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JP2004348494A - Content distribution network - Google Patents

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JP2004348494A
JP2004348494A JP2003145608A JP2003145608A JP2004348494A JP 2004348494 A JP2004348494 A JP 2004348494A JP 2003145608 A JP2003145608 A JP 2003145608A JP 2003145608 A JP2003145608 A JP 2003145608A JP 2004348494 A JP2004348494 A JP 2004348494A
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content
user terminal
server
network
bandwidth value
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JP2003145608A
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Shinri Takihiro
眞利 滝広
Hideki Okita
英樹 沖田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】コンテンツサーバとユーザ端末間の通信帯域がユーザ毎に大きく異なる環境において、それぞれのユーザ端末に高品質なコンテンツ配信サービスを提供する。
【解決手段】ネットワーク管理・制御システムが、ユーザ端末を収容するアクセスサーバから通知されるアクセス回線の回線帯域値をユーザ端末が利用可能な帯域値として保持し、複数の通信帯域に合わせて編集した複数のコンテンツを保持するコンテンツサーバが、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を受けた時、ネットワーク管理・制御システムに、そのユーザ端末が利用可能な帯域値を問い合せることによって、その帯域値以下の通信帯域に適したコンテンツを選択、配信し、ユーザ端末に最適なコンテンツを配信するコンテンツ配信ネットワーク。
【選択図】 図1
An object of the present invention is to provide a high-quality content distribution service to each user terminal in an environment in which a communication band between a content server and a user terminal greatly differs for each user.
A network management / control system holds a line bandwidth value of an access line notified from an access server accommodating a user terminal as a bandwidth value usable by the user terminal, and edits the bandwidth value in accordance with a plurality of communication bands. When a content server that holds a plurality of contents receives a content distribution request from a user terminal, the network management / control system queries the available bandwidth value for the user terminal to obtain a communication bandwidth equal to or less than the bandwidth value. A content distribution network that selects and distributes content appropriate for the user, and distributes the optimal content to user terminals.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンテンツ配信ネットワークに関するものであり、さらに詳しくは、ユーザが利用可能な通信帯域を監視し、利用可能な通信帯域によって最適なコンテンツを選択し、配布する方式、および負荷分散を行う方式に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンテンツ配信ネットワークは、ユーザに対して、大容量のコンテンツを高品質で配送する仕組を持ったネットワークである。大容量のコンテンツを高品質で配送するために、一般的には、コンテンツ配信専用のネットワーク構築によるネットワークの広帯域化や、複数のコンテンツサーバの分散配置による負荷分散が行われる。
コンテンツ配信ネットワークの整備とブロードバンドアクセスサービスの普及によって、ユーザに対して、大量のコンテンツを高品質で配送することが可能になりつつある。しかしながら、ブロードバンドアクセスサービスにおいては、ユーザ毎に、アクセス回線の帯域が大きく異なることがある。例えば、DSL(Digital Subscriber Line)サービスの通信帯域は、物理回線の条件によって数百Kbpsから数十Mbpsまで異なる。また、ブロードバンドアクセスサービスの普及期においても、既存電話網や、携帯電話などの無線サービスなどの狭帯域のアクセス回線を用いるユーザが存在する。
このような状況においては、アクセス回線がボトルネックとなり、高品質なサービスが受けられないユーザが生じる。例えば、コンテンツ配信ネットワークとブロードバンドアクセスの普及を期待して、広帯域を要するストリーミングコンテンツ配信サービスを提供した場合、コンテンツが必要とする帯域に満たないアクセス回線で接続しているユーザは、そのサービスを高品質で受けることができない。したがって、様々なアクセス回線を利用するコンテンツ配信ネットワークにおいては、アクセス回線の帯域値を考慮し、ユーザ毎にコンテンツを選択、配信することが望ましい。例えば、複数の通信帯域用にエンコードした複数のストリーミングコンテンツを用意し、ユーザ端末のアクセス回線の帯域値やコンテンツサーバとユーザ端末間の通信状態に応じたコンテンツを選択、配信すれば、各ユーザに最適のコンテンツ配信サービスを行える。
現在までに、ユーザの位置情報や属性情報を用いて、ユーザ毎にコンテンツを選択、配信するコンテンツ配信サービスが実用化されている。ここでは、ユーザ端末のIPアドレスや、HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)ヘッダに含まれる情報を用いてコンテンツを選択している。例えば、AKAMAI社などのコンテンツ配信サービスでは、ユーザ端末のIPアドレスとユーザ属性の対応情報を持つデータベースをコンテンツサーバの運営者に提供することによって、コンテンツサーバにおけるユーザ依存のコンテンツ選択を実現している。ユーザ属性情報としては、アクセス回線種、プロバイダ名、実測スループットが用いられている。しかしながら、この方式を用いても、動的に接続、切断が行われるアクセス回線を含むスループットを実測することは困難であり、(1)アクセス回線の実際の帯域値を用いたコンテンツ選択ができないことが課題となる。
【0003】
また、トラヒックの増加によって、コンテンツ配信ネットワーク内のコンテンツサーバやネットワークノードがボトルネックとなることもある。これに対しては、複数のコンテンツサーバをネットワーク内に分散配置し、ユーザ毎に異なるコンテンツサーバを選択し、割当てることによる負荷分散が行われている。例えば、AKAMAI社のコンテンツ配信サービスでは、ユーザが、DNS(Domain Name System)サーバにホスト名のIPアドレスの変換を要求した時に、DNSサーバが、ユーザに近いコンテンツサーバのIPアドレスや、ユーザとコンテンツサーバ間のネットワークの経路上の負荷が低いコンテンツサーバのIPアドレスを回答することによって、ユーザ毎に異なるコンテンツサーバを割当て、負荷分散を行っている。ここで、ユーザとコンテンツサーバ間のネットワークの経路上の負荷状態の確認は、ネットワーク内で選択した幾つかの地点からコンテンツサーバに対してPingパケットなどを送信し、返答時間を測定することによって行っている。
しかしながら、負荷分散を分散するのみでは、(2)ネットワーク全体の負荷が増加した場合、低負荷のコンテンツサーバを選択しても、必要な通信帯域を確保できない場合は、コンテンツ配信サービスの品質を保てないことが問題となる。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来技術の課題である、(1)アクセス回線の実際の帯域値を用いたコンテンツ選択ができないことと、(2)ネットワーク全体の負荷が増加した場合、低負荷のコンテンツサーバとネットワークノードを選択しても、コンテンツ配信サービスの品質を保てないことを解決するものである。
【0005】
まず、(1)の課題に対して、本発明のコンテンツ配信ネットワークでは、ユーザ端末を収容するアクセスサーバが、ユーザ端末とアクセスサーバを接続するアクセス回線の回線帯域値とユーザ端末の識別情報をネットワーク管理・制御システムに通知する。ここで、ネットワーク管理・制御システムは、SNMPなどのネットワーク管理サーバ機能を持ち、ネットワークやコンテンツサーバを監視、制御する装置であり、アクセスサーバから通知される回線帯域値とユーザ端末の識別情報を、関連付けて保持する機能を持つ。ここで、回線帯域値を、ユーザ端末の識別子が示すユーザ端末が、コンテンツサーバからのコンテンツ配信に“利用可能な帯域値”とする。そして、コンテンツサーバが、複数の通信帯域に合わせて編集した複数のコンテンツを保持し、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を受けると、ネットワーク管理・制御システムに、そのユーザ端末の“利用可能な帯域値”を問い合せ、その帯域値以下の通信帯域に適したコンテンツを選択、配信する。
【0006】
次に、(2)の課題に対して、本発明のコンテンツ配信ネットワークでは、ネットワーク管理・制御システムが、各コンテンツサーバの負荷状態と、複数のコンテンツサーバとユーザ端末間の経路上のネットワークノードの回線利用率とパケット廃棄率を定期的に監視し、これらの値が、あらかじめ定めた閾値を超えた場合、ネットワーク管理・制御システムが保持しているユーザ端末がコンテンツサーバからのコンテンツ配信に“利用可能な帯域値”を削減する。閾値は、サービスの品質を低下させない値として、サービス測定品質を評価することによって定める。複数のコンテンツサーバがある場合、ネットワーク管理・制御システムは、各コンテンツサーバと端末間でアクセスサーバの負荷、ネットワークノードの負荷、および、アクセス回線の帯域値を反映した“利用可能な帯域値”を保持することになる。本発明では、各端末が、“利用可能な帯域値”が最大となるコンテンツサーバを利用することによってネットワーク内で負荷分散を行う。さらに、コンテンツサーバが、(1)の課題解決方法と同様に、“利用可能な帯域値”を用いてコンテンツを選択、配信することによって、ネットワーク全体の負荷が増加した場合は、その負荷状態に適したコンテンツが選択、配信されることになる。これによって、ネットワーク全体の負荷が増加し、負荷分散の効果が得られなくなった場合は、配信コンテンツを、より低帯域に適したコンテンツを配信することになり、サービス品質の劣化を少なくできる。
【0007】
なお、各端末に対するコンテンツサーバの割当ては、次のいずれかの方式で行う。(A)コンテンツサーバのホスト名とIPアドレスの変換を行うDNSサーバが、ユーザ端末からの名前解決要求の処理時にネットワーク管理・制御システムに問い合せ、適切なコンテンツサーバを認識し、そのコンテンツサーバのIPアドレスをユーザ端末に通知する方式。(B)アクセスサーバがアドレス変換機能を持ち、ユーザ端末からコンテンツサーバへのコンテンツ配信要求を含むパケットを、適切なコンテンツサーバ宛のパケットに変換する方式。(C)アクセスサーバがパケットのカプセル化機能を持ち、ユーザ端末からコンテンツサーバへのコンテンツ配信要求を含むパケットを、適切なコンテンツサーバ宛のパケットにカプセル化する方式。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0009】
図1は、本発明のコンテンツ配信ネットワークの概略図である。本発明のコンテンツ配信ネットワーク1は、複数のネットワークノード(ルータまたはスイッチ)11a〜11c、ユーザ端末5a〜5d、ユーザ端末を収容するアクセスサーバ4a、4b、ネットワーク管理・制御システム2、および、コンテンツサーバ3によって構成する。本発明のコンテンツ配信ネットワーク1では、ネットワーク管理・制御システム2が、コンテンツ配信ネットワーク1内のアクセスサーバ、ネットワークノード、および、コンテンツサーバの状態を管理・制御することによって、ユーザ端末に対して最適なコンテンツを配信する。
【0010】
図2は、本発明のネットワーク管理・制御システム2の概略構成図である。ネットワーク管理・制御システム2は、TCP、UDP通信機能25、RADIUSサーバ機能23などのAAA(Authentication,Authorization、Accounting)サーバ機能、SNMPサーバ機能26などのネットワーク管理サーバ機能、要求送受機能27、接続状態監視機能24によって構成する。これらの機能は、一つまたは複数のコンピュータ上のソフトウェアによって実現する。複数のコンピュータで実現する場合は、各機能を異なるコンピュータ上に配置し、それらの間をTCP、UDP通信機能などを用いて接続する。
【0011】
図3は、アクセスサーバ4a、4bの概略構成図である。ネットワークノードは、パケット・スイッチ部41、ノード制御部42、および、DSL回線収容部43、Dial Up回線収容部44、無線回線収容部45、WAN回線収容部47などの各種回線部から成る。また、後述の実施の形態ではアドレス変換機能、パケットカプセル化機能を用いるため、パケット・スイッチ部41とWAN回線部47の間にアドレス変換、パケットカプセル化機能部46を持つ。また、ノード制御部42は、ネットワーク管理・制御システム2のRADIUSサーバ機能23へユーザID、パスワード、接続回線帯域値を通知するRADIUSクライアント機能421と、回線部の接続状態と回線帯域を監視する接続監視機能422を持つ。接続監視機能422は、ユーザ端末がアクセスサーバに接続した際、または、ユーザ端末とアクセスサーバ間の接続回線帯域が変化した際に、RADIUSクライアント機能421を介して、ユーザIDとパスワードと接続回線帯域値をネットワーク管理・制御システム2に通知する。
ネットワーク管理・制御システム2のRADIUSサーバ機能23は、図4に示すユーザ登録情報テーブル21を持つ。ユーザ登録情報テーブル21は、ユーザID、パスワード、加入サービス情報から成るエントリを持つ。RADIUSサーバ機能23は、アクセスサーバから通知されるユーザIDおよびパスワードと、ユーザ登録情報テーブル21のユーザIDおよびパスワードの対応を確認することによってユーザ端末を認証し、接続の可否を決定し、結果をアクセスサーバに通知する。接続可の場合は、同時に、ユーザ端末に割当てるIPアドレスを通知する。さらに、RADIUSサーバ機能23は、接続したユーザ端末のユーザIDと対応するユーザ登録情報テーブル21の加入サービス情報がSLA保証を示す場合、ユーザID、ユーザ端末に割当てたIPアドレス、接続回線帯域値を、接続状態監視機能24に渡す。
【0012】
接続状態監視機能24は、図5に示すユーザ接続状態情報テーブル22を保持する。ユーザ接続状態情報テーブル22は、ユーザID、ユーザ端末のIPアドレス、利用可能帯域値から成るエントリを持つ。接続状態監視機能24は、上記のRADIUSサーバ機能23から渡されるユーザIDとIPアドレスを、ユーザ接続状態情報テーブル22のユーザIDとIPアドレスとして設定する。また、接続回線帯域値を利用可能帯域値として設定する。
コンテンツ配信ネットワークにおいては、高品質なコンテンツ配信を行うために、ユーザのコンテンツ配信要求に対して、コンテンツ配信ネットワークのコンテンツサーバとネットワークノードの容量を十分に保つことが要求される。一方、アクセスサーバとユーザ端末間の接続回線は、具体的には、DSL回線、ダイヤルアップ回線、無線回線などであり、その通信帯域は、使用するデータ伝送技術、通信環境、契約条件などで決まるため、接続回線帯域値は、ユーザ毎に異なるものである。このため、ユーザ端末が利用可能な通信可能帯域値の上限は、アクセスサーバとユーザ端末間の接続回線帯域値である接続回線帯域値となり、ユーザ端末間で大きく異なるものになる。したがって、各ユーザに最適なコンテンツ配信を行うためには、接続回線帯域値を用いたコンテンツ選択、配信を行うことが効果的である。本発明では、上記の通り、ネットワーク管理・制御システムが、接続回線帯域値を利用可能帯域値として保持する。そして、この利用可能帯域値を用いて、各ユーザに最適なコンテンツ選択、配信を行う。
【0013】
図6は、本発明のコンテンツ配信方式の実施の形態を示す概略図である。ここでは、ユーザ端末5dがコンテンツサーバ3に対して、コンテンツの配信要求を行う場合の例を示している。まず、ユーザ端末5dがコンテンツサーバ3にコンテンツ配信要求を送信する。コンテンツサーバ3は、コンテンツ配信要求を受け取ると、ネットワーク管理制御システム2へユーザ状態情報テーブル22の参照要求を送信する。参照要求には、ユーザ端末5dの識別情報として、ユーザIDまたはユーザ端末のIPアドレスを含む。ネットワーク管理・制御システム2の接続状態監視機能24は、TCP・UDP通信機能25、要求送受機能27を用いて参照要求を受信し、ユーザ端末のユーザIDまたはIPアドレスをキーとしてユーザ接続状態情報テーブル22を参照し、利用可能帯域をコンテンツサーバ3に回答する。
コンテンツサーバ3は、利用可能帯域値を用いてコンテンツを選択し、そのコンテンツをユーザ端末5dに配信する。例えば、同一の動画情報を異なるビットレートでエンコードした複数のコンテンツ(31、32)を用意し、端末5dの利用可能帯域値以下の条件を満たす最大のビットレートのコンテンツを選択、配布する。これによって、各ユーザ端末に、最適のサービスを行うことができる。
前述の通り、コンテンツ配信ネットワークにおいては、各ユーザに高品質なコンテンツ配信を行うために、ユーザのコンテンツ配信要求に対して、コンテンツ配信ネットワーク内のネットワークノードおよびコンテンツサーバの容量を十分に保つことが望ましい。しかしながら、コンテンツ配信要求の増加に対して、コンテンツサーバまたはネットワークノードの増強が追いつかず、これらがサービス品質劣化の原因となることがある。例えば、ネットワークノードの回線利用率が増加すると、その回線を通過するコンテンツサーバとユーザ端末間の全ての通信の遅延が増加し、多くのユーザに対するサービス品質の低下を招く。また、パケット損失率が増加すると、ユーザ端末において、受信コンテンツを正常に鑑賞できなくなる。
したがって、本発明のコンテンツ配信ネットワーク1では、接続状態監視機能24が、SNMPサーバ機能26を用いて、コンテンツ配信ネットワーク1のコンテンツサーバのCPU使用率などの負荷状態、ネットワークノードの回線利用率、バッファオーバフローによるパケット損失率を定期的に監視する。ユーザ端末に対して高品質のサービスを行うためには、コンテンツサーバの負荷、ネットワークノードの回線利用率、パケット損失率を低く抑えることができる許容範囲内のコンテンツを配信すればよい。したがって、これらの値がある閾値を超えた場合、コンテンツサーバ、または、該当するネットワークノードに関係するユーザ端末の利用可能帯域値を低下させる。閾値は、サービスの品質を低下させない値として、サービス測定品質を評価することによって定める。
【0014】
図7は、コンテンツサーバ3とユーザ端末5aに関する経路上のネットワークノード11a、11cおよびアクセスサーバ4aを監視する例を示している。ネットワーク管理・制御システム2は、SNMPサーバ機能26を用いてコンテンツサーバ3のCPU利用率などの負荷状態、ネットワークノード11a、11c、アクセスサーバ4aの回線利用率、パケット損失率を監視する。そして、コンテンツサーバ3の負荷、または、回線12a、12b、12cの利用率、または、パケット損失率が閾値を超えた場合、ネットワーク管理・制御システム2の接続状態監視機能24が保持するユーザ端末5aの利用可能帯域値を削減することによって、ユーザ端末5aに対して配信されるコンテンツ量を削減し、サービス品質の劣化を防ぐ。
【0015】
図8は、複数のコンテンツサーバ3a、3bを設置した本発明の実施の形態を示す概略図である。本発明のコンテンツ配信ノットワークでは、コンテンツサーバが複数ある場合、負荷の低いコンテンツサーバ、または、コンテンツサーバとユーザ端末間の経路上のネットワークノードの負荷が低いコンテンツサーバとユーザ端末を関連付けることによって、ユーザ端末に対してより高品質なコンテンツ配信を行う。
図9は、本実施の形態でネットワーク管理制御システム2の接続状態監視機能24が用いるユーザ接続状態情報テーブル29である。ユーザ接続状態情報テーブル29は、ユーザID、ユーザ端末のIPアドレス、コンテンツサーバのホスト名、コンテンツサーバのIPアドレス、利用可能帯域値から成るエントリを持つ。ユーザ接続状態情報テーブル29は、ユーザ端末ごとに、複数のコンテンツサーバそれぞれに関する利用可能帯域値を保持する。例えば、図9では、ホスト名server1のコンテンツサーバの実体が、IPアドレス192.168.0.1と192.168.1.1を持つ二台のサーバで構成されており、ホスト名server2のコンテンツサーバの実体が、IPアドレス192.168.0.1と192.168.1.1を持つ二台のサーバで構成されている。
本実施の形態においても、前記実施の形態と同様に、ネットワーク管理・制御システム2が、コンテンツサーバの負荷状態、ネットワークノードの回線利用率、バッファオーバフローによるパケット損失率を定期的に監視する。そして、これらの値がある閾値を超えた場合、該当するネットワークノード、または、コンテンツサーバに関係するユーザ端末の利用可能帯域値を低下させる。したがって、負荷の低いコンテンツサーバの実体、または、経路上の遅延、パケット廃棄率の小さいコンテンツサーバの実体に対する利用可能帯域値は、そうでないコンテンツサーバの実体に対して大きくなる。例えば、図9では、ホスト名server1のコンテンツサーバに関しては、IPアドレス192.168.1.1を持つコンテンツサーバの実体の負荷が低いことを示している。
【0016】
本実施の形態では、各端末を利用可能帯域値が最大であるコンテンツサーバと関連付けることによってネットワーク内の負荷を分散する。例えば、図9においては、ユーザIDがabc@xyz.comのユーザ端末が、コンテンツサーバserver1からのコンテンツ配信を要求した場合、IPアドレス192.168.0.1を持つコンテンツサーバとIPアドレス192.168.1.1を持つコンテンツサーバから、利用可能帯域値の大きいIPアドレス192.168.1.1を選択、ユーザ端末と関連付ける。このユーザ端末とコンテンツサーバの関連付け方式に関しては後述する。
なお、本実施の形態においても、前記実施の形態と同様に、コンテンツサーバが、利用可能帯域値を用いてネットワークの負荷状態に合わせたコンテンツを選択、配信する。したがって、全てのコンテンツサーバからのコンテンツ配信のボトルネックが、アクセス回線ではなく、コンテンツ配信ネットワーク内のコンテンツサーバまたはネットワークノードとなる場合でも、その負荷状態に適したコンテンツが選択、配信されることになり、サービス品質の劣化を少なくすることができる。
ユーザ端末とコンテンツサーバの関連付け方式は、DNSを用いる方式、アドレス変換機能を用いる方式。パケットのカプセル化機能を用いる方式がある。
まず、DNSを用いる方式を説明する。図8は、DNSを用いた本発明の実施の形態を示す概略図である。本実施の形態では、ユーザ端末が、DNSサーバ6を用いて、コンテンツサーバのホスト名をIPアドレスに変換する際に、DNSサーバ6が適切なコンテンツサーバのIPアドレスをユーザ端末に通知することによって、端末とコンテンツサーバを関連付ける。DNSサーバ6によるコンテンツサーバのホスト名のIPアドレスへの変換には、次の二通りの方式がある。
第一の方式は、DNSサーバ6が、ネットワーク管理・制御システム2に問い合せる方式である。ユーザ端末からコンテンツサーバのホスト名のIPアドレスへの変換要求を受け取ったDNSサーバ6は、ユーザ端末のIPアドレスとともに、ホスト名のIPアドレスへの変換要求をネットワーク制御・管理システム2へ送る。TCP/UDP通信機能25、要求送受機能27を介してその変換要求を受け取った接続状態監視機能24は、接続状態管理テーブル29を用いて、通知されたユーザ端末のIPアドレスに関して、通知されたコンテンツサーバのホスト名を持ち、かつ、利用可能帯域が最大となるコンテンツサーバのIPアドレスを選択し、DNSサーバ6に回答する。そして、DNSサーバ6は、このIPアドレスをユーザ端末に回答する。
【0017】
第二の方式は、ネットワーク管理・制御システム2が、DNSサーバ6が保持するホスト名とIPアドレスの対応情報を設定する方式である。ネットワーク管理・制御システム2の接続状態監視機能24は、利用可能帯域値が設定、または、変更されると、あるホスト名を持つ複数のコンテンツサーバから最も利用可能帯域値の大きいコンテンツサーバのIPアドレスを選択し、そのIPアドレスを、そのホスト名を持つコンテンツサーバのIPアドレスとして、DNSサーバ6に設定する。この場合、DNSサーバ6は、図10に示す名前解決情報テーブル61を持つ。名前解決情報テーブル61は、ユーザ端末のIPアドレス、コンテンツサーバのホスト名、コンテンツサーバのIPアドレスから成るエントリを持つ。DNSサーバ6は、この名前解決情報テーブル61を用いて、問い合せ要求の送信元ユーザ端末を考慮し、コンテンツサーバのホスト名をIPアドレスに変換する。
【0018】
次に、アクセスサーバ4a、4bのアドレス変換機能を用いて、ユーザ端末とコンテンツサーバを関連付ける方式を説明する。図11は、ネットワーク管理・制御システム2が、アクセスサーバ4bのアドレス変換機能を設定し、ユーザ端末5dからコンテンツサーバ3a(IPアドレス192.168.0.1)へのコンテンツ配信要求をコンテンツサーバ3b(IPアドレス192.168.1.1)へ転送する例を示している。具体的には、ユーザ端末5dの送信するコンテンツ配信要求を含むIPパケット91の宛先IPアドレス192.168.0.1をアクセスサーバが宛先アドレス192.168.1.1に変換し、コンテンツ配信要求を含むIPパケット92としてコンテンツサーバ3bに転送している。また、コンテンツサーバ3bからの配信コンテンツを含むIPパケット93は、送信者アドレス192.168.1.1を持つが、アクセスサーバが、これを192.168.0.1に変換し、配信コンテンツを含むIPパケット94として端末5dに転送する。ユーザ端末5dがコンテンツサーバのIPアドレスとして用いるIPアドレス192.168.0.1は、DNSサーバ6等によって、ネットワークの負荷状態とは無関係に、コンテンツサーバのIPアドレスとして通知されるIPアドレスである。
【0019】
本実施の形態のアクセスサーバのアドレス変換機能は、ネットワーク管理・制御システム2によって設定する。ネットワーク管理・制御システム2の接続状態監視機能24は、ユーザ端末5dがアクセスサーバに接続した際に、ユーザ接続状態情報テーブル29を用いて、適切なコンテンツサーバのIPアドレスを得る。そして、要求送受機能27、TCP/UDP通信機能25を介してアクセスサーバ4bのアドレス変換機能を設定する。
次に、アクセスサーバ4a、4bのカプセル化機能を用いて、ユーザ端末とコンテンツサーバを関連付ける方式を説明する。図12は、ネットワーク管理・制御システム2が、アクセスサーバ4bのカプセル化機能を設定し、ユーザ端末5dからコンテンツサーバ3a(IPアドレス192.168.0.1)へのコンテンツ配信要求をコンテンツサーバ3b(IPアドレス192.168.1.1)へ転送する例を示している。具体的には、ユーザ端末5dの送信するコンテンツ配信要求を含むあて先IPアドレスが192.168.0.1のIPパケット91を、アクセスサーバが宛先アドレス192.168.1.1を持つIPパケットでカプセル化し、コンテンツ配信要求を含むIPパケット92としてコンテンツサーバ3bに転送している。また、コンテンツサーバ3bからの配信コンテンツを含むIPパケット93は、送信者アドレス192.168.1.1を持つIPパケットでカプセル化されているが、アクセスサーバが、デカプセル化し、配信コンテンツを含む送信者アドレスが192.168.0.1のIPパケット94として、端末5dに転送する。ここで、ユーザ端末5dがコンテンツサーバのIPアドレスとして用いるIPアドレス192.168.0.1は、DNSサーバ6等によって、ネットワークの負荷状態とは無関係に、コンテンツサーバのIPアドレスとして通知されるIPアドレスである。
【0020】
本実施の形態のアクセスサーバのカプセル化機能は、ネットワーク管理・制御システム2によって設定する。ネットワーク管理・制御システム2の接続状態監視機能24は、ユーザ端末5dがアクセスサーバに接続した際に、ユーザ接続状態情報テーブル29を用いて、適切なコンテンツサーバのIPアドレスを得る。そして、要求送受機能27、TCP/UDP通信機能25を介してアクセスサーバ4bのカプセル化機能を設定する。
以上、カプセル化方式として、IPパケットによるカプセル化方式を説明したが、この他に、MPLSフレームによるカプセル化も同様に可能である。
【0021】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、アクセス回線の帯域値、コンテンツサーバの負荷、および、ネットワークノードの負荷に応じたコンテンツの選択と負荷分散を行うことにより、ユーザ端末に対して高品質のコンテンツ配信サービスを行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンテンツ配信ネットワークの構成の一例を示す概略図。
【図2】本発明で用いるネットワーク管理・制御システムの概略構成図。
【図3】本発明で用いるアクセスサーバの概略構成図。
【図4】ネットワーク管理・制御システムの保持するユーザ情報登録テーブル。
【図5】ネットワーク管理・制御システムの保持するユーザ接続状態情報テーブル。
【図6】本発明のコンテンツ配信ネットワークの構成の処理の一例を示す概略図。
【図7】ネットワーク管理・制御システムによるネットワーク監視を示す図。
【図8】DNSによる負荷分散を行うコンテンツ配信ネットワークの構成の一例を示す概略図。
【図9】コンテンツサーバが複数ある場合のユーザ接続状態情報テーブル。
【図10】本発明で用いるDNSサーバが持つ名前解決情報テーブル。
【図11】アドレス変換機能による負荷分散を行うコンテンツ配信ネットワークの構成の一例を示す概略図。
【図12】トンネル機能による負荷分散を行うコンテンツ配信ネットワークの構成の一例を示す概略図。
【符号の説明】
1…コンテンツ配信ネットワーク、11a、11b、11c…ネットワークノード、2…ネットワーク管理・制御システム、3、3a、3b…コンテンツサーバ、4a、4b…アクセスサーバ、5a〜5d…ユーザ端末、21…ユーザ情報登録テーブル、22…ユーザ情報登録テーブル。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a content distribution network, and more particularly, to a method of monitoring a communication band available to a user, selecting and distributing an optimum content according to the available communication band, and a method of performing load distribution. About.
[0002]
[Prior art]
The content distribution network is a network having a mechanism for delivering a large amount of content to a user with high quality. In order to deliver large-capacity content with high quality, generally, network construction for exclusive use of content distribution is performed to increase the bandwidth of the network, and load distribution is performed by distributing a plurality of content servers.
With the development of content distribution networks and the spread of broadband access services, it has become possible to deliver large amounts of content to users with high quality. However, in a broadband access service, the bandwidth of an access line may be significantly different for each user. For example, the communication band of a DSL (Digital Subscriber Line) service varies from several hundred Kbps to several tens of Mbps depending on physical line conditions. Also, even during the period of widespread use of broadband access services, there are users who use narrow-band access lines such as existing telephone networks and wireless services such as mobile phones.
In such a situation, the access line becomes a bottleneck and some users cannot receive high-quality services. For example, when a streaming content distribution service that requires a wide bandwidth is provided in anticipation of the spread of a content distribution network and broadband access, a user connected by an access line that does not have a bandwidth required by the content will increase the service. We cannot receive with quality. Therefore, in a content distribution network using various access lines, it is desirable to select and distribute content for each user in consideration of the bandwidth value of the access line. For example, if a plurality of streaming contents encoded for a plurality of communication bands are prepared, and the content is selected and distributed according to the bandwidth value of the access line of the user terminal or the communication state between the content server and the user terminal, each user can be provided with the content. Provides optimal content distribution services.
Up to now, a content distribution service for selecting and distributing content for each user by using position information and attribute information of the user has been put to practical use. Here, the content is selected using the IP address of the user terminal and the information included in the HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) header. For example, in a content distribution service such as AKAMAI, a user-dependent content selection in a content server is realized by providing a database having correspondence information between a user terminal IP address and a user attribute to a content server operator. . As the user attribute information, an access line type, a provider name, and an actually measured throughput are used. However, even with this method, it is difficult to actually measure the throughput including the access line that is dynamically connected and disconnected. (1) It is not possible to select the content using the actual bandwidth value of the access line. Is an issue.
[0003]
In addition, an increase in traffic may cause a content server or a network node in the content distribution network to become a bottleneck. To cope with this, load distribution is performed by distributing a plurality of content servers in a network, selecting and assigning different content servers for each user. For example, in a content distribution service of AKAMAI, when a user requests a DNS (Domain Name System) server to convert an IP address of a host name, the DNS server transmits the IP address of a content server close to the user or the user and the content. By answering the IP address of a content server having a low load on the network path between the servers, a different content server is allocated to each user, and the load is distributed. Here, the load status on the network path between the user and the content server is confirmed by transmitting a ping packet or the like to the content server from some selected points in the network and measuring the response time. ing.
However, simply distributing the load distribution can (2) maintain the quality of the content distribution service if the required communication bandwidth cannot be secured even if the load on the entire network increases or the content server with a low load is selected. Not doing so is a problem.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the problems of the prior art: (1) the inability to select content using the actual bandwidth value of the access line; and (2) when the load on the entire network increases, the content server and the network with low load It is to solve the problem that even if a node is selected, the quality of the content distribution service cannot be maintained.
[0005]
First, in order to solve the problem (1), in the content distribution network of the present invention, the access server accommodating the user terminal transmits the network bandwidth value of the access line connecting the user terminal and the access server and the identification information of the user terminal to the network. Notify the management and control system. Here, the network management / control system is a device that has a network management server function such as SNMP and monitors and controls the network and the content server. The network management / control system uses the line bandwidth value notified from the access server and the identification information of the user terminal. It has a function to associate and hold. Here, the line bandwidth value is defined as “available bandwidth value” for the content distribution from the content server by the user terminal indicated by the user terminal identifier. Then, when the content server holds a plurality of contents edited according to a plurality of communication bands and receives a content distribution request from the user terminal, the network management / control system informs the network management / control system of the “available bandwidth value of the user terminal”. And selects and distributes a content suitable for a communication band equal to or less than the band value.
[0006]
Next, in order to solve the problem (2), in the content distribution network of the present invention, the network management / control system determines the load status of each content server and the network node on the route between the plurality of content servers and the user terminal. The line usage rate and the packet discard rate are monitored periodically, and if these values exceed a predetermined threshold, the user terminal held by the network management / control system uses the "terminal" for content distribution from the content server. Reduce the "possible bandwidth values". The threshold is determined by evaluating the service measurement quality as a value that does not degrade the service quality. When there are a plurality of content servers, the network management / control system determines the "available bandwidth value" between each content server and the terminal, reflecting the load of the access server, the load of the network node, and the bandwidth value of the access line. Will be retained. In the present invention, each terminal performs load distribution in a network by using a content server having the largest “available bandwidth value”. Further, when the content server selects and distributes the content using the “available bandwidth value” as in the case of the problem solving method of (1), if the load on the entire network increases, the load state is reduced. Suitable content is selected and distributed. As a result, when the load on the entire network increases and the effect of load distribution cannot be obtained, the distribution content is distributed to a content suitable for a lower bandwidth, and the degradation of service quality can be reduced.
[0007]
The assignment of the content server to each terminal is performed by any of the following methods. (A) A DNS server that translates a host name and an IP address of a content server inquires a network management / control system at the time of processing a name resolution request from a user terminal, recognizes an appropriate content server, and recognizes the IP of the content server. A method of notifying an address to a user terminal. (B) A method in which an access server has an address conversion function and converts a packet including a content distribution request from a user terminal to a content server into a packet addressed to an appropriate content server. (C) A method in which the access server has a packet encapsulation function and encapsulates a packet including a content distribution request from a user terminal to a content server into a packet addressed to an appropriate content server.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 is a schematic diagram of a content distribution network of the present invention. The content distribution network 1 of the present invention includes a plurality of network nodes (routers or switches) 11a to 11c, user terminals 5a to 5d, access servers 4a and 4b accommodating user terminals, a network management / control system 2, and a content server. 3. In the content distribution network 1 of the present invention, the network management / control system 2 manages and controls the status of the access server, the network node, and the content server in the content distribution network 1 so as to optimize the user terminal. Distribute content.
[0010]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the network management / control system 2 of the present invention. The network management / control system 2 includes an AAA (Authentication, Authorization, and Accounting) server function such as a TCP / UDP communication function 25 and a RADIUS server function 23, a network management server function such as an SNMP server function 26, a request transmission / reception function 27, and a connection state. The monitoring function 24 is configured. These functions are realized by software on one or more computers. When the functions are realized by a plurality of computers, each function is arranged on a different computer, and the functions are connected using a TCP, a UDP communication function, or the like.
[0011]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the access servers 4a and 4b. The network node includes a packet switch unit 41, a node control unit 42, and various line units such as a DSL line accommodation unit 43, a Dial Up line accommodation unit 44, a wireless line accommodation unit 45, and a WAN line accommodation unit 47. Further, in the embodiment described later, since the address conversion function and the packet encapsulation function are used, an address conversion and packet encapsulation function section 46 is provided between the packet switch section 41 and the WAN line section 47. The node control unit 42 also has a RADIUS client function 421 for notifying the RADIUS server function 23 of the network management / control system 2 of a user ID, a password, and a connection line bandwidth value, and a connection for monitoring the connection state and the line bandwidth of the line unit. It has a monitoring function 422. When the user terminal connects to the access server, or when the connection line band between the user terminal and the access server changes, the connection monitoring function 422 transmits the user ID, the password, and the connection line band via the RADIUS client function 421. The value is notified to the network management / control system 2.
The RADIUS server function 23 of the network management / control system 2 has a user registration information table 21 shown in FIG. The user registration information table 21 has an entry including a user ID, a password, and subscription service information. The RADIUS server function 23 authenticates the user terminal by confirming the correspondence between the user ID and password notified from the access server and the user ID and password in the user registration information table 21, determines whether connection is possible, and determines the result. Notify the access server. When the connection is possible, the IP address to be assigned to the user terminal is notified at the same time. Further, when the subscription service information in the user registration information table 21 corresponding to the user ID of the connected user terminal indicates the SLA guarantee, the RADIUS server function 23 stores the user ID, the IP address assigned to the user terminal, and the connection line band value. To the connection status monitoring function 24.
[0012]
The connection state monitoring function 24 holds the user connection state information table 22 shown in FIG. The user connection status information table 22 has entries including a user ID, an IP address of a user terminal, and an available bandwidth value. The connection status monitoring function 24 sets the user ID and IP address passed from the RADIUS server function 23 as the user ID and IP address of the user connection status information table 22. Also, the connection line bandwidth value is set as the available bandwidth value.
In the content distribution network, in order to perform high-quality content distribution, it is required that the content distribution network of the content distribution network maintain sufficient capacity of the content server and the network node in response to a user's content distribution request. On the other hand, the connection line between the access server and the user terminal is, specifically, a DSL line, a dial-up line, a wireless line, or the like, and the communication band is determined by a data transmission technology to be used, a communication environment, contract conditions, and the like. Therefore, the connection line band value differs for each user. For this reason, the upper limit of the communicable band value that can be used by the user terminal is the connection line band value which is the connection line band value between the access server and the user terminal, and greatly differs between the user terminals. Therefore, in order to perform optimal content distribution for each user, it is effective to perform content selection and distribution using the connection line bandwidth value. In the present invention, as described above, the network management / control system holds the connection line bandwidth value as the available bandwidth value. Then, using this available bandwidth value, the most appropriate content is selected and distributed to each user.
[0013]
FIG. 6 is a schematic diagram showing an embodiment of the content distribution system of the present invention. Here, an example is shown in which the user terminal 5d makes a content distribution request to the content server 3. First, the user terminal 5d transmits a content distribution request to the content server 3. Upon receiving the content distribution request, the content server 3 transmits a reference request for the user status information table 22 to the network management control system 2. The reference request includes the user ID or the IP address of the user terminal as the identification information of the user terminal 5d. The connection status monitoring function 24 of the network management / control system 2 receives the reference request using the TCP / UDP communication function 25 and the request transmission / reception function 27, and uses the user ID or IP address of the user terminal as a key to set the user connection status information table. With reference to 22, the available bandwidth is returned to the content server 3.
The content server 3 selects the content using the available bandwidth value and distributes the content to the user terminal 5d. For example, a plurality of contents (31, 32) in which the same moving picture information is encoded at different bit rates are prepared, and the content having the maximum bit rate that satisfies the condition not more than the available bandwidth value of the terminal 5d is selected and distributed. As a result, optimal services can be provided to each user terminal.
As described above, in the content distribution network, in order to distribute high-quality content to each user, it is necessary to keep sufficient capacity of network nodes and content servers in the content distribution network in response to a user's content distribution request. desirable. However, the increase in content servers or network nodes cannot keep up with the increase in content distribution requests, and these may cause service quality degradation. For example, when the line utilization rate of the network node increases, the delay of all communication between the content server and the user terminal passing through the line increases, and the quality of service for many users decreases. When the packet loss rate increases, the user terminal cannot normally view the received content.
Therefore, in the content distribution network 1 of the present invention, the connection status monitoring function 24 uses the SNMP server function 26 to execute the load status such as the CPU usage rate of the content server of the content distribution network 1, the line usage rate of the network node, and the buffer. Periodically monitor the packet loss rate due to overflow. In order to provide high-quality services to the user terminals, it is only necessary to deliver contents within an allowable range that can suppress the load on the content server, the line utilization rate of the network node, and the packet loss rate. Therefore, when these values exceed a certain threshold, the available bandwidth value of the content server or the user terminal related to the corresponding network node is reduced. The threshold is determined by evaluating the service measurement quality as a value that does not degrade the service quality.
[0014]
FIG. 7 shows an example of monitoring the network nodes 11a and 11c and the access server 4a on the route relating to the content server 3 and the user terminal 5a. The network management / control system 2 uses the SNMP server function 26 to monitor the load status such as the CPU usage rate of the content server 3, the line usage rates of the network nodes 11a and 11c, and the access server 4a, and the packet loss rate. When the load on the content server 3 or the utilization rate of the lines 12a, 12b, 12c or the packet loss rate exceeds the threshold, the user terminal 5a held by the connection state monitoring function 24 of the network management / control system 2 By reducing the available bandwidth value of, the amount of content delivered to the user terminal 5a is reduced, and the service quality is prevented from deteriorating.
[0015]
FIG. 8 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention in which a plurality of content servers 3a and 3b are installed. In the content distribution network of the present invention, when there are a plurality of content servers, by associating a user terminal with a content server having a low load, or a content server having a low load on a network node on a route between the content server and the user terminal, Higher quality content distribution to user terminals.
FIG. 9 is a user connection state information table 29 used by the connection state monitoring function 24 of the network management control system 2 in the present embodiment. The user connection status information table 29 has entries including a user ID, an IP address of a user terminal, a host name of a content server, an IP address of a content server, and an available bandwidth value. The user connection state information table 29 holds available bandwidth values for each of a plurality of content servers for each user terminal. For example, in FIG. 9, the content server having the host name server1 is composed of two servers having IP addresses 192.168.0.1 and 192.168.1.1, and the content server having the host name server2 is provided. The server is composed of two servers having IP addresses 192.168.0.1 and 192.168.1.1.
Also in this embodiment, the network management / control system 2 periodically monitors the load state of the content server, the line utilization rate of the network node, and the packet loss rate due to buffer overflow, as in the above-described embodiment. Then, when these values exceed a certain threshold, the available bandwidth value of the user terminal related to the corresponding network node or the content server is reduced. Therefore, the available bandwidth value for the entity of the content server with a low load or the entity of the content server with a small delay on the route and the packet discard rate becomes larger than the entity of the content server with no other. For example, FIG. 9 shows that the load of the entity of the content server having the IP address 192.168.1.1 is low with respect to the content server having the host name server1.
[0016]
In the present embodiment, the load in the network is distributed by associating each terminal with the content server having the maximum available bandwidth value. For example, in FIG. 9, the user ID is abc @ xyz. com requesting content distribution from the content server 1, the available bandwidth from the content server having the IP address 192.168.0.1 and the content server having the IP address 192.168.1.1 The IP address 192.168.1.1 having a large value is selected and associated with the user terminal. The method of associating the user terminal with the content server will be described later.
In this embodiment, as in the above-described embodiment, the content server selects and distributes the content according to the load state of the network using the available bandwidth value. Therefore, even if the bottleneck of content distribution from all content servers is not the access line but the content server or network node in the content distribution network, the content suitable for the load state is selected and distributed. Therefore, the deterioration of service quality can be reduced.
The method of associating the user terminal with the content server is a method using DNS and a method using an address translation function. There is a method using a packet encapsulation function.
First, a method using DNS will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention using DNS. In the present embodiment, when the user terminal uses the DNS server 6 to convert the host name of the content server into an IP address, the DNS server 6 notifies the user terminal of the appropriate IP address of the content server. Associate the terminal with the content server. There are the following two methods for converting the host name of the content server into the IP address by the DNS server 6.
The first method is a method in which the DNS server 6 makes an inquiry to the network management / control system 2. The DNS server 6 that has received the request to convert the host name of the content server into the IP address from the user terminal sends the request to convert the host name to the IP address together with the IP address of the user terminal to the network control / management system 2. The connection status monitoring function 24, which has received the conversion request via the TCP / UDP communication function 25 and the request transmission / reception function 27, uses the connection status management table 29 to transmit the notified content regarding the IP address of the notified user terminal. The IP address of the content server having the host name of the server and having the maximum available bandwidth is selected and answered to the DNS server 6. Then, the DNS server 6 returns this IP address to the user terminal.
[0017]
The second method is a method in which the network management / control system 2 sets correspondence information between the host name and the IP address held by the DNS server 6. When the available bandwidth value is set or changed, the connection status monitoring function 24 of the network management / control system 2 determines the IP address of the content server having the largest available bandwidth value from a plurality of content servers having a certain host name. Is set, and the IP address is set in the DNS server 6 as the IP address of the content server having the host name. In this case, the DNS server 6 has a name resolution information table 61 shown in FIG. The name resolution information table 61 has entries including the IP address of the user terminal, the host name of the content server, and the IP address of the content server. Using the name resolution information table 61, the DNS server 6 converts the host name of the content server into an IP address in consideration of the user terminal that has transmitted the inquiry request.
[0018]
Next, a method of associating a user terminal with a content server using the address conversion function of the access servers 4a and 4b will be described. FIG. 11 shows that the network management / control system 2 sets the address translation function of the access server 4b and sends a content distribution request from the user terminal 5d to the content server 3a (IP address 192.168.0.1). (IP address 192.168.1.1). Specifically, the access server converts the destination IP address 192.168.0.1 of the IP packet 91 including the content distribution request transmitted from the user terminal 5d into the destination address 192.168.1.1, and transmits the content distribution request. Is transferred to the content server 3b as an IP packet 92 containing Also, the IP packet 93 containing the distribution content from the content server 3b has the sender address 192.168.1.1, but the access server converts this to 192.168.0.1 and converts the distribution content to 192.168.0.1. The packet is transferred to the terminal 5d as the IP packet 94 including the packet. The IP address 192.168.0.1 used by the user terminal 5d as the IP address of the content server is an IP address notified by the DNS server 6 or the like as the IP address of the content server regardless of the load state of the network. .
[0019]
The address conversion function of the access server according to the present embodiment is set by the network management / control system 2. The connection status monitoring function 24 of the network management / control system 2 obtains an appropriate IP address of the content server by using the user connection status information table 29 when the user terminal 5d connects to the access server. Then, an address translation function of the access server 4b is set via the request transmission / reception function 27 and the TCP / UDP communication function 25.
Next, a method of associating a user terminal with a content server using the encapsulation function of the access servers 4a and 4b will be described. FIG. 12 shows that the network management / control system 2 sets the encapsulation function of the access server 4b and sends a content distribution request from the user terminal 5d to the content server 3a (IP address 192.168.0.1). (IP address 192.168.1.1). More specifically, an IP packet 91 having a destination IP address of 192.168.0.1 including a content distribution request transmitted by the user terminal 5d is an IP packet having a destination address of 192.168.1.1. It is encapsulated and transferred to the content server 3b as an IP packet 92 containing a content distribution request. Further, the IP packet 93 including the distribution content from the content server 3b is encapsulated in the IP packet having the sender address 192.168.1.1, but the access server decapsulates the transmission packet including the distribution content. Is transferred to the terminal 5d as an IP packet 94 having a user address of 192.168.0.1. Here, the IP address 192.168.0.1 used as the IP address of the content server by the user terminal 5d is notified by the DNS server 6 or the like as the IP address of the content server irrespective of the load state of the network. Address.
[0020]
The encapsulation function of the access server according to the present embodiment is set by the network management / control system 2. The connection status monitoring function 24 of the network management / control system 2 obtains an appropriate IP address of the content server by using the user connection status information table 29 when the user terminal 5d connects to the access server. Then, the encapsulation function of the access server 4b is set via the request transmission / reception function 27 and the TCP / UDP communication function 25.
As described above, the encapsulation method using an IP packet has been described as an encapsulation method. In addition, the encapsulation method using an MPLS frame is also possible.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by selecting content and distributing the load according to the bandwidth value of the access line, the load of the content server, and the load of the network node, the user terminal can be highly evaluated. It is possible to provide quality content distribution services.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a content distribution network according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a network management / control system used in the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an access server used in the present invention.
FIG. 4 is a user information registration table held by the network management / control system.
FIG. 5 is a user connection status information table held by the network management / control system.
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of processing of the configuration of the content distribution network of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing network monitoring by the network management / control system.
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a content distribution network that performs load distribution by DNS.
FIG. 9 is a user connection status information table when there are a plurality of content servers.
FIG. 10 is a name resolution information table of a DNS server used in the present invention.
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a content distribution network that performs load distribution by an address translation function.
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a content distribution network that performs load distribution by a tunnel function.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Content distribution network, 11a, 11b, 11c ... Network node, 2 ... Network management / control system, 3, 3a, 3b ... Content server, 4a, 4b ... Access server, 5a-5d ... User terminal, 21 ... User information Registration table, 22: User information registration table.

Claims (8)

ユーザ端末にコンテンツを配信するコンテンツサーバと、複数のユーザ端末をネットワークに収容する複数のアクセスサーバと、複数のネットワークノードと、ネットワーク管理・制御システムで構成するコンテンツ配信ネットワークであって、
上記アクセスサーバが、ユーザ端末とアクセスサーバを接続するアクセス回線の回線帯域値とユーザ端末の識別情報を上記ネットワーク管理・制御システムに通知する機能を持ち、
上記ネットワーク管理・制御システムが、アクセスサーバから通知される回線帯域値を、ユーザ端末の識別情報が示すユーザ端末とコンテンツサーバ間で利用可能な利用可能帯域値として保持し、コンテンツサーバからの問い合せに応じて、利用可能帯域値をコンテンツサーバに通知する機能を持ち、
上記コンテンツサーバが、複数の通信帯域に合わせて編集した複数のコンテンツを保持し、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を受けると、ネットワーク管理・制御システムに、そのユーザ端末の利用可能帯域値を問い合せ、ネットワーク管理・制御システムから利用可能帯域値を受け取ると、その利用可能帯域値以下の通信帯域に適したコンテンツを選択し、そのユーザ端末に配信する機能を持つことによって、ユーザ毎に最適なコンテンツを配信することを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
A content distribution network configured by a content server that distributes content to user terminals, a plurality of access servers that accommodates a plurality of user terminals in a network, a plurality of network nodes, and a network management and control system,
The access server has a function of notifying the network management / control system of a line bandwidth value of an access line connecting the user terminal and the access server and identification information of the user terminal,
The network management / control system retains the line bandwidth value notified from the access server as an available bandwidth value available between the user terminal indicated by the identification information of the user terminal and the content server, and makes an inquiry from the content server. In response, it has the function of notifying the available bandwidth value to the content server,
When the content server holds a plurality of contents edited according to a plurality of communication bands and receives a content distribution request from a user terminal, the network management / control system inquires an available band value of the user terminal, When the available bandwidth value is received from the network management / control system, it selects the content suitable for the communication bandwidth equal to or less than the available bandwidth value and distributes it to the user terminal. A content distribution network characterized by distribution.
請求項1記載のコンテンツ配信ネットワークであって、前記アクセスサーバが、アクセスサーバとユーザ端末を接続するアクセス回線の回線帯域の変化を監視し、アクセス回線の回線帯域が変化した時、変化後の回線帯域値をネットワーク管理・制御機能に通知する機能を持ち、
前記ネットワーク管理・制御システムが、アクセスサーバから通知される回線帯域値によって利用可能帯域値を更新する機能を持つことによって、アクセス回線の回線帯域値の変化に合わせたコンテンツ配信を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
2. The content distribution network according to claim 1, wherein the access server monitors a change in a line bandwidth of an access line connecting the access server and the user terminal, and when the line band of the access line changes, the changed line. It has the function of notifying the bandwidth value to the network management / control function,
The network management / control system has a function of updating an available bandwidth value based on a bandwidth value notified from an access server, thereby performing content distribution according to a change in a bandwidth value of an access line. Content distribution network.
請求項2記載のコンテンツ配信ネットワークであって、前記ネットワーク管理・制御システムが、前記コンテンツサーバの負荷状態と、前記複数のネットワークノードの各回線の利用率とパケット損失率を定期的に測定する機能を持ち、コンテンツサーバの負荷が、あらかじめ定めた閾値を超えた場合、コンテンツサーバからコンテンツ配信を受けているユーザ端末の利用可能帯域値を削減し、ネットワークノードの回線の利用率、または、ネットワークノードのパケット損失率が、あらかじめ定めた閾値を超えた場合、該当ネットワークノードをコンテンツサーバからのコンテンツ配信の経路上に有するユーザ端末の利用可能帯域値を削減することによってコンテンツ配信量を減少させ、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態に合わせたコンテンツ配信を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。3. The content distribution network according to claim 2, wherein the network management / control system periodically measures a load state of the content server and a utilization rate and a packet loss rate of each line of the plurality of network nodes. If the load on the content server exceeds a predetermined threshold, the available bandwidth of the user terminal receiving the content distribution from the content server is reduced, and the line utilization rate of the network node or the network node If the packet loss rate exceeds a predetermined threshold, the content distribution amount is reduced by reducing the available bandwidth value of the user terminal having the corresponding network node on the content distribution path from the content server, According to the load status of the distribution network Content delivery network which is characterized in that the content delivery. 請求項2記載のコンテンツ配信ネットワークであって、前記コンテンツサーバが、コンテンツサーバの負荷状態を前記ネットワーク管理・制御システムに通知する機能を持ち、前記複数のネットワークノードが、ネットワークノードの回線利用率とパケット損失率を前記ネットワーク管理・制御システムに通知する機能を持ち、
前記ネットワーク管理・制御システムが、通知されたコンテンツサーバの負荷があらかじめ定めた閾値を超えた場合、コンテンツサーバからコンテンツ配信を受けているユーザ端末の利用可能帯域値を削減し、ネットワークノードの回線の利用率、または、ネットワークノードのパケット損失率があらかじめ定めた閾値を超えた場合、該当ネットワークノードをコンテンツサーバからのコンテンツ配信の経路上に有するユーザ端末の利用可能帯域値を削減することによってコンテンツ配信量を減少させ、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態に合わせたコンテンツ配信を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
3. The content distribution network according to claim 2, wherein the content server has a function of notifying a load state of the content server to the network management / control system, and the plurality of network nodes determine a line utilization rate of the network node. 4. Has a function of notifying the network management and control system of the packet loss rate,
When the notified load of the content server exceeds a predetermined threshold, the network management / control system reduces the available bandwidth value of the user terminal receiving the content distribution from the content server, and When the usage rate or the packet loss rate of the network node exceeds a predetermined threshold, the content distribution is performed by reducing the available bandwidth value of the user terminal having the relevant network node on the content distribution route from the content server. A content distribution network wherein the content is reduced and the content is distributed according to the load state of the content distribution network.
請求項3、4記載のコンテンツ配信ネットワークであって、ホスト名を同じとする複数のコンテンツサーバを持ち、さらに、コンテンツ配信ネットワーク内にDNSサーバ機能を持ち、
前記ネットワーク管理・制御システムが、各ユーザ端末に関して、ユーザ端末と複数のコンテンツサーバそれぞれに関する利用可能帯域値とコンテンツサーバのアドレスを保持し、上記DNSサーバからユーザ端末の識別情報とともにコンテンツサーバのホスト名のアドレスへの変換要求を受け、そのユーザ端末に関して上記複数のコンテンツサーバの中で、利用可能帯域値が最大のコンテンツサーバのアドレスを回答する機能を持ち、
上記DNSサーバが、ユーザ端末からコンテンツサーバのホスト名のアドレスへの変換要求を受けた時、上記ネットワーク管理・制御システムに問い合せることによって利用可能帯域値の最も大きいコンテンツサーバのアドレス獲得し、そのアドレスをユーザ端末に通知する機能を持つことによって、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態を考慮した負荷分散を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
The content distribution network according to claim 3, further comprising a plurality of content servers having the same host name, further comprising a DNS server function in the content distribution network,
The network management / control system holds, for each user terminal, an available bandwidth value and an address of the content server for each of the user terminal and the plurality of content servers, and the host name of the content server together with the identification information of the user terminal from the DNS server. A function of receiving the address of the content server having the largest available bandwidth value among the plurality of content servers with respect to the user terminal,
When the DNS server receives a conversion request from the user terminal to the address of the host name of the content server, the DNS server obtains the address of the content server having the largest available bandwidth value by querying the network management and control system, and obtains the address. A content distribution network having a function of notifying the user terminal of the content distribution, thereby performing load distribution in consideration of a load state of the content distribution network.
請求項3、4記載のコンテンツ配信ネットワークであって、ホスト名を同じとする複数のコンテンツサーバを持ち、さらに、コンテンツ配信ネットワーク内にDNSサーバ機能を持ち、
上記ネットワーク管理・制御システムが、各ユーザ端末に関して、ユーザ端末と複数のコンテンツサーバそれぞれに関する利用可能帯域値とコンテンツサーバのアドレスを保持し、各ユーザ端末に関して、コンテンツサーバのホスト名と利用可能帯域値が最大となるコンテンツサーバのアドレスを、ユーザ端末の識別情報とともにDNSサーバに通知する機能を持ち、
上記DNSサーバが、ユーザ端末毎にコンテンツサーバのホスト名とアドレスの対応情報を持ち、ユーザ端末からコンテンツサーバのホスト名のアドレスへの変換要求を受けた時、そのユーザ端末に関連付けられたコンテンツサーバのアドレスをユーザ端末に通知する機能を持つことによって、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態を考慮した負荷分散を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
The content distribution network according to claim 3, further comprising a plurality of content servers having the same host name, further comprising a DNS server function in the content distribution network,
The network management / control system holds, for each user terminal, an available bandwidth value and an address of the content server for each of the user terminal and the plurality of content servers, and for each user terminal, a host name and an available bandwidth value of the content server. Has the function of notifying the DNS server of the address of the content server with which
When the DNS server has correspondence information between the host name and the address of the content server for each user terminal and receives a conversion request from the user terminal to the address of the host name of the content server, the content server associated with the user terminal A content distribution network having a function of notifying a user terminal of the content distribution network, thereby performing load distribution in consideration of a load state of the content distribution network.
請求項3、4記載のコンテンツ配信ネットワークであって、前記アクセスサーバが、前記ネットワーク管理・制御機能から設定可能なアドレス変換機能を持ち、
前記ネットワーク管理・制御システムが、各ユーザ端末に関して、ユーザ端末と複数のコンテンツサーバそれぞれに関する利用可能帯域値とコンテンツサーバのアドレスを保持し、ユーザ端末に対する利用可能帯域情報の決定、変更時に、利用可能帯域値が最も大きいコンテンツサーバを選択し、上記アクセスサーバに、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求の宛先アドレスを、選択したコンテンツサーバのアドレスに変換する設定を行い、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を、利用可能帯域値の最も大きいコンテンツサーバに転送する機能を持つことにより、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態を考慮した負荷分散を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
The content distribution network according to claim 3, wherein the access server has an address translation function that can be set from the network management / control function,
The network management / control system holds, for each user terminal, an available bandwidth value and an address of the content server for each of the user terminal and the plurality of content servers, and the available bandwidth value is determined and changed when the available bandwidth information for the user terminal is changed. The content server having the largest bandwidth value is selected, and the access server is set to convert the destination address of the content distribution request from the user terminal into the address of the selected content server. A content distribution network having a function of transferring to a content server having the largest available bandwidth value, thereby performing load distribution in consideration of a load state of the content distribution network.
請求項3、4記載のコンテンツ配信ネットワークであって、前記アクセスサーバが、前記ネットワーク管理・制御機能から設定可能なパケットカプセル化機能を持ち、
前記ネットワーク管理・制御システムが、各ユーザ端末に関して、ユーザ端末と複数のコンテンツサーバそれぞれに関する利用可能帯域値とコンテンツサーバのアドレスを保持し、ユーザ端末に対する利用可能帯域情報の決定、変更時に、利用可能帯域値が最も大きいコンテンツサーバを選択し、上記アクセスサーバに、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を含むパケットを、選択したコンテンツサーバのアドレスを宛先とするパケットでカプセル化する設定を行い、ユーザ端末からのコンテンツ配信要求を、利用可能帯域値の最も大きいコンテンツサーバに転送する機能を持つことにより、コンテンツ配信ネットワークの負荷状態を考慮した負荷分散を行うことを特徴とするコンテンツ配信ネットワーク。
The content distribution network according to claim 3, wherein the access server has a packet encapsulation function that can be set from the network management / control function,
The network management / control system holds, for each user terminal, an available bandwidth value and an address of the content server for each of the user terminal and the plurality of content servers, and the available bandwidth value is determined and changed when the available bandwidth information for the user terminal is changed. The content server having the largest bandwidth value is selected, and the access server is set to encapsulate the packet including the content distribution request from the user terminal with the packet addressed to the address of the selected content server. A content distribution request having the function of transferring the content distribution request to the content server having the largest available bandwidth value, thereby performing load distribution in consideration of the load state of the content distribution network.
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