JP5165045B2 - キャッシュシステム及びコンテンツ配信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルコンテンツの配信に関する。

近年、インターネットの普及に伴い、ウェブページなどのコンテンツを配信する場合の負荷分散が課題となっている。このような負荷分散をホスティングサーバで実現する従来技術の例として、ＨＴＭＬによるテンプレートのような基本ドキュメントは本来のコンテンツ提供者から配信し、そのような基本ドキュメントに組み込むデータはホスティングサーバから配信する提案が存在する（例えば、特許文献１参照）。

また、近時の動画コンテンツのように配信容量のさらなる増大に伴い、本来のコンテンツ提供者（コンテンツ・プロバイダ：Contents Providerなどとも呼ばれる。以下「ＣＰ」とも呼ぶ）へのトラフィック集中を回避するため、ネットワーク上にキャッシュサーバを設けて配信の負荷分散を図る、いわゆるＣＤＮ（Contents Distribution/Delivery Network）も提案されている。

例えば、ＣＤＮ事業者は、ＣＰとエンドユーザの間に位置する各ＩＳＰ（インターネット・サービス・プロバイダ）などに設置したキャッシュサーバにコンテンツのデータのコピーを配置し、ＣＰのＤＮＳサーバへのアクセスがリダイレクトされるＣＤＮ用のＤＮＳサーバを設ける。そして、名前解決の参照アクセスに対し、前記ＣＤＮ用のＤＮＳサーバにキャッシュサーバの情報を回答させ、アクセスをキャッシュサーバに振り分ける。

アクセスをキャッシュサーバに振り分ける基準は、ラウンドロビン・スケジューリングなどの他、アクセス元であるエンドユーザやＩＳＰとの距離（パケット伝達所要時間や経路のホップ数など）の近さなどを用いていた。また、ＣＤＮによる付加分散の合理化のため、アクセス量の多い経路に係るキャッシュサーバを有効にする提案も存在する（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−５４１８２号 特開２００３−２８０９７５号

しかし、上記のような従来技術では、ＩＳＰや経路ごとにキャッシュサーバを分散配置するため設置場所確保や遠隔制御などの負荷が大きい問題があった。また、単に順番（ラウンドロビン）若しくはアクセス元とのある時点における距離を基にキャッシュサーバへトラフィックを割振ると、キャッシュサーバとＩＳＰやＩＸ（後述）との経路構成やその経時的な変動によっては、割振られたトラフィックの経路に係るＩＳＰやＩＸに、何ら利得無く負荷が集中したり予期せず回線遅延を生じさせるなど、処理能力に応じた合理的な負荷配分が困難という問題があった。

なお、ＩＸ（インターネットエクスチェンジ：Internet Exchange point）は、ＩＳＰやデータセンター同士の相互接続設備で、インターネット相互接続点やＩＸＰなどとも呼ばれる。

上記の課題に対し、本発明の目的は、処理能力に応じた合理的な負荷配分を可能とするコンテンツ配信の技術を提供することである。

上記の目的をふまえ、本発明の一態様（１）は、コンテンツの配信元であるウェブサーバと接続され、前記ウェブサーバに係る問合せに回答するＤＮＳサーバと、前記コンテンツのコピーを記憶しているキャッシュサーバと、一部のＩＳＰとの間を接続する所定の広帯域回線と、を有するキャッシュシステムであって、前記ＤＮＳサーバへの前記ウェブサーバに係る問合せの発信元ＩＳＰを判別する判別手段と、判別された前記発信元ＩＳＰとの間に前記広帯域回線が存在する場合は前記キャッシュサーバの情報を前記ＤＮＳサーバに回答させ、判別された前記発信元ＩＳＰとの間に前記広帯域回線が存在しない場合は前記ウェブサーバの情報を前記ＤＮＳサーバに回答させる切替手段と、を有することを特徴とする。

本発明の他の態様（４）は、上記態様を方法のカテゴリで捉えたもので、コンテンツの配信元であるウェブサーバと接続され、前記ウェブサーバに係る問合せに回答するＤＮＳサーバと、前記コンテンツのコピーを記憶しているキャッシュサーバと、一部のＩＳＰとの間を接続する所定の広帯域回線と、を有するキャッシュシステムを用いるコンテンツ配信制御方法であって、コンピュータが、前記ＤＮＳサーバへの前記ウェブサーバに係る問合せの発信元ＩＳＰを判別する判別処理と、コンピュータが、判別された前記発信元ＩＳＰとの間に前記広帯域回線が存在する場合は前記キャッシュサーバの情報を前記ＤＮＳサーバに回答させ、判別された前記発信元ＩＳＰとの間に前記広帯域回線が存在しない場合は前記ウェブサーバの情報を前記ＤＮＳサーバに回答させる切替処理と、を含むことを特徴とする。

このように、キャッシュシステムにキャッシュサーバとＤＮＳサーバを設け、本来のウェブサーバへのアクセスに係るＤＮＳへの問合せの発信元ＩＳＰをＡＳ番号などから判別し、キャッシュシステムとの間に所定の広帯域回線を有するＩＳＰ経由のアクセスにはＤＮＳサーバからキャッシュサーバの情報を回答することで、広帯域回線があるＩＳＰ経由のユーザにはそのＩＳＰ経由でキャッシュサーバからコンテンツを配信する。これにより、コンテンツ配信において、ＩＳＰなどにキャッシュサーバを分散配置せずとも、キャッシュシステムのキャッシュサーバと広帯域回線の処理能力に応じた無理がなく合理的な負荷分散が可能となる。

本発明の他の態様（２）は、上記いずれかの態様において、前記広帯域回線と、その広帯域回線で接続されているＩＳＰと、を対応付けて記憶しているＩＳＰ記憶手段を有し、前記判別手段は、前記問合せの発信元ＩＳＰについて所定の経路制御プロトコルに係るネットワーク識別情報を取得することにより前記発信元ＩＳＰを判別し、前記切替手段は、判別された前記発信元ＩＳＰについて前記ＩＳＰ記憶手段を参照することにより前記広帯域回線の存否を判断することを特徴とする。

このように、ＢＧＰ（Border Gateway Protocol）といった経路制御プロトコルなどで用いるＡＳ（Autonomous System）番号に代表されるネットワーク識別情報に基づいてＩＳＰを判別し、予め広帯域回線とＩＳＰを対応付けて記憶しているＩＳＰ記憶手段を参照して広帯域回線の存否を判断することにより、ＡＳ番号などの既存情報を活用してＤＮＳサーバからの回答を円滑に切り替えることが可能となる。

本発明の他の態様（３）は、上記いずれかの態様において、個々の前記広帯域回線は、対応するＩＸを介して一又は二以上の前記ＩＳＰと接続され、前記キャッシュサーバからの配信に係るデータ量を前記広帯域回線ごともしくはＩＸごと又はＩＳＰごとの少なくとも一方について計測するデータ量計測手段と、前記広帯域回線に係るＩＸごと又はＩＳＰごとの少なくとも一方について、計測された前記データ量に応じた精算用情報を生成する精算情報生成手段と、生成された前記精算用情報を所定の記憶媒体に記録させる精算情報記録手段と、を有することを特徴とする。

すなわち、ＩＳＰごとのデータ量増加に伴ってＩＳＰからＩＸが受け取る使用料収入も増加する料金体系が多く採用されているところ、上記のように、ＩＸやＩＳＰごとにキャッシュサーバからの配信データ量を計測しそれに基づいて、例えばＩＸが得る使用量増分の一部をキャッシュシステムの運営者が収受するなどの精算用情報を生成記録することにより、精算業務を効果的に支援すると共に、負荷分散に応じた収益分配のビジネスモデルが実現容易になる。

このビジネスモデルにより、ユーザは、動画など大容量コンテンツも円滑に視聴でき、ＩＳＰは、円滑迅速なコンテンツアクセスでユーザを誘引でき、ＩＸの運営者は、経由データの増量分に応じてＩＳＰから受領する接続料金の増額分が得られ、その増額分の一部をキャッシュシステムの運営者が受領可能となる。

なお、上記の各態様とは異なるカテゴリ（装置に対し方法、方法に対しプログラムなど）や、以下に説明するさらに具体的な各態様も本発明に含まれる。異なるカテゴリについては、「手段」を「処理」又は「ステップ」のように適宜読み替えるものとする。また、処理やステップの実行順序は上記のものに限定されず、適宜変更したりまとめて処理するなど、変更可能である。

本発明によれば、処理能力に応じた合理的な負荷配分を可能とするコンテンツ配信の技術を提供することが可能となる。

本発明の実施形態の構成を示す機能ブロック図。 本発明の実施形態で用いる情報（データ）を例示する図。 本発明の実施形態における処理手順を示すフローチャート。 本発明の実施形態で用いる情報（データ）を例示する図。

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」と呼ぶ）について、図に沿って説明する。なお、背景技術や課題などで既に述べた内容と共通の前提事項については適宜省略する。

〔１．構成〕
本実施形態のキャッシュシステムＣは、図１の構成図に示すように、コンテンツの配信元であるＣＰのウェブサーバ１と接続され、ウェブサーバ１に係る問合せに回答するＤＮＳサーバ２と、前記コンテンツのコピーを記憶しているキャッシュサーバ３と、一部のＩＳＰとの間を接続する所定の広帯域回線Ｂ（Ｂ１，Ｂ２）と、を有する。また、個々の広帯域回線Ｂは、対応するＩＸ（ＩＸ１，ＩＸ２，ＩＸ３）を介して一又は二以上のＩＳＰ（ＩＳＰ１，ＩＳＰ２，ＩＳＰ３，ＩＳＰ４）と接続されている。

そして、サーバ１〜３は、一般的なコンピュータの構成として少なくとも、ＣＰＵなどの演算制御部６と、主メモリや補助記憶装置等の記憶装置７と、通信ネットワークＮ（インターネット、携帯電話網、ＬＡＮなど）との通信手段８（ＬＡＮアダプタや通信ゲートウェイ装置など）と、を有する。

そして、サーバ１〜３では、記憶装置７に予め記憶（インストール）した図示しない所定のコンピュータ・プログラムが演算制御部６を制御することで、図１に示す各手段などの要素（１０，２０など）を実現する。これら各要素のうち、情報の記憶手段は、記憶装置７において各種のデータベース（「ＤＢ」とも表す）やファイル、配列等の変数、各種スタックやレジスタ、システム設定値など任意の形式で実現できる。

このような記憶手段のうち、ＩＳＰ記憶手段１５は、図２に例示するように、広帯域回線Ｂと、その広帯域回線Ｂで接続されているＩＳＰと、を対応付けて記憶している手段であり、図２の例ではさらに、広帯域回線Ｂに対応するＩＸについても対応付けている。また、記憶手段以外の各手段は、以下のような情報処理の機能・作用を実現・実行する処理手段である。

〔２．作用〕
上記のように構成した本実施形態のうち、ＤＮＳサーバ２における特徴的な処理手順を図３のフローチャートに示す。なお、ＣＰがウェブサーバ１から配信するコンテンツが予めキャッシュサーバ３にコピーされており、コンテンツの視聴者であるエンドユーザがその用いるＰＣのウェブブラウザ（図示省略）から、このコンテンツを閲覧するためウェブサーバ１のＵＲＬにアクセスしようとする場合を考える。

〔２−１．問合せ発信元ＩＳＰの判別〕
上記の場合、エンドユーザの用いるＰＣは、ウェブサーバ１のＵＲＬに基づく名前解決要求（「問合せ」とも呼ぶこととする）を送信し、この名前解決要求（問合せ）をＤＮＳサーバ２の解決要求受信手段１０が受信する（ステップＳ１）。この前提として、ウェブサーバ１のドメインに係るＤＮＳサーバとしては、ＤＮＳサーバ２を上位のＤＮＳサーバ（例えば、「．ｃｏ．ｊｐ」ドメインや「．ｊｐ」ドメインのＤＮＳサーバ）に予め登録しておく。

そして、上記のようなＤＮＳサーバ２へのウェブサーバ１に係る問合せについては、判別手段２０がその発信元ＩＳＰを判別する（ステップＳ２）。ここで、判別手段２０は、典型的には、問合せの発信元ＩＳＰについて所定の経路制御プロトコルに係るネットワーク識別情報（例えばＡＳ番号）を取得することにより発信元ＩＳＰを判別する。

〔２−２．回答の切替〕
そして、切替手段３０は、上記のように判別された発信元ＩＳＰとの間に広帯域回線Ｂ（Ｂ１，Ｂ２など）が存在する場合は（ステップＳ３：「ＹＥＳ」）、キャッシュサーバ３の情報をＤＮＳサーバ２の名前解決応答手段４０に回答させ（ステップＳ４）、判別された発信元ＩＳＰとの間に広帯域回線Ｂが存在しない場合は（ステップＳ３：「ＮＯ」）、ウェブサーバ１の情報をＤＮＳサーバ２の名前解決応答手段４０に回答させる（ステップＳ５）。この際、切替手段３０は、判別された発信元ＩＳＰについてＩＳＰ記憶手段１５を参照することにより広帯域回線Ｂの存否を判断する。

例えば、図１の構成例におけるキャッシュシステムＣでは、ＩＳＰ１が経由することとなるＩＸであるＩＸ１との間には、他ＩＳＰ経由のトランジットなど通常の回線Ｔしか存在せず、他方、ＩＳＰ２やＩＳＰ３が経由するＩＸ２との間には広帯域回線Ｂ１があり、また、ＩＳＰ４が経由するＩＸ３との間には広帯域回線Ｂ２があり、これらの広帯域回線Ｂ１，Ｂ２が図２に示すデータによって表わされている。

この結果、例えば、ＩＳＰ１経由の問合せＱ１に対する回答Ａ１（図１において一点鎖線で示す）はウェブサーバ１のＩＰアドレスとなり、問合せ元のＰＣはウェブサーバ１にアクセスしてコンテンツの配信Ｄ１を受けることとなる。一方、例えばＩＳＰ２経由の問合せＱ２に対する回答Ａ２はキャッシュサーバ３のＩＰアドレスとなり、問合せ元のＰＣはキャッシュサーバ３にアクセスしてコンテンツの配信Ｄ２を受けることになる。同様に問合せＱ３とＱ４、回答Ｑ３とＱ４、配信Ｄ３とＤ４についても、ウェブサーバ１ではなくキャッシュサーバ３についてとなる。

この結果、ウェブサーバ１に全てのアクセスが集中することは無く、ＣＰのコンテンツ配信の一部がキャッシュシステムＣによって肩代わりされ、ＣＰのウェブサーバ１にトラフィックが集中した場合に生じる応答遅延、ストリーミングデータの寸断、ジッタなどの問題も回避できる。特に、キャッシュシステムＣは、ＣＤＮやＩＳＰの設備である必要は無く、例えば大きな処理能力を持つウェブサイト運営者などが特段の設備拡充なしに既存の専用線等を活用し、後述する収入を得るようなビジネスモデルを運用することが可能となる。

〔２−３．精算用情報の生成と記録〕
上記のようにキャッシュサーバ３からの配信に係るデータ量については、データ量計測手段６０が、広帯域回線ＢごともしくはＩＸごと（通常、広帯域回線Ｂごとのデータ量とＩＸごとのデータ量は同じ値になると考えられる）、又はＩＳＰごとの少なくとも一方について計測する（ステップＳ６）。そして、精算情報生成手段７０は、広帯域回線Ｂに係るＩＸごと又はＩＳＰごとの少なくとも一方について、計測されたデータ量に応じた精算用情報を生成し（ステップＳ７）、精算情報記録手段８０が、生成された前記精算用情報を所定の記憶媒体に記録させる（ステップＳ８）。

例えば、ここでは、図４に例示するように、精算情報生成手段７０は、ＩＸごと並びにＩＳＰごとの双方について、計測されたデータ量と、データ量に応じた精算額と、を精算用情報として生成し、このように生成された前記精算用情報を精算情報記録手段８０が、所定の記憶媒体すなわち精算情報ファイル８５に記録させている。なお、具体的な精算額やその位置付け、計算基準などは自由であるが、本実施形態を活用した新たなビジネスモデルの一例として、ＩＳＰ各社がその帯域増加に応じて、経由するＩＸの運営者に使用料を多く支払う場合（例えば図４中でＩＳＰ４に係る￥１１，０００）、ＩＸの運営者からその増加分の一部（例えば図４中でＩＸ３に係る￥５，５００）をキャッシュシステムＣの運営者に分配するなどが考えられる。

〔３．効果〕
以上のように、キャッシュシステムＣにキャッシュサーバ３とＤＮＳサーバ２を設け、本来のウェブサーバ１へのアクセスに係るＤＮＳへの問合せの発信元ＩＳＰをＡＳ番号などから判別し、キャッシュシステムＣとの間に所定の広帯域回線Ｂ（Ｂ１，Ｂ２）を有するＩＳＰ（ＩＳＰ２〜ＩＳＰ４）経由のアクセスにはＤＮＳサーバ２からキャッシュサーバ３の情報を回答することで、広帯域回線ＢがあるＩＳＰ経由のユーザにはそのＩＳＰ経由でキャッシュサーバ３からコンテンツを配信する（例えば図３）。これにより、コンテンツ配信において、ＩＳＰなどにキャッシュサーバを分散配置せずとも、キャッシュシステムＣのキャッシュサーバ３と広帯域回線Ｂの処理能力に応じた無理がなく合理的な負荷分散が可能となる。

また、本実施形態では、上記のように、ＢＧＰ（Border Gateway Protocol）といった経路制御プロトコルなどで用いるＡＳ（Autonomous System）番号に代表されるネットワーク識別情報に基づいてＩＳＰを判別し、予め広帯域回線ＢとＩＳＰを対応付けて記憶しているＩＳＰ記憶手段１５（例えば図２）を参照して広帯域回線Ｂの存否を判断することにより、ＡＳ番号などの既存情報を活用してＤＮＳサーバ２からの回答を円滑に切り替えることが可能となる。

特に、近年、ＩＳＰごとのデータ量増加に伴ってＩＳＰからＩＸが受け取る使用料収入も増加する料金体系が多く採用されているところ、本実施形態では、上記のように、ＩＸやＩＳＰごとにキャッシュサーバからの配信データ量を計測しそれに基づいて、例えばＩＸが得る使用量増分の一部をキャッシュシステムＣの運営者が収受するなどの精算用情報を生成記録することにより（例えば図４）、精算業務を効果的に支援すると共に、負荷分散に応じた収益分配のビジネスモデルが実現容易になる。

このビジネスモデルにより、ＰＣのユーザは、動画など大容量コンテンツも円滑に視聴でき、ＩＳＰ（例えばＩＳＰ２〜ＩＳＰ４）は、円滑迅速なコンテンツアクセスでユーザを誘引でき、ＩＸ（例えばＩＸ２，ＩＸ３）の運営者は、経由データの増量分に応じてＩＳＰ（例えばＩＳＰ２〜ＩＳＰ４）から受領する接続料金の増額分が得られ、その増額分の一部をキャッシュシステムＣの運営者が受領可能となる。

〔４．他の実施形態〕
なお、上記各実施形態は例示に過ぎず、本発明は、以下に例示するものやそれ以外の他の実施態様も含むものである。例えば、各構成図、データの図、フローチャートの図などは例示に過ぎず、各要素の有無、その配置や処理実行などの順序、具体的内容などは適宜変更可能である。一例として、キャッシュシステムＣを複数の装置で構成する必然性は無く、ＤＮＳサーバ２とキャッシュサーバ３は一体に構成してもよい。逆に、個々のサーバなどの装置を、複数の装置を組み合わせて実現してもよく、個々の記憶手段を別個独立のサーバ装置やシステムで実現する構成も一般的である。

また、機能によっては、外部のプラットフォーム等をＡＰＩ（アプリケーション・プログラム・インタフェース）やネットワークコンピューティング（いわゆるクラウドなど）で呼び出して実現するなど、構成は柔軟に変更できる。さらに、本発明に関する手段などの各要素は、コンピュータの演算制御部に限らず物理的な電子回路など他の情報処理機構で実現してもよい。

Ｃ キャッシュシステム
１ ウェブサーバ
２ ＤＮＳサーバ
３ キャッシュサーバ
６ 演算制御部
７ 記憶装置
８ 通信手段
１０ 解決要求受信手段
１５ ＩＳＰ記憶手段
２０ 判別手段
３０ 切替手段
４０ 名前解決応答手段
６０ データ量計測手段
７０ 精算情報生成手段
８０ 精算情報記録手段
８５ 精算情報ファイル
Ｑ１〜Ｑ４ 問合せ
Ａ１〜Ｑ４ 回答
Ｄ１〜Ｄ４ 配信
Ｂ（Ｂ１，Ｂ２） 広帯域回線
Ｎ 通信ネットワーク
Ｔ 回線

Claims (4)

1. コンテンツの配信元であるウェブサーバと接続され、
   前記ウェブサーバに係る問合せに回答するＤＮＳサーバと、
   前記コンテンツのコピーを記憶しているキャッシュサーバと、
   一部のＩＳＰとの間を接続する所定の広帯域回線と、
   を有するキャッシュシステムであって、
   前記ＤＮＳサーバへの前記ウェブサーバに係る問合せの発信元ＩＳＰを判別する判別手段と、
   判別された前記発信元ＩＳＰとの間に前記広帯域回線が存在する場合は前記キャッシュサーバの情報を前記ＤＮＳサーバに回答させ、判別された前記発信元ＩＳＰとの間に前記広帯域回線が存在しない場合は前記ウェブサーバの情報を前記ＤＮＳサーバに回答させる切替手段と、
   を有することを特徴とするキャッシュシステム。
2. 前記広帯域回線と、その広帯域回線で接続されているＩＳＰと、を対応付けて記憶しているＩＳＰ記憶手段を有し、
   前記判別手段は、前記問合せの発信元ＩＳＰについて所定の経路制御プロトコルに係るネットワーク識別情報を取得することにより前記発信元ＩＳＰを判別し、
   前記切替手段は、判別された前記発信元ＩＳＰについて前記ＩＳＰ記憶手段を参照することにより前記広帯域回線の存否を判断する
   ことを特徴とする請求項１記載のキャッシュシステム。
3. 個々の前記広帯域回線は、対応するＩＸを介して一又は二以上の前記ＩＳＰと接続され、
   前記キャッシュサーバからの配信に係るデータ量を前記広帯域回線ごともしくはＩＸごと又はＩＳＰごとの少なくとも一方について計測するデータ量計測手段と、
   前記広帯域回線に係るＩＸごと又はＩＳＰごとの少なくとも一方について、計測された前記データ量に応じた精算用情報を生成する精算情報生成手段と、
   生成された前記精算用情報を所定の記憶媒体に記録させる精算情報記録手段と、
   を有することを特徴とする請求項１又は２記載のキャッシュシステム。
4. コンテンツの配信元であるウェブサーバと接続され、
   前記ウェブサーバに係る問合せに回答するＤＮＳサーバと、
   前記コンテンツのコピーを記憶しているキャッシュサーバと、
   一部のＩＳＰとの間を接続する所定の広帯域回線と、
   を有するキャッシュシステムを用いるコンテンツ配信制御方法であって、
   コンピュータが、前記ＤＮＳサーバへの前記ウェブサーバに係る問合せの発信元ＩＳＰを判別する判別処理と、
   コンピュータが、判別された前記発信元ＩＳＰとの間に前記広帯域回線が存在する場合は前記キャッシュサーバの情報を前記ＤＮＳサーバに回答させ、判別された前記発信元ＩＳＰとの間に前記広帯域回線が存在しない場合は前記ウェブサーバの情報を前記ＤＮＳサーバに回答させる切替処理と、
   を含むことを特徴とするコンテンツ配信制御方法。

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