。詳しくは、仮想IPストレージネットワーク部125は、キャッシュストレージ114のIPアドレスを記憶し、リバースプロキシ113からキャッシュストレージ114へのアクセスに関するルーティングを行う。
As shown in FIG. 6, a virtual IP
ここで、図6に示すように、本実施形態では、同一のMECホスト110上のリバースプロキシ113とキャッシュストレージ114とは、直接的には接続されない。他方、リバースプロキシ113とキャッシュストレージ114とは、仮想IPストレージネットワーク部125を介して接続される。そのため、リバースプロキシ113は、どのキャッシュストレージ114にアクセスする場合にも、仮想IPストレージネットワーク部125を介してアクセスすることとなる。
Here, as shown in FIG. 6, in this embodiment, the
さらに、図6に示した例では、仮想IPストレージネットワーク部125は、MEC-CDNを構成する複数のMECホスト110に配置された、複数のリバースプロキシ113の全てと複数のキャッシュストレージ114の全てとの、接続性を提供する。そのため、リバースプロキシ113は、MEC-CDNを構成するどのキャッシュストレージ114にも、仮想IPストレージネットワーク部125を介してアクセスすることができる。仮想IPストレージネットワーク部125により接続性が提供された、MEC-CDNを構成するひとつ以上のキャッシュサーバに含まれるひとつ以上のキャッシュストレージ114を、以下ではまとめて仮想IPストレージとも称する。本実施形態では、どのリバースプロキシ113からも仮想IPストレージにアクセスすることができる。そのため、どのキャッシュサーバにおいても、UE3からのアクセスに見合う仮想IPストレージのサイズを確保することが容易となる。
Furthermore, in the example shown in FIG. 6, the virtual IP
図6に示すように、MECホスト110は、MECプラットフォーム111、及びMECアプリケーション112を含む。そして、MECアプリケーション112は、リバースプロキシ113、キャッシュストレージ114、及び仮想IPストレージクライアント115を含む。なお、MECホスト110Bに含まれる、MECプラットフォーム111及びMECアプリケーション112、及び仮想IPストレージクライアント115の図示は省略されている。
As shown in FIG. 6, MEC host 110 includes
仮想IPストレージクライアント115は、仮想IPストレージ管理部124に接続される。そして、仮想IPストレージクライアント115は、リバースプロキシ113から仮想IPストレージへのアクセスを提供する。仮想IPストレージクライアント115は、キャッシュストレージ114内のコンテンツの追加/削除を、仮想IPストレージ管理部124に対して要求する。
The virtual
図6に示すように、管理ホスト120は、MECプラットフォーム管理部121、MEC-CDNアクセス制御部122、OSS/BSS123、及び仮想IPストレージ管理部124を含む。仮想IPストレージ管理部124は、仮想IPストレージクライアント115、MECプラットフォーム管理部121、及び仮想IPストレージネットワーク部125に接続される。
As shown in FIG. 6, the
MECプラットフォーム管理部121は、新たなキャッシュサーバを追加したり、既存のキャッシュサーバを削除したりする。具体的には、MECプラットフォーム管理部121は、新たなキャッシュサーバを追加することとして、仮想マシン上で新たなMECアプリケーション112をインスタンス化する。他方、MECプラットフォーム管理部121は、既存のキャッシュサーバを削除することとして、仮想マシンからMECアプリケーション112のインスタンスを削除する。かかる構成によれば、MEC-CDNの構成を動的に変更することが可能となる。
The MEC
とりわけ、MECプラットフォーム管理部121は、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバにおけるキャッシュ処理に関する指標に基づいて、キャッシュサーバを追加又は削除する。ここでのキャッシュ処理に関する指標は、キャッシュ効率に関していてもよく、MECプラットフォーム管理部121は、キャッシュ効率の悪化等をトリガとして、キャッシュサーバを追加又は削除してもよい。キャッシュ効率は、具体的には、キャッシュヒット率、及びレイテンシの少なくともいずれ1つに基づいて計算されてよい。かかる構成によれば、MEC-CDNの構成を動的に変更して、キャッシュ効率を改善することが可能となる。
In particular, the MEC
仮想IPストレージ管理部124は、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバに関する情報を管理する、第3処理部の一例である。より簡易には、仮想IPストレージ管理部124は、仮想IPストレージに関する情報を管理する。詳しくは、仮想IPストレージ管理部124は、キャッシュサーバ配置リスト、ストレージ管理リスト、コンテンツキャッシュリスト、及びコンテンツ配置リストを記憶及び更新する。
The virtual IP
キャッシュサーバ配置リストとは、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバの通信事業者内ネットワーク1における配置を示す情報を含むリストである。キャッシュサーバ配置リストは、5Gネットワーク5のユーザプレーンの構成を反映している。なお、ユーザプレーンとは、ユーザデータの送受信処理を指す。キャッシュサーバ配置リストの一例を、表1に示す。
The cache server placement list is a list that includes information indicating the placement of a plurality of cache servers constituting the MEC-CDN in the
表1に示すように、キャッシュサーバ配置リストは、「position」「Address」「node type」を項目として含んでいてもよい。「position」は、中央DC11、地域DC12、又はGC13等の、キャッシュサーバの配置位置を示す識別情報である。とりわけ、頭文字「R」は地域DC12を示す。頭文字「G」はGC13を示す。「Address」はUE3から5Gネットワーク5を介してキャッシュサーバに接続する際のアドレスである。「node type」は、キャッシュサーバのタイプを示す。とりわけ、「R」はルートノードを示し、「L」はリーフノードを示す。リーフノードとは、エッジ側に配置されたキャッシュサーバである。ルートノードとは、センター側に配置されたキャッシュサーバである。ルートノードは、ユーザのアクセス制御における、物理配置及びネットワークの分解点である。
As shown in Table 1, the cache server placement list may include "position", "address", and "node type" as items. “position” is identification information indicating the location of the cache server, such as the
以上、キャッシュサーバ配置リストについて説明した。続いて、ストレージ管理リストについて説明する。 The cache server placement list has been explained above. Next, the storage management list will be explained.
ストレージ管理リストとは、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバに含まれる複数のキャッシュストレージ114の情報を含むリストである。ストレージ管理リストの一例を、表2に示す。 The storage management list is a list that includes information on a plurality of cache storages 114 included in a plurality of cache servers configuring the MEC-CDN. Table 2 shows an example of the storage management list.
表2に示すように、ストレージ管理リストは、「storage ID」「position」「Address」「total size」「free size」及び「reserved size」を、項目として含んでいてもよい。「storage ID」は、MEC-CDNにおけるキャッシュストレージ114の識別情報である。「position」「Address」については、表1を参照しながら上記説明した通りである。「total size」は、キャッシュストレージ114の総サイズである。「free size」は、キャッシュストレージ114の空き容量である。「reserved size」は、予約済み容量である。なお、ここでの予約済み容量とは、ローカルブレイクアウトを通じて取得されているコンテンツの総サイズを示す。
As shown in Table 2, the storage management list may include "storage ID," "position," "Address," "total size," "free size," and "reserved size" as items. “Storage ID” is identification information of the
以上、ストレージ管理リストについて説明した。続いて、コンテンツキャッシュリストについて説明する。 The storage management list has been explained above. Next, the content cache list will be explained.
コンテンツキャッシュリストとは、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバに含まれる複数のキャッシュストレージ114にキャッシュされたコンテンツの情報を含むリストである。コンテンツキャッシュリストの一例を、表3に示す。 The content cache list is a list containing information about content cached in a plurality of cache storages 114 included in a plurality of cache servers configuring the MEC-CDN. Table 3 shows an example of the content cache list.
表3に示すように、コンテンツキャッシュリストは、「content ID」「TTL」「last update time」「last access time」を項目として含んでいてもよい。「content ID」は、仮想IPストレージにキャッシュされたコンテンツに一意に割り当てられた識別情報である。「content ID」は、UE3からコンテンツへのユーザアクセスの際に、すでに割り当てられているものとする。「TTL」は、「Time to Live」の略称であり、キャッシュされたコンテンツの有効期限を示している。「last update time」は、キャッシュされたコンテンツが最後に更新された日時である。例えば、「last update time」からの時間経過が「TTL」に達した後は、ローカルブレイクアウトを介してコンテンツが更新されているか否かを確認することが要され得る。「last access time」は、キャッシュされたコンテンツが最後にアクセスされた日時である。例えば、「last access time」から所定の時間が経過した場合、キャッシュされたコンテンツが削除される。 As shown in Table 3, the content cache list may include "content ID", "TTL", "last update time", and "last access time" as items. "Content ID" is identification information uniquely assigned to content cached in the virtual IP storage. It is assumed that the "content ID" has already been assigned when the user accesses the content from the UE3. "TTL" is an abbreviation for "Time to Live" and indicates the expiration date of cached content. "Last update time" is the date and time when the cached content was last updated. For example, after the time elapsed since the "last update time" reaches a "TTL", it may be necessary to check whether the content has been updated via a local breakout. "Last access time" is the date and time when the cached content was last accessed. For example, when a predetermined period of time has passed since the "last access time", cached content is deleted.
仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツキャッシュリストを、ルートノード毎に作成してもよい。また、仮想IPストレージ管理部124は、キャッシュされたコンテンツを、「last update time」等の時刻情報に基づいて順序付けして管理してもよい。一例として、キャッシュストレージ114の空き容量が低下した場合、仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツキャッシュリスト上で下位のコンテンツのキャッシュから順に、削除してもよい。
The virtual IP
以上、コンテンツキャッシュリストについて説明した。続いて、コンテンツ配置リストについて説明する。 The content cache list has been explained above. Next, the content arrangement list will be explained.
コンテンツ配置リストとは、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバに含まれる複数のキャッシュストレージ114におけるコンテンツのキャッシュ位置を示す情報を含むリストである。コンテンツ配置リストの一例を、表4に示す。 The content placement list is a list that includes information indicating cache positions of content in a plurality of cache storages 114 included in a plurality of cache servers configuring the MEC-CDN. Table 4 shows an example of the content arrangement list.
表4に示すように、コンテンツ配置リストは、「content ID」「storage ID」「content path」「content size」「status」を項目として含んでいてもよい。「content ID」については、表3を参照しながら上記説明した通りである。「storage ID」は、キャッシュ先のキャッシュストレージ114の識別情報である。「content path」は、キャッシュ先のキャッシュストレージ114における、コンテンツの保存場所である。「content size」は、キャッシュされたコンテンツのサイズである。「status」とは、コンテンツのキャッシュ状態である。キャッシュ状態には、データ取得中を示す「Create」、保存済みを示す「Store」、更新中を示す「Update」、及び削除中を示す「Delete」がある。キャッシュ状態に応じて、コンテンツへのアクセス許可が制御され、及び表2に示したストレージ管理リストの「reserved size」が変更される。
As shown in Table 4, the content placement list may include "content ID," "storage ID," "content path," "content size," and "status" as items. The “content ID” is as explained above with reference to Table 3. “Storage ID” is identification information of the
以上、仮想IPストレージ管理部124により管理される、キャッシュサーバ配置リスト、ストレージ管理リスト、コンテンツキャッシュリスト、及びコンテンツ配置リストについて説明した。なお、キャッシュサーバ配置リストは、MEC-CDNアクセス制御部122においても管理されていてもよい。MEC-CDNにおける名前解決の際に使用されるためである。もちろん、MEC-CDNアクセス制御部122は、名前解決の際に、仮想IPストレージ管理部124により管理されたキャッシュサーバ配置リストを参照してもよい。
The cache server placement list, storage management list, content cache list, and content placement list managed by the virtual IP
仮想IPストレージ管理部124は、MEC-CDNの構成又はコンテンツのキャッシュ状態に変化が生じた場合に、キャッシュサーバ配置リスト、ストレージ管理リスト、コンテンツキャッシュリスト、又はコンテンツ配置リストを更新する。一例として、仮想IPストレージ管理部124は、新たなキャッシュサーバが追加された場合に、新たに追加されたキャッシュサーバに関する情報を登録してもよい。他の一例として、仮想IPストレージ管理部124は、既存のキャッシュサーバが削除された場合に、削除されたキャッシュサーバに関する情報を削除してもよい。他の一例として、仮想IPストレージ管理部124は、MECホスト110又はキャッシュサーバの移動に応じて、キャッシュサーバ配置リストを更新してもよい。他の一例として、仮想IPストレージ管理部124は、キャッシュストレージ114においてコンテンツのキャッシュが追加、削除又は更新される等した場合に、コンテンツキャッシュリスト、及びコンテンツ配置リストを更新してもよい。かかる構成によれば、キャッシュサーバ配置リスト、ストレージ管理リスト、コンテンツキャッシュリスト、及びコンテンツ配置リストを最新の状態に保つことが可能となる。
The virtual IP
仮想IPストレージ管理部124は、リバースプロキシ113がコンテンツへのユーザアクセスを中継する際に、コンテンツの有効なキャッシュの有無を示す情報を、リバースプロキシ113へ送信する。例えば、仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツキャッシュリストを参照して、コンテンツの有効なキャッシュの有無を判定して、判定結果をリバースプロキシ113へ送信する。リバースプロキシ113は、仮想IPストレージにコンテンツの有効なキャッシュが有る場合には、仮想IPストレージからコンテンツを取得する。他方、リバースプロキシ113は、仮想IPストレージにコンテンツの有効なキャッシュが無い場合には、ローカルブレイクアウトを介してコンテンツを取得する。
The virtual IP
仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツの有効なキャッシュの有無を示す情報と共に、コンテンツのキャッシュ位置を示す情報を、コンテンツへのユーザアクセスを中継するリバースプロキシ113へ送信してもよい。
The virtual IP
詳しくは、仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツの有効なキャッシュが有る場合には、コンテンツをキャッシュしているキャッシュストレージ114を示す情報を、コンテンツのキャッシュ位置を示す情報として、リバースプロキシ113へ送信してもよい。例えば、仮想IPストレージ管理部124は、ストレージ管理リスト及びコンテンツ配置リストを参照して、コンテンツをキャッシュしているキャッシュストレージ114のIPアドレス及びコンテンツパスを、リバースプロキシ113へ送信する。リバースプロキシ113は、かかる情報に基づいて、キャッシュされたコンテンツを取得して、ユーザアクセス源であるUE3へ送信することができる。
Specifically, if there is a valid cache for the content, the virtual IP
他方、仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツの有効なキャッシュが無い場合には、ローカルブレイクアウトを介して取得されたコンテンツをキャッシュすべきキャッシュストレージ114を示す情報を、コンテンツのキャッシュ位置を示す情報として、リバースプロキシ113に送信する。ここでのキャッシュ位置とは、ローカルブレイクアウトを介して取得されたコンテンツをキャッシュすべきキャッシュストレージ114である。リバースプロキシ113は、ローカルブレイクアウトを介して取得したコンテンツを、ユーザアクセス源であるUE3へ送信すると共に、仮想IPストレージ管理部124により指定されたキャッシュストレージ114にキャッシュさせる。かかる構成によれば、コンテンツのキャッシュ位置を適切に制御することが可能となる。
On the other hand, if there is no valid cache for the content, the virtual IP
その際、仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツへのユーザアクセス源であるUE3からの距離、及びキャッシュストレージ114の空き容量の少なくともいずれか1つに基づいて、ローカルブレイクアウトを介して取得されたコンテンツをキャッシュすべきキャッシュストレージ114を選択してもよい。例えば、仮想IPストレージ管理部124は、キャッシュサーバ配置リスト、及びストレージ管理リストを参照して、UE3からの距離がより近く、空き容量がより豊富なキャッシュストレージ114を選択する。かかる構成によれば、適切なキャッシュストレージ114に、コンテンツをキャッシュさせることが可能となる。
At that time, the virtual IP
(2)処理
・キャッシュサーバ追加処理
以下、図7を参照しながら、キャッシュサーバ追加時の処理の流れの一例を説明する。
(2) Processing - Cache server addition processing An example of the flow of processing when adding a cache server will be described below with reference to FIG.
図7は、本実施形態に係るテレコクラウド100において実行されるキャッシュサーバ追加処理の流れの一例を示すシーケンス図である。本シーケンスには、OSS/BSS123、MECプラットフォーム管理部121、MECプラットフォーム111、MEC-CDNアクセス制御部122、MECホスト110、仮想IPストレージ管理部124、及び仮想IPストレージネットワーク部125が関与する。なお、本シーケンスにおける破線で示したメッセージについては、説明を省略する場合がある。当該メッセージは、その前段に送受信されたメッセージに対する応答であり、前段に送受信されたメッセージに基づく処理結果等を含む。
FIG. 7 is a sequence diagram showing an example of the flow of cache server addition processing executed in the
まず、OSS/BSS123は、MECアプリケーション112の追加要求をMECプラットフォーム管理部121へ送信する(ステップS102)。例えば、OSS/BSS123は、MEC-CDN内のキャッシュ効率の低下を検出したこと等をトリガとして、MECアプリケーション112の追加要求を送信する。
First, the OSS/
次いで、MECプラットフォーム管理部121は、MECアプリケーション112の追加要求を受信すると、MECアプリケーション112のインスタンス化要求をMECプラットフォーム111へ送信する(ステップS104)。MECプラットフォーム管理部121又はMECプラットフォーム111の少なくともいずれか1つは、リバースプロキシ113のアドレス、及びキャッシュストレージ114のサイズを、MECのリソース状況に応じて決定する。
Next, upon receiving the request to add the
次に、MECプラットフォーム111は、MECアプリケーション112の追加要求を受信すると、MECアプリケーション112のインスタンス化に必要となる各種リソースをMECホスト110上で確保する(ステップS106)。
Next, upon receiving the request to add the
そして、MECプラットフォーム111は、リバースプロキシ113、キャッシュストレージ114、及び仮想IPストレージクライアント115を起動する(ステップS108、S110、及びS112)。
Then, the
次に、仮想IPストレージクライアント115は、ストレージ情報を仮想IPストレージ管理部124へ送信する(ステップS114)。ストレージ情報は、例えば、ストレージ管理リストに入力するための各種情報を含む。
Next, the virtual
次いで、仮想IPストレージ管理部124は、仮想IPストレージのネットワーク構成を変更するよう要求する構成変更要求を、仮想IPストレージネットワーク部125へ送信する(ステップS116)。構成変更要求は、追加されたキャッシュストレージ114が仮想IPストレージネットワーク部125と通信できるよう、網内ネットワーク4上のネットワーク構成を変更することを要求する情報である。例えば、構成変更要求は、起動されたキャッシュストレージ114のIPアドレスを含む。
Next, the virtual IP
次に、仮想IPストレージネットワーク部125は、構成変更要求に基づいて、仮想IPストレージのネットワーク構成を変更する(ステップS118)。具体的には、仮想IPストレージネットワーク部125は、起動されたキャッシュストレージ114のIPアドレスを記憶して、起動されたキャッシュストレージ114への接続性を提供する。
Next, the virtual IP
次いで、仮想IPストレージ管理部124は、ネットワーク構成の変更に成功し、キャッシュサーバ間で追加されたキャッシュストレージ114の参照が可能となった場合、追加されたキャッシュストレージ114の情報を、ストレージ管理リストに追加する(ステップS120)。
Next, if the network configuration is successfully changed and the added
次に、MECプラットフォーム管理部121は、キャッシュサーバ起動通知を、MEC-CDNアクセス制御部122へ送信する(ステップS122)。キャッシュサーバ起動通知は、起動したMECアプリケーション112の情報を含む。
Next, the MEC
次いで、MEC-CDNアクセス制御部122は、キャッシュサーバ起動通知に基づいて、キャッシュサーバ配置リストを更新する(ステップS124)。例えば、MEC-CDNアクセス制御部122は、起動したキャッシュサーバの情報を、キャッシュサーバ配置リストに追加する。
Next, the MEC-CDN
また、MECプラットフォーム管理部121は、キャッシュサーバ起動通知を、仮想IPストレージ管理部124へ送信する(ステップS126)。
Furthermore, the MEC
次いで、仮想IPストレージ管理部124は、キャッシュサーバ起動通知に基づいて、キャッシュサーバ配置リストを更新する(ステップS128)。例えば、仮想IPストレージ管理部124は、起動したキャッシュサーバの情報を、キャッシュサーバ配置リストに追加する。
Next, the virtual IP
・コンテンツ取得処理
以下、図8を参照しながら、UE3がMEC-CDNにアクセスしてコンテンツを取得する際の処理の流れの一例を説明する。
- Content Acquisition Process Hereinafter, with reference to FIG. 8, an example of a process flow when the UE3 accesses the MEC-CDN and acquires content will be described.
図8は、本実施形態に係るテレコクラウド100において実行されるコンテンツ取得処理の流れの一例を示すシーケンス図である。本シーケンスには、UE3、通信事業者内DNS130、MEC-CDNアクセス制御部122、MECプラットフォーム管理部121、リバースプロキシ113、仮想IPストレージ管理部124、仮想IPストレージネットワーク部125、キャッシュストレージ114、及びオリジンサーバ19が関与する。なお、本シーケンスにおける破線で示したメッセージについては、説明を省略する場合がある。当該メッセージは、その前段に送受信されたメッセージに対する応答であり、前段に送受信されたメッセージに基づく処理結果等を含む。
FIG. 8 is a sequence diagram showing an example of the flow of content acquisition processing executed in the
本シーケンスにおいては、次の事項を前提とする。即ち、テレコクラウド100内の網内ネットワーク4において、IPv4のプライベートアドレス(10.255.255.255/8)が割り当てられているものとする。テレコクラウド100内の名前解決を行う通信事業者内DNS130が存在し、通信事業者内DNS130が、EDNS0(Extension Mechanisms for DNS version 0)に対応しているものとする。通信事業者内DNS130は、MEC-CDNが運用するドメイン名については、MEC-CDNアクセス制御部122に名前解決を委譲するものとする。MEC-CDNアクセス制御部122は、5Gネットワーク5を介してUE3がアクセス可能なMECホスト110の一覧を、MECプラットフォーム管理部121から取得可能であるものとする。
This sequence assumes the following: That is, it is assumed that an IPv4 private address (10.255.255.255/8) is assigned in the
なお、MECプラットフォーム111が「ESTI GS MEC 013, MEC; Location API」に準拠して実装されている場合、UE3のIPアドレスに基づいて、「AccessPointID」及び「ZoneID」といったUE3の地理的位置を示す識別情報が取得可能である。そして、「AccessPointID」及び「ZoneID」に基づいて、UE3からアクセス可能なMECホスト110及びMECホスト110までの距離を取得することができる。
In addition, if the
図8に示すように、UE3は、名前解決要求を通信事業者内DNS130へ送信する(ステップS202)。名前解決要求は、例えば、UE3がアクセスしようとするコンテンツのドメイン名を含む。
As shown in FIG. 8, the
次いで、通信事業者内DNS130は、名前解決処理を、MEC-CDNアクセス制御部122に委譲する(ステップS204)。一例として、通信事業者内DNS130は、UE3から受信した名前解決要求を、MEC-CDNアクセス制御部122へ送信する。他の一例として、通信事業者内DNS130は、UE3から受信したドメイン名とは別のドメイン名をUE3へ応答し、UE3は、応答されたドメイン名に基づく名前解決要求をMEC-CDNアクセス制御部122へ送信する。
Next, the
次に、MEC-CDNアクセス制御部122は、キャッシュサーバの検索要求をMECプラットフォーム管理部121に送信して(ステップS206-1)、UE3がアクセス可能なキャッシュサーバの一覧を取得する(ステップS206-2)。キャッシュサーバの検索要求は、名前解決要求のクエリから取得可能な、UE3が含まれるサブネットを含む。MECプラットフォーム管理部121は、UE3が含まれるサブネットに基づいて、UE3がアクセス可能なキャッシュサーバの一覧を検索して、検索結果をMEC-CDNアクセス制御部122へ送信する。
Next, the MEC-CDN
次いで、MEC-CDNアクセス制御部122は、キャッシュサーバの一覧から、1つのキャッシュサーバを選択する(ステップS208)。MEC-CDNアクセス制御部122がキャッシュサーバを選択する戦略としては、ラウンドロビン、及びエッジ側優先など様々な戦略が存在する。
Next, the MEC-CDN
次に、MEC-CDNアクセス制御部122は、選択されたキャッシュサーバのリバースプロキシ113のアドレスを、通信事業者内DNS130へ送信する(ステップS209-1)。
Next, the MEC-CDN
次いで、通信事業者内DNS130は、受信したリバースプロキシ113のアドレスを、UE3へ送信する(ステップS209-2)。
Next, the
次に、UE3は、受信したアドレスに基づいてリバースプロキシ113にアクセスし、コンテンツ要求を送信する(ステップS210)。コンテンツ要求とは、コンテンツを送信するよう要求する情報であり、例えば、コンテンツの識別情報を含む。
Next, UE3 accesses
次いで、リバースプロキシ113は、仮想IPストレージクライアント115を介して仮想IPストレージ管理部124に、アクセス先のストレージの情報の問い合わせを行う(ステップS212)。ここで、リバースプロキシ113は、UE3から受信したコンテンツ要求に係るコンテンツについての、問い合わせを行う。
Next, the
次に、仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツキャッシュリストを参照して、対象コンテンツの有効なキャッシュの有無を確認する(ステップS214)。一例として、仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツキャッシュリストに、対象コンテンツの「content ID」があり、現時刻が「last update time」+「TTL」以内である場合、有効なキャッシュが有ると判定する。他の一例として、仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツキャッシュリストに対象コンテンツの「content ID」が無い場合、有効なキャッシュが無いと判定する。他の一例として、仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツキャッシュリストに対象コンテンツの「content ID」が有るものの、現時刻が「last update time」+「TTL」を過ぎている場合、有効なキャッシュが無いと判定する。他の一例として、仮想IPストレージ管理部124は、コンテンツ配置リストにおける対象コンテンツの状態が「Delete」である場合、有効なキャッシュが無いと判定する。
Next, the virtual IP
次いで、仮想IPストレージ管理部124は、キャッシュストレージ114を選択する(ステップS216)。ここで、ステップS214において有効なキャッシュが有ると判定した場合、仮想IPストレージ管理部124は、有効なキャッシュを有するキャッシュストレージ114を選択する。他方、ステップS214において有効なキャッシュが無いと判定した場合、仮想IPストレージ管理部124は、ローカルブレイクアウトを介して取得したコンテンツをキャッシュすべきキャッシュストレージ114を選択する。その際、仮想IPストレージ管理部124は、リバースプロキシ113のアドレスをもとに、ストレージ管理リストを距離順で(即ち、近傍順に)検索してもよい。そして、仮想IPストレージ管理部124は、ストレージ容量から予約済み容量を差し引いた空き容量が、コンテンツのサイズ以上となる最初のキャッシュストレージ114を選択してもよい。
Next, the virtual IP
次に、仮想IPストレージ管理部124は、アクセス先のストレージの情報をリバースプロキシ113へ送信する(ステップS217)。例えば、仮想IPストレージ管理部124は、有効なキャッシュの有無、及びステップS216において選択されたキャッシュストレージ114を示す情報を、リバースプロキシ113へ送信する。
Next, the virtual IP
リバースプロキシ113は、有効なキャッシュが無い場合、ローカルブレイクアウトを介してインターネット2上のオリジンサーバ19(又は、上位のキャッシュサーバ)から、コンテンツを取得する(ステップS218)。次いで、リバースプロキシ113は、取得したコンテンツを、ステップS217において仮想IPストレージ管理部124から指定されたキャッシュ先に保存する(ステップS220)。このとき、リバースプロキシ113は、仮想IPストレージネットワーク部125を介してキャッシュストレージ114にアクセスして、コンテンツを保存する。
If there is no valid cache, the
他方、リバースプロキシ113は、有効なキャッシュが有る場合、ステップS217において仮想IPストレージ管理部124から指定されたキャッシュ先からコンテンツを取得する(ステップS222)。このとき、リバースプロキシ113は、仮想IPストレージネットワーク部125を介してキャッシュストレージ114にアクセスして、キャッシュされたコンテンツを取得する。
On the other hand, if there is a valid cache, the
その後、リバースプロキシ113は、取得したコンテンツをUE3へ送信する(ステップS224)。
After that, the
(3)まとめ
以上、本実施形態について説明した。本実施形態によれば、複数のMECホスト110に存在する複数のキャッシュストレージ114を、1つの仮想IPストレージとして取り扱うことが可能となる。そのため、複数のMECホスト110のいずれかにキャッシュされたコンテンツを、どのMECホスト110からも利用することができる。その結果、特にエッジ側でのキャッシュストレージ114の不足を避けることが期待される。さらには、MEC-CDNにおけるエッジ側でのキャッシュ効率の向上が期待される。
(3) Summary This embodiment has been described above. According to this embodiment, a plurality of cache storages 114 existing in a plurality of MEC hosts 110 can be handled as one virtual IP storage. Therefore, content cached in any one of the plurality of MEC hosts 110 can be used from any
<3.2.第2の実施形態>
(1)構成
本実施形態は、UE3からのアクセス数、キャッシュヒット率、ネットワークのレイテンシ等の各種パラメータに応じて、仮想IPストレージの構成を動的に変更する形態である。以下、図9を参照しながら、本実施形態について詳しく説明する。
<3.2. Second embodiment>
(1) Configuration In this embodiment, the configuration of the virtual IP storage is dynamically changed according to various parameters such as the number of accesses from the
図9は、本実施形態に係るテレコクラウド100の構成の一例を示す図である。以下、図9を参照しながら、本実施形態に特徴的な構成について説明する。なお、以下で特に言及しない構成は、前提技術として又は第1の実施形態において説明した構成と同様であるものとする。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the
図9に示した例では、仮想IPストレージネットワーク部125は、仮想IPストレージネットワーク部125Aと仮想IPストレージネットワーク部125Bとに分割されている。このように、本実施形態に係るテレコクラウド100は、複数の独立した仮想IPストレージネットワーク部125を有していてもよい。そして、仮想IPストレージ管理部124は、これらの複数の独立した仮想IPストレージネットワーク部125の各々を管理する。
In the example shown in FIG. 9, the virtual IP
網内ネットワーク4内には、アクセス分析部126が配置される。アクセス分析部126は、MEC-CDNを構成する複数のMECホスト110に含まれる複数のリバースプロキシ113からアクセスログ及びレイテンシ情報を取得して分析する。アクセスログとは、UE3がリバースプロキシ113にアクセスした際のログである。例えば、アクセスログは、ユーザアクセスごとの、時刻、コンテンツ、及びキャッシュヒットしたか否かを示す情報等を含む。レイテンシ情報とは、リバースプロキシ113がユーザアクセスを受けてからコンテンツを送信するまでのレイテンシに関する情報である。例えば、レイテンシ情報は、UE3がコンテンツ要求を送信した時刻とコンテンツを受信した時刻とを含み、UE3からリバースプロキシ113に報告されてもよい。
An
管理ホスト120には、MEC-CDN制御部127が配置される。MEC-CDN制御部127は、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバのネットワーク構成を制御する、第1処理部の一例である。具体的には、MEC-CDN制御部127は、仮想IPストレージネットワーク部125を分割する、又は複数の仮想IPストレージネットワーク部125を結合する。換言すると、MEC-CDN制御部127は、仮想IPストレージを分割したり、分割された仮想IPストレージを結合したりする。かかる構成によれば、仮想IPストレージネットワーク部125の構成(即ち、仮想IPストレージの構成)を動的に変更することが可能となる。
A MEC-
一例として、図9に示すように、テレコクラウド100上に、MECホスト110A、MECホスト110B及びMECホスト110Cが配置され、リバースプロキシ113A~113C、キャッシュストレージ114A~キャッシュストレージ114Cがインスタンス化されているものとする。なお、MECホスト110B及びMECホスト110Cに含まれる、MECプラットフォーム111、MECアプリケーション112、及び仮想IPストレージクライアント115の図示は省略されている。図9に示すように、MEC-CDN制御部127は、仮想IPストレージネットワーク部125を、仮想IPストレージネットワーク部125Aと仮想IPストレージネットワーク部125Bとに分割してもよい。仮想IPストレージネットワーク部125Aは、リバースプロキシ113A及び113Bと、キャッシュストレージ114A及び114Bとの、接続性を提供する。仮想IPストレージネットワーク部125Bは、リバースプロキシ113Cとキャッシュストレージ114Cとの、接続性を提供する。他方、MEC-CDN制御部127は、仮想IPストレージネットワーク部125Aと仮想IPストレージネットワーク部125Bとを結合してもよい。当該結合後の仮想IPストレージネットワーク部125は、リバースプロキシ113A、113B及び113Cと、キャッシュストレージ114A、114B、及び114Cとの、接続性を提供する。
As an example, as shown in FIG. 9,
MEC-CDN制御部127は、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバにおけるキャッシュ処理に関する指標がサービス要求を満たさなくなったことをトリガとして、仮想IPストレージネットワーク部125を分割する、又は複数の仮想IPストレージネットワーク部125を結合する。MEC-CDN制御部127は、サービス要求が満たされるまで、仮想IPストレージネットワーク部125の分割/結合を繰り返してもよい。かかる構成により、キャッシュ処理に関する指標が再びサービス要求を満たすようにすることが可能となる。
The MEC-
サービス要求は、キャッシュ処理に関する指標に対する要求である。キャッシュ処理に関する指標は、キャッシュヒット率、及びレイテンシの少なくともいずれ1つに関していてもよい。かかる構成によれば、キャッシュヒット率及びレイテンシの少なくともいずれか1つの観点で、仮想IPストレージの構成を最適化することが可能となる。なお、サービス要求は、OSS/BSS123により設定されてもよい。そして、サービス要求が満たされているか否かが、アクセス分析部126により監視されてもよい。
A service request is a request for an index related to cache processing. The index regarding cache processing may relate to at least one of cache hit rate and latency. According to this configuration, it is possible to optimize the configuration of the virtual IP storage from the viewpoint of at least one of cache hit rate and latency. Note that the service request may be set by the OSS/
ここで、多くの数のキャッシュストレージ114を含む仮想IPストレージを構成した場合、キャッシュヒット率が改善するものの、その代償としてレイテンシが悪化する。キャッシュストレージ114は通信事業者内ネットワーク1に沿って分散配置されるため、仮想IPストレージを構成するキャッシュストレージ114の数が多いほど、異なるGC13を跨ぐような遠距離通信が発生しやすくなるためである。他方、少ない数のキャッシュストレージ114を含む仮想IPストレージを構成した場合、レイテンシが改善するものの、その代償としてキャッシュヒット率が悪化する。以上から、サービス要求は、キャッシュヒット率に関する指標とレイテンシに関する指標の双方に対して設定されることが望ましい。その場合、キャッシュヒット率とレイテンシとのバランスを最適化することが可能となる。
Here, when a virtual IP storage including a large number of
MEC-CDN制御部127は、レイテンシが悪化してレイテンシに関する指標がサービス要求を満たさなくなったことをトリガとして、仮想IPストレージネットワーク部125を分割してもよい。仮想IPストレージネットワーク部125が細かく分割されるほど、仮想IPストレージを構成するキャッシュストレージ114の数が少なくなるので、レイテンシは改善する。他方、仮想IPストレージネットワーク部125が結合されるほど、仮想IPストレージを構成するキャッシュストレージ114の数が多くなるので、レイテンシは悪化する。この点、かかる構成によれば、レイテンシを改善して、レイテンシに関するサービス要求が満たされるようにすることが可能となる。
The MEC-
他方、MEC-CDN制御部127は、キャッシュヒット率が悪化してキャッシュヒット率に関する指標がサービス要求を満たさなくなったことをトリガとして、複数の仮想IPストレージネットワーク部125を結合してもよい。仮想IPストレージネットワーク部125が細かく分割されるほど、仮想IPストレージを構成するキャッシュストレージ114の数が少なくなるので、キャッシュヒット率は低下し、キャッシュ残存時間は短くなる。他方、仮想IPストレージネットワーク部125が結合されるほど、仮想IPストレージを構成するキャッシュストレージ114の数が多くなるので、キャッシュヒット率は上昇し、キャッシュ残存時間は長くなる。この点、かかる構成によれば、キャッシュヒット率を改善して、キャッシュヒット率に関するサービス要求が満たされるようにすることが可能となる。
On the other hand, the MEC-
MEC-CDN制御部127は、仮想IPストレージネットワーク部125を分割した後、又は複数の仮想IPストレージネットワーク部125を結合した後、分割又は結合した状態を所定時間が経過するまで維持してもよい。即ち、MEC-CDN制御部127は、仮想IPストレージネットワーク部125を分割又は結合した後、所定時間が経過するまで、キャッシュ処理に関する指標がサービス要求を満たさなくても仮想IPストレージネットワーク部125を分割及び結合しない。一例として、仮想IPストレージネットワーク部125が仮想IPストレージネットワーク部125Aと仮想IPストレージネットワーク部125Bとに分割された例を想定する。当該分割直後は、リバースプロキシ113A及び113Bからキャッシュストレージ114Cに保存されたコンテンツへのアクセスがキャッシュミスとなる。そのため、リバースプロキシ113A及び113Bにおけるキャッシュヒット率が一時的に低下することとなる。しかしながら、時間が経過するに従い、キャッシュヒット率の一時的な低下が回復すると想定される。この点、かかる構成によれば、キャッシュヒット率の一時的な低下が回復した後に、サービス要求が満たされたことを確認することが可能となる。逆に言えば、キャッシュヒット率の一時的な低下に過度に反応して、仮想IPストレージネットワーク部125の構成を繰り返し変更するような事態を防止することが可能となる。
After dividing the virtual IP
MEC-CDN制御部127は、仮想IPストレージネットワーク部125の分割又は結合に応じて、MEC-CDNアクセス制御部122の設定を変更してもよい。詳しくは、MEC-CDN制御部127は、コンテンツへのユーザアクセスを、当該コンテンツを保存しているキャッシュストレージ114に仮想IPストレージネットワーク部125を介して接続されたリバースプロキシ113に振り分けるよう、MEC-CDNアクセス制御部122の設定を変更する。一例として、コンテンツの識別情報と、当該コンテンツを保存しているキャッシュストレージ114に仮想IPストレージネットワーク部125を介して接続されたリバースプロキシ113と、を対応付けたリストを、MEC-CDNアクセス制御部122に登録してもよい。かかる構成によれば、仮想IPストレージネットワーク部125の構成変更に伴うキャッシュヒット率の低下を抑制することが可能となる。
The MEC-
(2)処理
図10は、本実施形態に係るテレコクラウド100により実行される仮想IPストレージの構成制御処理の流れの一例を示すシーケンス図である。本シーケンスには、OSS/BSS123、アクセス分析部126、リバースプロキシ113、MEC-CDN制御部127、仮想IPストレージ管理部124、仮想IPストレージネットワーク部125、及びMEC-CDNアクセス制御部122が関与する。なお、本シーケンスにおける破線で示したメッセージについては、説明を省略する場合がある。当該メッセージは、その前段に送受信されたメッセージに対する応答であり、前段に送受信されたメッセージに基づく処理結果等を含む。
(2) Processing FIG. 10 is a sequence diagram showing an example of the flow of virtual IP storage configuration control processing executed by the
図10に示すように、まず、OSS/BSS123は、アクセス分析部126に、サービス要求を設定する(ステップS302)。例えば、OSS/BSS123は、サービスとして許容されるキャッシュヒット率の下限値CLとレイテンシの上限値LUとを、サービス要求として設定する。
As shown in FIG. 10, first, the OSS/
次いで、リバースプロキシ113は、アクセスログ及びレイテンシ情報をアクセス分析部126へ送信する(ステップS304)。
Next, the
次に、アクセス分析部126は、リバースプロキシ113から収集した情報に基づいて、サービス要求が満たされているか否かを判定する(ステップS306)。例えば、アクセス分析部126は、キャッシュヒット率、レイテンシ、及びジッタを計算し、下記数式(1)及び下記数式(2)が成り立っているか否かを判定する。
Next, the
ここで、sは、MECホスト110のインデックスである。即ち、sには、MECホスト110Aに対応するA、MECホスト110Bに対応するB、又はMECホスト110Cに対応するCが代入される。tは、時刻である。Cr(s,t)は、MECホスト110(s)上のキャッシュサーバの、時刻tにおけるキャッシュヒット率である。Lr(s,t)は、MECホスト110(s)上のキャッシュサーバの、時刻tにおけるレイテンシである。Jm(s,t)は、MECホスト110(s)上のキャッシュサーバの、時刻tにおけるジッタの最大値である。
Here, s is the index of the
仮想IPストレージの初期設定では、すべてのキャッシュストレージ114がまとめて1つの仮想IPストレージとして定義されている。そのため、MEC-CDNのユーザ数増加等の要因で、仮想IPストレージネットワーク部125への負荷が増大すると、各キャッシュサーバのレイテンシが悪化し得る。
In the initial settings of the virtual IP storage, all cache storages 114 are collectively defined as one virtual IP storage. Therefore, if the load on the virtual IP
サービス要求が満たされていないと判定された場合、アクセス分析部126は、判定結果をMEC-CDN制御部127へ送信する(ステップS308)。ここでの判定結果は、対象のキャッシュサーバを示す情報、並びに数式(1)及び数式(2)の演算結果を含む。
If it is determined that the service request is not satisfied, the
次に、MEC-CDN制御部127は、アクセス分析部126から受信した判定結果に基づいて、仮想IPストレージのネットワーク構成を決定する(ステップS310)。一例として、MEC-CDN制御部127は、レイテンシに関する上記数式(2)が満たされていない場合、仮想IPストレージネットワーク部125を分割することを決定する。他の一例として、MEC-CDN制御部127は、キャッシュヒット率に関する上記数式(1)が満たされていない場合、仮想IPストレージネットワーク部125を結合することを決定する。ここでは、上記数式(2)が満たされておらず、仮想IPストレージネットワーク部125を、図9に示した仮想IPストレージネットワーク部125Aと仮想IPストレージネットワーク部125Bとの分割することが決定されたものとする。
Next, the MEC-
次いで、MEC-CDN制御部127は、構成変更要求を仮想IPストレージ管理部124へ送信する(ステップS312)。構成変更要求は、ステップS310において決定された、仮想IPストレージのネットワーク構成を示す情報を含む。
Next, the MEC-
次に、仮想IPストレージ管理部124は、構成変更要求を受信すると、受信した構成変更要求を、仮想IPストレージネットワーク部125へ送信する(ステップS314)。
Next, upon receiving the configuration change request, the virtual IP
次いで、仮想IPストレージネットワーク部125は、受信した構成変更要求に基づいて、仮想IPストレージのネットワーク構成を変更する(ステップS316)。詳しくは、仮想IPストレージネットワーク部125は、キャッシュストレージ114A及びキャッシュストレージ114Bへの接続性を提供する仮想IPストレージネットワーク部125Aと、キャッシュストレージ114Cへの接続性を提供する仮想IPストレージネットワーク部125Bと、の2に分割される。その結果、MECホスト110C上のキャッシュサーバにおける仮想IPストレージが、MECホスト110C上のキャッシュストレージ114Cのみとなる。
Next, the virtual IP
そして、MEC-CDN制御部127は、仮想IPストレージネットワーク部125の構成変更に伴いユーザアクセス制御設定を変更するよう、MEC-CDNアクセス制御部122に要求する(ステップS318)。詳しくは、MEC-CDN制御部127は、コンテンツへのユーザアクセスを、当該コンテンツを保存しているキャッシュストレージ114に仮想IPストレージネットワーク部125を介して接続されたリバースプロキシ113に振り分けるよう、MEC-CDNアクセス制御部122の設定を変更する。
Then, the MEC-
上記説明した処理を繰り返すことで、仮想IPストレージネットワーク部125の構成を動的に変更し、MEC-CDNアクセス制御部122によるアクセス制御と合わせて、サービス要求を満たすようになることが期待される。ただし、アクセス分析部126は、仮想IPストレージネットワーク部125の構成が変更されてから所定時間が経過した後に、サービス要求が満たされているか否かの確認を再開してもよい。キャッシュヒット率の一時的な低下への過度な反応を抑制するためである。
By repeating the process described above, it is expected that the configuration of the virtual IP
(3)まとめ
以上説明したように、本実施形態によれば、仮想IPストレージネットワーク部125の構成が動的に分割又は結合され、MEC-CDNアクセス制御部122によるユーザアクセスの割り当てが動的に変更される。その結果、MEC-CDNのキャッシュヒット率の低下を小規模に抑えつつ、レイテンシを改善させることが期待される。
(3) Summary As explained above, according to this embodiment, the configuration of the virtual IP
<4.補足>
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
<4. Supplement>
Although preferred embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea stated in the claims. It is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.
上記第1の実施形態では、MECホスト110にキャッシュストレージ114を配置する例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。テレコクラウド100上の任意の位置(例えば、網内ネットワーク4内)にキャッシュストレージ114が配置された構成にも、本発明は適用可能である。
Although the first embodiment described above describes an example in which the
上記第1の実施形態では、MECホスト110にキャッシュサーバを配置する例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。MECホスト110にはリバースプロキシ113が配置され、テレコクラウド100上の任意の位置に共有のキャッシュストレージ114が配置された構成にも、本発明は適用可能である。
In the first embodiment described above, an example in which a cache server is arranged in the
上記第1の実施形態では、キャッシュサーバへのユーザアクセス制御を、DNSを用いて実行する例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。キャッシュサーバへのユーザアクセス制御は、アクセス先のドメイン名を予め変更すること、又は別のURLにリダイレクトすること等、別のアクセス制御方式に従って実行されてもよい。 In the first embodiment described above, an example has been described in which user access control to the cache server is executed using DNS, but the present invention is not limited to such an example. User access control to the cache server may be performed according to other access control methods, such as changing the domain name of the access destination in advance or redirecting to another URL.
なお、本明細書において説明した各装置による一連の処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記録媒体(詳しくは、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体)に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、本明細書において説明した各装置を制御するコンピュータによる実行時にRAMに読み込まれ、CPUなどの処理回路により実行される。上記記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。また、上記のコンピュータは、ASICのような特定用途向け集積回路、ソフトウエアプログラムを読み込むことで機能を実行する汎用プロセッサ、又はクラウドコンピューティングに使用されるサーバ上のコンピュータ等であってよい。また、本明細書において説明した各装置による一連の処理は、複数のコンピュータにより分散して処理されてもよい。 Note that the series of processes performed by each device described in this specification may be realized using software, hardware, or a combination of software and hardware. A program constituting the software is stored in advance, for example, in a recording medium (specifically, a computer-readable non-temporary storage medium) provided inside or outside each device. For example, each program is read into the RAM when executed by a computer that controls each device described in this specification, and is executed by a processing circuit such as a CPU. The recording medium is, for example, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a flash memory, or the like. Furthermore, the above computer program may be distributed, for example, via a network, without using a recording medium. Further, the above-mentioned computer may be an application-specific integrated circuit such as an ASIC, a general-purpose processor that executes functions by loading a software program, or a computer on a server used for cloud computing. Furthermore, a series of processes performed by each device described in this specification may be distributed and processed by multiple computers.
また、本明細書においてフローチャート及びシーケンス図を用いて説明した処理は、必ずしも図示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。 Further, the processes described using flowcharts and sequence diagrams in this specification do not necessarily have to be executed in the illustrated order. Some processing steps may be performed in parallel. Also, additional processing steps may be employed or some processing steps may be omitted.
1 通信事業者内ネットワーク
2 インターネット
3 UE
4 網内ネットワーク
5 5Gネットワーク
11 中央DC
12 地域DC
13 GC
14 BS
15 ISP
16 IX
17 DC
18 キャッシュサーバ
19 オリジンサーバ
20 MEC
30 キャッシュサーバ
100 テレコクラウド
110 MECホスト
111 MECプラットフォーム
112 MECアプリケーション
113 リバースプロキシ
114 キャッシュストレージ
115 仮想IPストレージクライアント
120 管理ホスト
121 MECプラットフォーム管理部
122 MEC-CDNアクセス制御部
123 OSS/BSS
124 仮想IPストレージ管理部
125 仮想IPストレージネットワーク部
126 アクセス分析部
127 MEC-CDN制御部
130 通信事業者内DNS
1
4 In-
12 Regional DC
13 GC
14 B.S.
15 ISP
16 IX
17 DC
18
30
124 Virtual IP
Claims (20)
を備え、
前記キャッシュサーバは、
コンテンツへのユーザアクセスを中継するリバースプロキシと、
前記コンテンツを一時的に保存可能な記憶領域であるキャッシュストレージと、
を含み、
前記リバースプロキシは、前記リバースプロキシと前記キャッシュストレージとの接続性を提供する仮想ネットワークを介して前記キャッシュストレージにアクセスし、
前記第1処理部は、前記仮想ネットワークを分割する、又は複数の前記仮想ネットワークを結合する、
制御装置。 a first processing unit that controls a network configuration of a plurality of cache servers that configure a MEC-CDN (Multi-access Edge Computing-enabled Contents Delivery Network) connected to a core network of a mobile communication network;
Equipped with
The cache server is
a reverse proxy that relays user access to content;
cache storage, which is a storage area that can temporarily store the content;
including;
the reverse proxy accesses the cache storage via a virtual network that provides connectivity between the reverse proxy and the cache storage;
The first processing unit divides the virtual network or combines the plurality of virtual networks.
Control device.
請求項1に記載の制御装置。 The first processing unit divides the virtual network or combines the plurality of virtual networks based on an index related to cache processing in the plurality of cache servers forming the MEC-CDN.
The control device according to claim 1.
前記MEC-CDNを構成する複数の前記キャッシュサーバにおけるキャッシュ処理に関する指標は、キャッシュヒット率、及びレイテンシの少なくともいずれか1つに関する、
請求項2に記載の制御装置。 The first processing unit divides the virtual network or divides the plurality of virtual networks, triggered by the fact that an index related to cache processing in the plurality of cache servers constituting the MEC-CDN no longer satisfies a service request. combine,
The index related to cache processing in the plurality of cache servers forming the MEC-CDN is related to at least one of cache hit rate and latency.
The control device according to claim 2.
請求項3に記載の制御装置。 The first processing unit divides the virtual network using the indicator regarding latency as a trigger that no longer satisfies the service request, and divides the virtual network into multiple groups using the indicator regarding cache hit rate as a trigger that no longer satisfies the service request. combining the virtual networks;
The control device according to claim 3.
請求項1に記載の制御装置。 After dividing the virtual network or combining the plurality of virtual networks, the first processing unit maintains the divided or combined state until a predetermined time elapses.
The control device according to claim 1.
前記第1処理部は、前記仮想ネットワークの分割又は結合に応じて、前記第2処理部の設定を変更する、
請求項1~4のいずれか一項に記載の制御装置。 The control device further includes a second processing unit that controls user access to content cached in the plurality of cache storages included in the plurality of cache servers configuring the MEC-CDN,
The first processing unit changes the settings of the second processing unit in accordance with the division or combination of the virtual network.
The control device according to any one of claims 1 to 4.
前記MEC-CDNを構成する複数の前記キャッシュサーバにおけるキャッシュ処理に関する指標に基づいて、新たな前記キャッシュサーバを追加する第4処理部と、
を備え、
前記第3処理部は、新たな前記キャッシュサーバが追加された場合に、新たに追加された前記キャッシュサーバに関する情報を登録する、
制御装置。 a third processing unit that manages information regarding a plurality of cache servers configuring the MEC-CDN connected to the core network of the mobile communication network;
a fourth processing unit that adds a new cache server based on an index related to cache processing in the plurality of cache servers forming the MEC-CDN;
Equipped with
The third processing unit registers information regarding the newly added cache server when the new cache server is added.
Control device.
コンテンツへのユーザアクセスを中継するリバースプロキシと、
前記コンテンツをキャッシュ可能な記憶領域であるキャッシュストレージと、
を含み、
前記第4処理部は、新たな前記キャッシュサーバを追加することとして、仮想マシン上で新たな前記キャッシュサーバをインスタンス化する、
請求項7に記載の制御装置。 The cache server is
a reverse proxy that relays user access to content;
a cache storage which is a storage area in which the content can be cached;
including;
The fourth processing unit instantiates the new cache server on the virtual machine as adding the new cache server.
The control device according to claim 7.
請求項7に記載の制御装置。 The third processing unit manages a cache server placement list including information indicating the placement of the plurality of cache servers forming the MEC-CDN in an intra-operator network including the mobile communication network.
The control device according to claim 7.
請求項8に記載の制御装置。 The third processing unit manages a storage management list that includes information on a plurality of cache storages included in a plurality of cache servers forming the MEC-CDN.
The control device according to claim 8.
請求項8に記載の制御装置。 The third processing unit manages a content cache list that includes information on content cached in the plurality of cache storages included in the plurality of cache servers configuring the MEC-CDN.
The control device according to claim 8.
請求項8に記載の制御装置。 The third processing unit manages a content placement list that includes information indicating cache positions of content in the plurality of cache storages included in the plurality of cache servers configuring the MEC-CDN.
The control device according to claim 8.
請求項8に記載の制御装置。 The third processing unit transmits information indicating whether or not there is a valid cache for the content to the reverse proxy when the reverse proxy relays user access to the content.
The control device according to claim 8.
請求項13に記載の制御装置。 The third processing unit is configured to transmit information indicating the cache storage caching the content when there is a valid cache for the content, and to transmit information indicating the cache storage caching the content via local breakout when there is no valid cache for the content. sending information indicating the cache storage where the retrieved content should be cached to the reverse proxy;
The control device according to claim 13.
請求項14に記載の制御装置。 The third processing unit may process the content acquired via local breakout based on at least one of a distance from a user terminal that is a source of user access to the content and an available capacity of the cache storage. selecting said cache storage to cache;
The control device according to claim 14.
請求項8又は請求項11~15のいずれか一項に記載の制御装置。 the reverse proxy accesses the cache storage via a virtual network that provides connectivity between the reverse proxy and the cache storage;
The control device according to claim 8 or any one of claims 11 to 15.
前記制御方法は、
移動体通信網のコアネットワークに接続された、MEC-CDN(Multi-access Edge Computing - enabled Contents Delivery Network)を構成する複数のキャッシュサーバのネットワーク構成を制御すること、
を含み、
前記キャッシュサーバは、
コンテンツへのユーザアクセスを中継するリバースプロキシと、
前記コンテンツを一時的に保存可能な記憶領域であるキャッシュストレージと、
を含み、
前記リバースプロキシは、前記リバースプロキシと前記キャッシュストレージとの接続性を提供する仮想ネットワークを介して前記キャッシュストレージにアクセスし、
前記MEC-CDNを構成する複数の前記キャッシュサーバのネットワーク構成を制御することは、前記仮想ネットワークを分割する、又は複数の前記仮想ネットワークを結合することを含む、
制御方法。 A control method performed by a computer, comprising:
The control method includes:
controlling the network configuration of a plurality of cache servers configuring a MEC-CDN (Multi-access Edge Computing - enabled Contents Delivery Network) connected to a core network of a mobile communication network;
including;
The cache server is
a reverse proxy that relays user access to content;
cache storage, which is a storage area that can temporarily store the content;
including;
the reverse proxy accesses the cache storage via a virtual network that provides connectivity between the reverse proxy and the cache storage;
Controlling the network configuration of the plurality of cache servers configuring the MEC-CDN includes dividing the virtual network or combining the plurality of virtual networks,
Control method.
前記制御方法は、
移動体通信網のコアネットワークに接続された、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバに関する情報を管理することと、
前記MEC-CDNを構成する複数の前記キャッシュサーバにおけるキャッシュ処理に関する指標に基づいて、新たな前記キャッシュサーバを追加することと、
を含み、
前記MEC-CDNを構成する複数の前記キャッシュサーバに関する情報を管理することは、新たな前記キャッシュサーバが追加された場合に、新たに追加された前記キャッシュサーバに関する情報を登録することを含む、
制御方法。 A control method performed by a computer, comprising:
The control method includes:
Managing information regarding a plurality of cache servers configuring an MEC-CDN connected to a core network of a mobile communication network;
Adding a new cache server based on an index related to cache processing in the plurality of cache servers forming the MEC-CDN;
including;
Managing information regarding the plurality of cache servers configuring the MEC-CDN includes, when a new cache server is added, registering information regarding the newly added cache server.
Control method.
移動体通信網のコアネットワークに接続された、MEC-CDN(Multi-access Edge Computing - enabled Contents Delivery Network)を構成する複数のキャッシュサーバのネットワーク構成を制御する第1処理部、
として機能させ、
前記キャッシュサーバは、
コンテンツへのユーザアクセスを中継するリバースプロキシと、
前記コンテンツを一時的に保存可能な記憶領域であるキャッシュストレージと、
を含み、
前記リバースプロキシは、前記リバースプロキシと前記キャッシュストレージとの接続性を提供する仮想ネットワークを介して前記キャッシュストレージにアクセスし、
前記第1処理部は、前記仮想ネットワークを分割する、又は複数の前記仮想ネットワークを結合する、
プログラム。 computer,
a first processing unit that controls a network configuration of a plurality of cache servers that configure a MEC-CDN (Multi-access Edge Computing-enabled Contents Delivery Network) connected to a core network of a mobile communication network;
function as
The cache server is
a reverse proxy that relays user access to content;
cache storage, which is a storage area that can temporarily store the content;
including;
the reverse proxy accesses the cache storage via a virtual network that provides connectivity between the reverse proxy and the cache storage;
The first processing unit divides the virtual network or combines the plurality of virtual networks.
program.
移動体通信網のコアネットワークに接続された、MEC-CDNを構成する複数のキャッシュサーバに関する情報を管理する第3処理部と、
前記MEC-CDNを構成する複数の前記キャッシュサーバにおけるキャッシュ処理に関する指標に基づいて、新たな前記キャッシュサーバを追加する第4処理部と、
として機能させ、
前記第3処理部は、新たな前記キャッシュサーバが追加された場合に、新たに追加された前記キャッシュサーバに関する情報を登録する、
プログラム。
computer,
a third processing unit that manages information regarding a plurality of cache servers configuring the MEC-CDN connected to the core network of the mobile communication network;
a fourth processing unit that adds a new cache server based on an index related to cache processing in the plurality of cache servers forming the MEC-CDN;
function as
The third processing unit registers information regarding the newly added cache server when the new cache server is added.
program.
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---|---|---|---|---|
JP2006141007A (en) * | 2005-11-04 | 2006-06-01 | Nec Corp | Route computation system, network system, cache server, route computation method, cache server control method and record medium |
WO2017104281A1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | ソニー株式会社 | Device, method and program |
JP2019121975A (en) * | 2018-01-10 | 2019-07-22 | 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 | Communication method, communication system, mec server, dns server, and traffic guidance router |
-
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- 2022-08-26 JP JP2022135138A patent/JP7315077B1/en active Active
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