JP2009163440A

JP2009163440A - Load distribution method, load distribution system, load distribution server and load distribution program

Info

Publication number: JP2009163440A
Application number: JP2007341363A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Mukai; 慶和向井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-07-23

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load distribution method, a load distribution system, a load distribution server and a load distribution program, for achieving high distribution performance as a whole distribution service. <P>SOLUTION: In load distribution for adjusting the distribution loads of a distribution server, a distribution server which distributes the request content of a client is selected based on an upper limit band which is made variable according to a time predicted under the consideration of the future load of the distribution server. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、配信サーバの配信負荷の分散に関し、特に、複数の配信サーバの負荷分散方法、負荷分散システム、負荷分散サーバ及び負荷分散プログラムに関する。 The present invention relates to distribution of distribution loads of distribution servers, and more particularly to a load distribution method, a load distribution system, a load distribution server, and a load distribution program for a plurality of distribution servers.

ブロードバンドの普及に伴い、ストリーミング映像配信サービスの利用が増加してきており、大量の視聴要求に対しても映像品質を保証できる負荷分散技術の重要性が高まっている。また、映像品質を保証するためには、配信サーバに性能以上の帯域を使用させないことが必要であり、負荷分散技術における効果的な帯域制御アルゴリズムが求められている。 With the spread of broadband, the use of streaming video distribution services has increased, and the importance of load distribution technology that can guarantee video quality even for a large number of viewing requests is increasing. In addition, in order to guarantee video quality, it is necessary not to let the distribution server use a bandwidth that exceeds the performance, and an effective bandwidth control algorithm in the load distribution technique is required.

また、これまで映像再生開始を早めるためのバースト転送というストリーミング技術（映像の初めの部分のみ通常より多くの帯域を使用して高速にデータを送信する技術）が存在（Windows Media Services 9 Seriesのファストストリーミング機能等）することによりコンテンツの残り時間を正確に計算するのは難しいという意識が一般的であった。また、配信サーバの使用可能な帯域を多少オーバーしても許容範囲であるという意識が一般的であった。このような意識により、これまで未来の使用帯域を予測するようなロードバランス手法はあまり存在していなかった。 In addition, there is a streaming technology called burst transfer (a technology that transmits data at a high speed using more bandwidth than usual only at the beginning of the video) to accelerate the start of video playback (Windows Media Services 9 Series Fast). In general, it was difficult to accurately calculate the remaining time of content by using a streaming function. In addition, there is a general awareness that even if the available bandwidth of the distribution server is slightly exceeded, it is within an allowable range. With this consciousness, there have not been many load balance methods for predicting the future bandwidth.

しかし、今後のネットワークのインフラストラクチュアとして有力なＮＧＮ（Next Generation Network）網においては、一定の帯域を保証するようなコンスタントビットレートにおけるストリーミングやダウンロードサービスが一般的になると予想され、一定の帯域が保証されるようなネットワーク網における有効な負荷分散手法が期待されている。 However, in the next generation network (NGN) network, which is promising as an infrastructure for future networks, streaming and download services at constant bit rates that guarantee a certain bandwidth are expected to become common, and a certain bandwidth is guaranteed. Therefore, an effective load balancing method in such a network is expected.

本発明の関連技術として、特許文献１に、以下のような配信負荷分散コンテンツ配信システムが開示されている。一日一回の深夜のバッチ処理により、予め全ユーザにコンテンツの希望配信時間とユーザの優先度とを配信サーバ側に設定しておき、前記配信時間の配信時に、配信サーバの一定値の上限負荷をオーバーする場合はユーザの優先度に応じて配信の時間帯をずらす。これにより、配信サーバの負荷分散を図ることができる。
特開２００７−００６０５５号公報（段落0017〜0020参照） As a related technique of the present invention, Patent Document 1 discloses the following distribution load distribution content distribution system. By performing batch processing once a day at midnight, the desired delivery time of the content and the priority of the user are set on the delivery server side in advance for all users, and at the time of delivery of the delivery time, an upper limit of a certain value of the delivery server When the load is exceeded, the distribution time zone is shifted according to the priority of the user. Thereby, load distribution of the distribution server can be achieved.
JP 2007-006055 A (see paragraphs 0017 to 0020)

ストリーミング映像配信及びダウンロード配信におけるロードバランスとしては、各配信サーバで配信要求があったコンテンツのビットレート（帯域）を加算しても、使用可能な帯域（「上限帯域」という。）をオーバーしない配信サーバに配信要求を割り当てる方法が考えられる。この方法では、全体のストリーミング及びダウンロードサービスとしての配信性能は各配信サーバの上限帯域の合計値ということになる。 As a load balance in streaming video distribution and download distribution, even if the bit rate (bandwidth) of the content requested by each distribution server is added, distribution that does not exceed the usable bandwidth (referred to as “upper limit bandwidth”). A method for assigning a distribution request to a server is conceivable. In this method, the distribution performance as a whole streaming and download service is the total value of the upper limit bandwidth of each distribution server.

また、配信サーバの配信以外の要因など最悪の場合を想定して、その上限帯域として予め充分低めの固定値に設定したり、前記要因を考慮せず本来の上限帯域（固定値）に設定して、そもそも配信以外の負荷が発生した場合の映像品質等を保証しないという制限を設けることが考えられる。 In addition, assuming the worst case such as factors other than the distribution server distribution, the upper limit band is set to a sufficiently low fixed value in advance, or the original upper limit band (fixed value) is set without considering the above factors. In the first place, it may be possible to provide a restriction that video quality or the like when a load other than distribution occurs is not guaranteed.

しかし前者では、ストリーミング映像配信サービスやダウンロードサービス全体として高い配信性能を実現するには、多くの配信サーバを用意する必要があり、コスト面・運用面で問題があった。また後者では、配信以外の負荷が発生する配信サーバにストリーミングを割り当てた場合、映像が乱れるなどの品質劣化を招き、サービスとしての満足度を下げる要因になるという問題があった。 However, in the former, in order to realize high distribution performance as a whole of the streaming video distribution service and the download service, it is necessary to prepare a large number of distribution servers, which causes a problem in terms of cost and operation. In the latter case, when streaming is assigned to a distribution server that generates a load other than distribution, there is a problem in that quality degradation such as video is disturbed and the satisfaction as a service is lowered.

また、特許文献１記載の関連技術は、ユーザの支払う料金等による優先度に応じて配信サーバの負荷分散を行う手法に関するものであり、負荷分散の配信サーバの上限負荷は固定値（例えば１Ｇｂｐｓ）であって、しかも予め全ユーザの希望配信時間と優先度を設定する配信要求に基づき配信スケジュールを行うものである。 The related technology described in Patent Document 1 relates to a technique for distributing the load of the distribution server according to the priority based on the fee paid by the user, and the upper limit load of the distribution server for load distribution is a fixed value (for example, 1 Gbps). In addition, a distribution schedule is performed based on a distribution request for setting desired distribution times and priorities for all users in advance.

この負荷分散方法は希望配信時間の配信が配信サーバの前記固定値の上限負荷をオーバーする場合、ユーザの優先度に応じて配信の時間帯を早める等、配信時間をずらすものであるから、配信サーバが過負荷状態のときは視聴要求の希望配信時間での配信が保証できなくなる。 This load balancing method shifts the distribution time, for example, by shortening the distribution time period according to the priority of the user when the distribution of the desired distribution time exceeds the upper limit load of the fixed value of the distribution server. When the server is overloaded, it is impossible to guarantee delivery of the viewing request at the desired delivery time.

つまり、前記関連技術は配信サーバの配信中における新規の配信要求に対するロードバランス手法ではないだけでなく、配信要求時点からの配信を受けることができないことがあることを前提としており、サービス満足度に影響する点で問題がある。 In other words, the related technology is not only a load balance method for a new distribution request during distribution by a distribution server, but also assumes that it may not be possible to receive distribution from the point of distribution request. There is a problem in affecting it.

本発明の目的は、上記の課題を解決する負荷分散方法、負荷分散システム、負荷分散サーバ及び負荷分散プログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a load distribution method, a load distribution system, a load distribution server, and a load distribution program that solve the above-described problems.

本発明の第１の負荷分散方法は、配信サーバの配信負荷を調整する負荷分散方法であって、配信サーバの未来の負荷を考慮して予測した時刻に応じて可変の上限帯域に基づいて、クライアントの要求コンテンツを配信する配信サーバを選定することを特徴とする。 A first load distribution method of the present invention is a load distribution method for adjusting a distribution load of a distribution server, based on a variable upper limit band according to a time predicted in consideration of a future load of the distribution server, A distribution server that distributes the requested content of the client is selected.

本発明の第１の負荷分散システムは、クライアントの要求コンテンツを配信する配信サーバを選定する負荷分散サーバを備える負荷分散システムであって、前記負荷分散サーバは、配信サーバの未来の負荷を考慮した時刻に応じて可変の上限帯域を予測し、予測した上限帯域に基づいてクライアントの要求コンテンツを配信する配信サーバを選定することを特徴とする。 A first load distribution system according to the present invention is a load distribution system including a load distribution server that selects a distribution server that distributes requested content of a client, and the load distribution server considers the future load of the distribution server. A variable upper limit band is predicted according to the time, and a distribution server that distributes the requested content of the client is selected based on the predicted upper limit band.

本発明の第１の負荷分散サーバは、クライアントの要求コンテンツを配信する配信サーバを選定する負荷分散サーバであって、配信サーバの未来の負荷を考慮した時刻に応じて可変の上限帯域を予測し、前記上限帯域に基づいてクライアントの要求コンテンツを配信する配信サーバを選定する制御部を備えることを特徴とする。 The first load distribution server of the present invention is a load distribution server that selects a distribution server that distributes the requested content of the client, and predicts a variable upper limit band according to a time in consideration of the future load of the distribution server. And a control unit that selects a distribution server that distributes the requested content of the client based on the upper limit band.

本発明の第１の負荷分散プログラムは、クライアントの要求コンテンツを配信する配信サーバを選定する負荷分散サーバの負荷分散プログラムであって、コンピュータを、配信サーバの未来の負荷を考慮した時刻に応じて可変の上限帯域を予測し、前記上限帯域に基づいてクライアントの要求コンテンツを配信する配信サーバを選定する制御部として機能させることを特徴とする。 A first load distribution program of the present invention is a load distribution program of a load distribution server that selects a distribution server that distributes requested content of a client, and the computer is set according to the time in consideration of the future load of the distribution server. A variable upper limit band is predicted, and the function is performed as a control unit that selects a distribution server that distributes a client request content based on the upper limit band.

本発明によれば、予測可能な未来の負荷要因（ウィルスチェックやデータバックアップなど）に応じて上限帯域を可変に設定（スケジュール）することで、配信サーバのリソースを配信性能に効率よく割り当てることができ、未来の負荷を考慮したロードバランスが可能になる。従って、同じ配信性能を少ない台数の配信サーバで実現できる（コスト・運用負担を削減できる）。また、ストリーミング又はダウンロードサービス全体の配信性能を向上できる。また、予測可能な未来の負荷が発生した場合でも配信品質を保証することが可能である。 According to the present invention, the resource of the distribution server can be efficiently allocated to the distribution performance by variably setting (scheduling) the upper limit bandwidth according to a predictable future load factor (virus check, data backup, etc.). It is possible to balance the load considering the future load. Therefore, the same distribution performance can be realized with a small number of distribution servers (cost and operational burden can be reduced). Also, the distribution performance of the entire streaming or download service can be improved. In addition, it is possible to guarantee the delivery quality even when a predictable future load occurs.

次に、本発明の負荷分散方法、負荷分散システム、負荷分散サーバ及び負荷分散プログラムの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Next, an embodiment of the load distribution method, load distribution system, load distribution server, and load distribution program of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の負荷分散方法、負荷分散システム、負荷分散サーバ及び負荷分散プログラムについて説明する。 (First embodiment)
A load distribution method, a load distribution system, a load distribution server, and a load distribution program according to the first embodiment of the present invention will be described.

図１は本実施形態の負荷分散方法のフローチャートを示す図である。本実施形態の負荷分散方法は、映像等のコンテンツのストリーミング又はダウンロードサービスを要求するクライアントに対し、複数の配信サーバの映像配信等の負荷バランスを制御する負荷分散サーバによって、未来の配信サーバの使用帯域を予測したロードバランス手法を採用する。 FIG. 1 is a diagram showing a flowchart of the load distribution method of this embodiment. The load distribution method according to the present embodiment uses a future distribution server by a load distribution server that controls a load balance such as video distribution of a plurality of distribution servers to a client that requests a streaming or download service of content such as video. Adopt a load balance method that predicts bandwidth.

その手順は、各配信サーバからそれぞれの負荷要因による上限帯域のスケジュール情報を取得しておく（ステップＳ１）。次にクライアントからの映像コンテンツ等の視聴要求コンテンツ（要求コンテンツ）を受けると（ステップＳ２）、要求コンテンツを配信した場合の各配信サーバの予測使用帯域の推移を算出し、またスケジュール情報に基づく各配信サーバの時刻に応じて可変の上限帯域との比較を行う（ステップＳ３）。そして要求コンテンツの配信期間に一度も予測使用帯域が前記上限帯域をオーバーしない場合に、当該配信サーバを要求コンテンツの配信サーバの候補として決定し、配信サーバの候補が複数あった場合は最も使用帯域が小さい配信サーバを選択する（ステップＳ４）。次に該配信サーバのＵＲＬ（ＩＰアドレス）をクライアントに通知し、クライアントが該配信サーバにアクセスして要求コンテンツの配信を受けることを可能とする（ステップＳ５）。この手順によりクライアントの要求に対する配信サーバのロードバランスを実現する。 In this procedure, schedule information of the upper limit bandwidth due to each load factor is acquired from each distribution server (step S1). Next, when viewing request content (request content) such as video content from the client is received (step S2), the transition of the predicted use bandwidth of each distribution server when the requested content is distributed is calculated, and each schedule based on the schedule information is calculated. Comparison with a variable upper limit band according to the time of the distribution server is performed (step S3). Then, if the predicted use bandwidth never exceeds the upper limit bandwidth during the distribution period of the requested content, the distribution server is determined as a distribution server candidate for the requested content, and if there are multiple distribution server candidates, the most used bandwidth A distribution server having a small value is selected (step S4). Next, the URL (IP address) of the distribution server is notified to the client, and the client can access the distribution server and receive the requested content (step S5). This procedure realizes load balancing of the distribution server with respect to client requests.

図２は本実施形態の負荷分散システムを示す図である。配信映像の視聴端末等を有するクライアント１と、負荷分散サーバ２と、複数の配信サーバ３（３−１〜３−Ｎ）とがネットワークで接続されたシステム構成を備える。各部の機能は以下のとおりである。 FIG. 2 is a diagram showing the load distribution system of the present embodiment. It has a system configuration in which a client 1 having a distribution video viewing terminal, a load distribution server 2, and a plurality of distribution servers 3 (3-1 to 3-N) are connected via a network. The function of each part is as follows.

クライアント１は、複数の配信サーバ３の何れかから所望コンテンツの映像ストリーム等の配信を受け、端末上で視聴等を行うことが可能であるが、複数の配信サーバ３の配信負荷の偏在の発生を回避するために配信要求は負荷分散サーバ２に行う。クライアント１は、負荷分散サーバ２で決定した配信サーバ３に関する返送された指定アドレス（ＩＰアドレス）にアクセスして該配信サーバから映像配信等を受ける。 The client 1 can receive a video stream or the like of a desired content from any one of the plurality of distribution servers 3 and can view and listen on the terminal. However, the distribution load of the plurality of distribution servers 3 is unevenly distributed. In order to avoid this, a distribution request is made to the load distribution server 2. The client 1 accesses the designated address (IP address) returned for the distribution server 3 determined by the load distribution server 2 and receives video distribution or the like from the distribution server.

負荷分散サーバ２は具備する制御部による制御により、（１）まず、負荷分散サーバ２は複数の配信サーバ３から負荷要因による上限帯域のスケジュール情報を取得して保持しておく。（２）次に、負荷分散サーバ２はクライアント１からの要求コンテンツを含む配信要求を受付け、該要求コンテンツを配信可能な配信サーバ毎に、該要求コンテンツの配信に必要な帯域を含めて、使用帯域を予測使用帯域の推移として予測し、前記予測使用帯域の推移が要求コンテンツの配信期間に亘り、配信サーバ３のスケジュール情報に基づく時刻に応じて可変の上限帯域以下の場合に、当該配信サーバを要求コンテンツの配信を行う配信サーバとして選定する。負荷分散サーバ２は選定した配信サーバのＵＲＬ（ＩＰアドレス）を指定アドレスとしてクライアント１に返送する。（３）クライアント１は受信したＵＲＬにより前記配信サーバにアクセスし、ストリーミング映像配信等を受ける。 The load distribution server 2 is controlled by the control unit provided therein. (1) First, the load distribution server 2 acquires and holds schedule information of the upper limit bandwidth due to load factors from a plurality of distribution servers 3. (2) Next, the load distribution server 2 accepts the distribution request including the requested content from the client 1 and uses it for each distribution server capable of distributing the requested content, including the bandwidth necessary for distributing the requested content. When the bandwidth is predicted as a transition of the predicted usage band, and the transition of the predicted usage band is less than or equal to the upper limit bandwidth variable according to the time based on the schedule information of the distribution server 3 over the distribution period of the requested content, the distribution server Is selected as a distribution server for distributing requested contents. The load distribution server 2 returns the selected distribution server URL (IP address) to the client 1 as a specified address. (3) The client 1 accesses the distribution server by the received URL and receives streaming video distribution or the like.

複数の配信サーバ３は、それぞれ、配信サーバの各自のＩＰアドレスに加えて、上限帯域のデフォルト値（デフォルト上限帯域）、配信負荷以外の負荷（ウィルスチェック、メンテナンス等）による時間帯毎の上限帯域のスケジュールデータ等を含むスケジュール情報を負荷分散サーバ２に通知する。これにより、クライアント１の映像配信等の要求に対する負荷分散の調整を受ける。 Each of the plurality of distribution servers 3 has an upper limit bandwidth for each time zone based on a default value of the upper limit bandwidth (default upper limit bandwidth) and a load other than the distribution load (virus check, maintenance, etc.) in addition to each IP address of the distribution server The schedule information including the schedule data is notified to the load distribution server 2. As a result, the load distribution is adjusted in response to a request for video distribution or the like of the client 1.

以上の構成により、複数の配信サーバ３は、新たな配信先であるクライアントの配信要求によってそれぞれの上限帯域を超える配信動作を回避することが可能となる。 With the above configuration, the plurality of distribution servers 3 can avoid a distribution operation exceeding the respective upper limit bands by a distribution request from a client that is a new distribution destination.

図３は本実施形態の配信負荷分散を負荷分散プログラムで実行可能な装置構成を示す図である。負荷分散の制御を負荷分散プログラムにより実行する負荷分散サーバ２の構成例を示している。負荷分散サーバ２は、ネットワークとのインターフェース部２ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、その他メモリ、ハードディスク等でなる記憶部２ｂと、負荷分散の制御を行うコンピュータを構成するＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）等でなる制御部２ｃとから構成される。 FIG. 3 is a diagram showing a device configuration capable of executing distribution load distribution according to the present embodiment by a load distribution program. 2 shows a configuration example of a load distribution server 2 that executes load distribution control by a load distribution program. The load distribution server 2 constitutes a network interface unit 2a, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a storage unit 2b composed of other memory, a hard disk, and the like, and a computer that controls load distribution. And a control unit 2c including a CPU (Central Processing Unit).

インターフェース部２ａは、配信サーバ３からの情報の受信、クライアント１からの配信要求の受信、クライアント１への配信サーバ３のＵＲＬ等の指定アドレスの送信の各機能を有する。 The interface unit 2 a has functions of receiving information from the distribution server 3, receiving a distribution request from the client 1, and transmitting a specified address such as the URL of the distribution server 3 to the client 1.

記憶部２ｂは制御プログラムとしての負荷分散の前記機能を実現する負荷分散プログラムを記憶するとともに、複数の配信サーバ３から受信した配信サーバの上限帯域のスケジュール情報を記憶する。 The storage unit 2b stores a load distribution program that realizes the function of load distribution as a control program, and stores schedule information on the upper limit bandwidth of the distribution server received from the plurality of distribution servers 3.

制御部２ｃは、記憶部２ｂから負荷分散プログラムを読み込み、読み込んだ負荷分散プログラムにより制御され各部を制御して図１、２に関する前述の機能を実現する。つまり、記憶部２ｂには負荷分散プログラムとして、配信サーバ３のスケジュール情報等を取得する機能、クライアント１の視聴要求を受け付ける機能、各配信サーバが要求コンテンツを配信する場合に、それぞれの上限帯域をオーバーするか否かを判断する機能、最適な配信サーバを選択する機能、該配信サーバのＵＲＬをクライアント１に通知する機能、等の前述の各機能を制御部（ＣＰＵ）に実現させるプログラムが格納される。 The control unit 2c reads the load distribution program from the storage unit 2b, and controls each unit controlled by the read load distribution program to realize the above-described functions related to FIGS. That is, in the storage unit 2b, as a load distribution program, a function for acquiring the schedule information of the distribution server 3, a function for receiving the viewing request of the client 1, and the upper limit bandwidth when each distribution server distributes the requested content. Stores a program for causing the control unit (CPU) to implement the above-described functions such as a function for determining whether to exceed, a function for selecting an optimal distribution server, and a function for notifying the client 1 of the URL of the distribution server. Is done.

以上のように、各配信サーバに設定する上限帯域を固定値とするのではなく、未来の負荷要因に応じて時刻に応じて可変に設定することによって、配信サーバのリソースを配信性能に効率よく柔軟に割り当てることが可能になる。これによりストリーミング及びダウンロードサービス全体としての配信性能が向上する。また、未来の負荷要因に対する配信（映像）品質等の保証も可能になる。 As described above, the upper limit bandwidth set for each distribution server is not set to a fixed value, but is variably set according to the time according to the future load factor, thereby efficiently distributing the resources of the distribution server to the distribution performance. It becomes possible to allocate flexibly. As a result, the distribution performance as a whole of the streaming and download service is improved. In addition, it is possible to guarantee delivery (video) quality and the like against future load factors.

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態として、クライアントが配信サーバからストリーミング映像配信サービスを受け、視聴端末等により視聴する例により以下説明する。
（構成の説明）
図４は本発明の第２の実施形態の負荷分散システムの構成を示す図である。本実施形態は、所定の視聴要求コンテンツ（要求コンテンツ）の視聴要求を送信するクライアント１と、映像配信を行う配信サーバを負荷要因を判断して決定する負荷分散サーバ２と、ストリーミング映像等の配信（ストリーミング配信）を行う複数個の配信サーバ３（３−１〜３−Ｎ）と、から構成されている。本実施形態においては前提として、全ての配信サーバ３−１〜３−Ｎは全てのコンテンツのストリーミング映像の配信が可能とする。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described below by using an example in which a client receives a streaming video distribution service from a distribution server and views it with a viewing terminal or the like.
(Description of configuration)
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the load distribution system according to the second embodiment of this invention. In the present embodiment, a client 1 that transmits a request for viewing a predetermined viewing request content (requested content), a load distribution server 2 that determines a distribution server that performs video distribution by determining a load factor, and distribution of streaming video and the like And a plurality of distribution servers 3 (3-1 to 3-N) that perform (streaming distribution). In the present embodiment, it is assumed that all distribution servers 3-1 to 3 -N can distribute streaming video of all contents.

負荷分散サーバ２は、クライアント要求受付／返却処理部２１と、負荷分散の処理を行うための配信サーバ決定部２２と、予測使用帯域計算部２３とからなり、帯域計算等の処理用の情報として、各配信サーバ３−１〜３−Ｎの上限帯域設定情報２４と、配信サーバ視聴状況２５と、コンテンツ情報２６を備える。 The load distribution server 2 includes a client request reception / return processing unit 21, a distribution server determination unit 22 for performing load distribution processing, and a predicted use bandwidth calculation unit 23, as information for processing such as bandwidth calculation. The upper limit bandwidth setting information 24 of each of the distribution servers 3-1 to 3 -N, the distribution server viewing status 25, and the content information 26.

ここで上限帯域設定情報２４は、配信サーバ３−１〜３−Ｎのそれぞれに設定された負荷要因による配信の上限帯域にかかるスケジュール情報を含む。 Here, the upper limit band setting information 24 includes schedule information related to the upper limit band of distribution due to the load factor set in each of the distribution servers 3-1 to 3 -N.

配信サーバ視聴状況２５は以下の配信サーバの映像配信等の配信状況の情報である。つまり各配信サーバにおける視聴中のクライアントＩＰ（ＩＰアドレス）、視聴中のコンテンツの識別データであるコンテンツＩＤ（content identifier number）、現在の視聴コンテンツＩＤ別の配信開始時間及び配信終了時間（視聴開始時間及び視聴終了時間（予測））等に関する情報である。 The distribution server viewing status 25 is information on distribution status such as video distribution of the following distribution server. That is, the client IP (IP address) being viewed on each distribution server, the content ID (content identifier number) that is identification data of the content being viewed, the distribution start time and the distribution end time (viewing start time) for each current viewing content ID And viewing end time (prediction)).

配信サーバ視聴状況２５のデータは本実施形態の負荷分散の処理による配信サーバの決定の結果（経緯）の情報に基づいて負荷分散サーバ２内で作成され得る。本実施形態ではクライアントの視聴開始時に追加され、視聴終了時に削除されるものとする。 Data of the distribution server viewing status 25 can be created in the load distribution server 2 based on information on the result (background) of the distribution server determination by the load distribution processing of the present embodiment. In this embodiment, it is added when the client starts viewing and is deleted when viewing ends.

コンテンツ情報２６は、配信サーバの配信可能なコンテンツＩＤ別のコンテンツ長（視聴時間）及びビットレート（伝送速度）等の情報である。 The content information 26 is information such as a content length (viewing time) and a bit rate (transmission speed) for each content ID that can be distributed by the distribution server.

負荷分散サーバ２の各部（２１〜２３）の機能、動作は概略つぎのとおりである。
クライアント要求受付／返却処理部２１は、ネットワークとのインターフェース機能を有し、クライアント１から特定のコンテンツの視聴要求を受け付け、配信サーバ決定部２２へ視聴要求の情報を渡す。その後、配信サーバ決定部２２の処理結果を受けて、クライアント１の視聴要求に対し最適な映像配信元として選択された配信サーバ３−１〜３−ＮのいずれかにアクセスするためのＵＲＬ（ＩＰアドレス）をクライアント１に返却（送信）する。 The function and operation of each part (21 to 23) of the load distribution server 2 are as follows.
The client request reception / return processing unit 21 has an interface function with the network, receives a specific content viewing request from the client 1, and passes the viewing request information to the distribution server determination unit 22. Thereafter, a URL (IP for accessing one of the distribution servers 3-1 to 3 -N selected as the optimal video distribution source in response to the viewing request of the client 1 in response to the processing result of the distribution server determination unit 22. Address) is returned (sent) to the client 1.

配信サーバ決定部２２は、クライアント要求受付／返却処理部２１等を介して複数の配信サーバ３−１〜３−Ｎから上限帯域のスケジュール情報を取得して上限帯域設定情報２４に記憶する。また、クライアント１から受け付けた要求コンテンツに関する情報を予測使用帯域計算部２３に通知し、予測使用帯域計算部２３で後述する方法で算出した時刻に応じて可変の予測使用帯域を取得する。 The distribution server determination unit 22 acquires the schedule information of the upper limit band from the plurality of distribution servers 3-1 to 3 -N via the client request reception / return processing unit 21 and stores it in the upper limit band setting information 24. In addition, the predicted use band calculation unit 23 is notified of information related to the requested content received from the client 1, and the predicted use band calculation unit 23 acquires a variable predicted use band according to the time calculated by a method described later.

取得した予測使用帯域と上限帯域設定情報２４から生成した各配信サーバの時刻に応じて可変の上限帯域とを比較して、要求コンテンツを最後まで視聴するまでの期間に、予測使用帯域が一度も上限帯域をオーバーしない配信サーバ３−１〜３−Ｎを探索する。 The obtained predicted use band is compared with the variable upper limit band according to the time of each distribution server generated from the upper limit band setting information 24, and the predicted use band is once in the period until the request content is viewed to the end. The distribution servers 3-1 to 3-N that do not exceed the upper limit bandwidth are searched.

探索した配信サーバの中から現時点で最も使用帯域が小さい配信サーバに視聴要求を割り当て、割り当てた配信サーバのＩＰアドレスをクライアント１に返送する。 A viewing request is allocated to the distribution server with the smallest bandwidth currently used among the searched distribution servers, and the IP address of the allocated distribution server is returned to the client 1.

予測使用帯域計算部２３は、配信サーバ決定部２２から通知された要求コンテンツに関する情報に基づいて、配信サーバ視聴状況２５とコンテンツ情報２６を参照し、全ての配信サーバ３−１〜３−Ｎについて、それぞれの配信サーバにおける配信に必要な時刻により可変の予測使用帯域を計算する。 The predicted use bandwidth calculation unit 23 refers to the distribution server viewing status 25 and the content information 26 based on the information related to the requested content notified from the distribution server determination unit 22 and all the distribution servers 3-1 to 3-N. Then, the variable predicted use band is calculated according to the time required for distribution in each distribution server.

つまり、配信サーバ視聴状況２５とコンテンツ情報２６から視聴中のコンテンツの使用帯域や残り時間等の情報を取得し、要求コンテンツを最後まで視聴するまでの期間、全ての配信コンテンツの使用帯域を時刻毎に加算して、それぞれの配信サーバにおける配信に必要な時刻により可変の予測使用帯域を計算する。 That is, information such as the usage band and remaining time of the content being viewed is acquired from the distribution server viewing status 25 and the content information 26, and the usage bandwidth of all distribution contents is set for each time period until the requested content is viewed to the end In addition, a variable predicted use band is calculated according to the time required for distribution in each distribution server.

（動作の説明）
次に、本発明の第２の実施形態の負荷分散システムの動作について詳細に説明する。 (Description of operation)
Next, the operation of the load distribution system according to the second exemplary embodiment of the present invention will be described in detail.

図５は本実施形態の負荷分散サーバ２の動作の処理フローチャートを示す図である。
図５に示すメイン処理（Ａ１〜Ａ６）において、クライアント要求受付／返却処理部２１がクライアント１から視聴要求コンテンツを指定した視聴要求を受け付けると（ステップＡ１）、負荷分散サーバ２は全ての配信サーバについて以下の処理を実行する（ステップＡ２）。 FIG. 5 is a diagram showing a processing flowchart of the operation of the load distribution server 2 of this embodiment.
In the main processing (A1 to A6) shown in FIG. 5, when the client request reception / return processing unit 21 receives a viewing request designating the viewing request content from the client 1 (step A1), the load distribution server 2 is connected to all distribution servers. The following processing is executed for (Step A2).

つまり、配信サーバ決定部２２は全ての配信サーバ３−１〜３−Ｎの予測使用帯域の算出を予測使用帯域計算部２３に求める（ステップＡ３）。予測使用帯域計算部２３が各配信サーバの予測使用帯域を算出すると、それぞれの予測使用帯域が各配信サーバの上限帯域をオーバーしているか否かをチェックし（ステップＡ４）、クライアント１の配信サーバとしての候補を決定する。 In other words, the distribution server determination unit 22 asks the predicted use band calculation unit 23 to calculate the predicted use band of all the distribution servers 3-1 to 3-N (step A3). When the predicted use band calculation unit 23 calculates the predicted use band of each distribution server, it is checked whether or not each predicted use band exceeds the upper limit band of each distribution server (step A4), and the distribution server of the client 1 is checked. As a candidate.

メイン処理のステップＡ３は、予測使用帯域計算部２３がすべての配信サーバ３−１〜３−Ｎについて、それぞれの視聴中コンテンツに要求コンテンツを含めて最後まで視聴した場合の個々の配信サーバの予測使用帯域を計算する処理である。この処理の詳細は以下のとおりである。 Step A3 of the main process is the prediction of individual distribution servers when the predicted use bandwidth calculation unit 23 has viewed all the distribution servers 3-1 to 3 -N including the requested content in the currently viewed content to the end. This is a process of calculating the bandwidth used. The details of this process are as follows.

まず、予測使用帯域計算部２３は、配信サーバ視聴状況２５から、ある配信サーバの視聴中のコンテンツを探索し（ステップＢ１）、１つの視聴中のコンテンツ（視聴中コンテンツ）が探索された場合に（ステップＢ２、Ｎｏ）、視聴中コンテンツの残り時間（視聴残り時間）を取得する（ステップＢ３）。 First, the predicted use band calculation unit 23 searches the distribution server viewing status 25 for content being viewed by a certain distribution server (step B1), and when one content being viewed (viewed content) is searched. (Step B2, No), the remaining time (viewing remaining time) of the content being viewed is acquired (Step B3).

次に、コンテンツ情報２６から前記視聴中コンテンツのビットレートと要求コンテンツの長さ（要求コンテンツ長）を取得し、要求コンテンツ長と視聴中コンテンツの残り時間とを比較して（ステップＢ４）、前記視聴中コンテンツの視聴残り時間が要求コンテンツ長未満の場合は、視聴残り時間まで当該コンテンツのビットレートを予測使用帯域として加算する（ステップＢ５）。 Next, the bit rate of the viewing content and the length of the requested content (requested content length) are acquired from the content information 26, and the requested content length is compared with the remaining time of the viewing content (step B4). If the remaining viewing time of the currently viewed content is less than the requested content length, the bit rate of the content is added as the predicted use band until the remaining viewing time (step B5).

また、ステップＢ４で前記視聴中コンテンツの視聴残り時間が要求コンテンツ長以上の場合は、要求コンテンツ長まで当該コンテンツのビットレートを前記予測使用帯域として加算する（ステップＢ６）。 When the remaining viewing time of the currently viewed content is equal to or longer than the requested content length in step B4, the bit rate of the content is added as the predicted use band up to the requested content length (step B6).

同様に配信サーバ視聴状況２５から同じ配信サーバの次の視聴中コンテンツを探索し（ステップＢ１）、以上の処理（ステップＢ２〜Ｂ６）を行い、当該配信サーバのコンテンツが全て探索されるまで繰り返して（ステップＢ２、Ｙｅｓ）、視聴中コンテンツのみの予測使用帯域を計算する。当該配信サーバのコンテンツが全て探索されると、次に要求コンテンツについても配信することを仮定して、該要求コンテンツ長まで、そのビットレートを前記予測使用帯域に加算する。これにより、視聴要求コンテンツを最後まで視聴した場合の視聴終了時間までの予測使用帯域の推移として時系列に求める（ステップＢ７）。 Similarly, the next viewing content of the same distribution server is searched from the distribution server viewing status 25 (step B1), the above processing (steps B2 to B6) is performed, and the process is repeated until all the contents of the distribution server are searched. (Step B2, Yes), the predicted use band of only the content being viewed is calculated. When all the contents of the distribution server are searched, it is assumed that next the requested content is also distributed, and the bit rate is added to the predicted use band up to the requested content length. Thereby, the transition of the predicted use band up to the viewing end time when the viewing request content is viewed to the end is obtained in time series (step B7).

図６は特定の配信サーバの視聴状況データとコンテンツ情報及び予測使用帯域の計算の処理例を示す図である。予測使用帯域計算部２３が算出した配信サーバ（ＩＰアドレス１０．３４．７０．９９）の予測使用帯域の推移をグラフとしたものである。 FIG. 6 is a diagram showing a processing example of calculation of viewing status data, content information, and predicted use bandwidth of a specific distribution server. 7 is a graph showing the transition of the predicted use band of the distribution server (IP address 10.34.70.99) calculated by the predicted use band calculation unit 23.

配信サーバ視聴状況２５には、視聴中クライアントＩＰ、視聴中コンテンツＩＤ、視聴開始及び視聴終了（予測）時刻が含まれる。視聴終了（予測）時刻は、視聴開始の情報とコンテンツ情報２６のコンテンツ長から計算できる。コンテンツ情報２６には、コンテンツＩＤ毎のコンテンツ長とビットレートが含まれる。 The distribution server viewing status 25 includes a viewing client IP, a viewing content ID, a viewing start and a viewing end (predicted) time. The viewing end (predicted) time can be calculated from the viewing start information and the content length of the content information 26. The content information 26 includes a content length and a bit rate for each content ID.

これらの情報に基づいて、図６に示すグラフのように視聴要求コンテンツ長（視聴期間）における予測使用帯域の推移が計算される。本例はコンテンツ長が７２００秒（２時間）のコンテンツ（コンテンツＩＤ＝３）が日時２００７／０８／３０、２３：３０にクライアント１から視聴要求された場合であり、日時２００７／０８／３１、０１：３０までの使用帯域の推移として計算したものである。 Based on these pieces of information, the transition of the predicted use band in the viewing request content length (viewing period) is calculated as in the graph shown in FIG. This example is a case where a content (content ID = 3) having a content length of 7200 seconds (2 hours) is requested for viewing from the client 1 at the date and time 2007/08/30, 23:30, and the date and time 2007/08/31, This is calculated as the transition of the used bandwidth up to 01:30.

以上、予測使用帯域計算部２３のステップＡ３の予測使用帯域の計算はすべての配信サーバについて行われ、計算された予測使用帯域の情報は配信サーバ決定部２２に通知される。 As described above, the predicted use band calculation in step A3 of the predicted use band calculation unit 23 is performed for all the distribution servers, and the calculated predicted use band information is notified to the distribution server determination unit 22.

メイン処理のステップＡ４は、配信サーバ決定部２２が予測使用帯域計算部２３で計算された予測使用帯域と上限帯域設定情報２４から生成した配信サーバ毎の上限帯域とを比較して、予測使用帯域がオーバーしているか否かをチェックする処理である。この処理の詳細は以下のとおりである。 In step A4 of the main process, the distribution server determination unit 22 compares the predicted use band calculated by the predicted use band calculation unit 23 with the upper limit band for each distribution server generated from the upper limit band setting information 24, and the predicted use band Is a process for checking whether or not the The details of this process are as follows.

配信サーバ決定部２２は上限帯域設定情報２４から、ある配信サーバの上限帯域設定情報を取得してその情報から上限帯域を生成し（ステップＣ１）、該配信サーバの予測使用帯域と前記上限帯域とをそれぞれ比較する（ステップＣ２）。予測使用帯域がすべての期間で上限帯域を一度もオーバーしない場合は、該配信サーバをクライアント１へ要求コンテンツを配信する配信サーバの割り当て候補とする（ステップＣ４）。いずれかの期間で一度でも予測使用帯域が上限帯域をオーバーした場合は、該配信サーバを割り当て候補から排除する（ステップＣ５）。 The distribution server determination unit 22 acquires the upper limit band setting information of a certain distribution server from the upper limit band setting information 24, generates the upper limit band from the information (step C1), the predicted use band of the distribution server and the upper limit band Are compared (step C2). If the predicted bandwidth does not exceed the upper limit bandwidth for all periods, the distribution server is set as a distribution server allocation candidate for distributing the requested content to the client 1 (step C4). When the predicted use band exceeds the upper limit band even once in any period, the distribution server is excluded from the allocation candidates (step C5).

図７は特定の配信サーバの上限帯域設定情報２４及び上限帯域のグラフの例を示す図である。上限帯域設定情報２４は、上限帯域の基礎データ（上限帯域基礎データ）及び上限帯域のスケジュールデータ（上限帯域スケジュールデータ）を含む情報である。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a graph of the upper limit bandwidth setting information 24 and the upper limit bandwidth of a specific distribution server. The upper limit band setting information 24 is information including basic data for the upper limit band (upper limit band basic data) and schedule data for the upper limit band (upper limit band schedule data).

また、上限帯域基礎データには、配信サーバＩＰとデフォルト上限帯域とを含み、上限帯域スケジュールデータには、設定開始時刻、設定終了時刻、この期間の上限帯域、その理由を含む情報である。 The upper limit band basic data includes the distribution server IP and the default upper limit band, and the upper limit band schedule data is information including the setting start time, the setting end time, the upper limit band of this period, and the reason thereof.

これらの情報に基づいて、配信サーバ決定部２２は図７に示すような各配信サーバの上限帯域の時間的な推移である、時刻に応じて変化する上限帯域（グラフ）を生成する。 Based on these pieces of information, the distribution server determination unit 22 generates an upper limit band (graph) that changes with time, which is a temporal transition of the upper limit band of each distribution server as shown in FIG.

図８は配信サーバの予測使用帯域と上限帯域の比較処理を示す図である。図６に示す予測使用帯域のグラフと図７に示す上限帯域のグラフとの比較動作を示している。配信サーバ決定部２２がクライアント１の要求コンテンツ長さ（期間）に亘り大小比較を行う。 FIG. 8 is a diagram showing a comparison process between the predicted use band and the upper limit band of the distribution server. The comparison operation | movement of the graph of the prediction use band shown in FIG. 6 and the graph of the upper limit band shown in FIG. 7 is shown. The distribution server determination unit 22 performs a size comparison over the requested content length (period) of the client 1.

本例では、配信サーバ（ＩＰアドレス１０．３４．７０．９９）に関する日時２００７／０８／３０、２３：３０から日時２００７／０８／３１、０１：３０までの比較結果として、日付２００７／０８／３１の時間００：００〜００：３０の期間で予測使用帯域が上限帯域をオーバーする。このため、この配信サーバ（ＩＰアドレス１０．３４．７０．９９）はクライアント１への配信サーバとして割り当てる候補から排除される。 In this example, as a comparison result from the date and time 2007/08/30, 23:30 to the date and time 2007/08/31, 01:30 concerning the distribution server (IP address 10.34.70.99), the date 2007/08 / In the period from 31 to 00:00 to 00:30, the predicted use band exceeds the upper limit band. Therefore, this distribution server (IP address 10.34.7.999) is excluded from candidates to be allocated as a distribution server to the client 1.

以上、配信サーバ決定部２２のステップＡ４の割り当て候補の選定はすべての配信サーバについて行われる。そして要求コンテンツを最後まで視聴した時間までの期間、一度も上限帯域をオーバーしない配信サーバの中から、現時点でも最も使用帯域が小さい配信サーバをクライアント１の視聴要求を割り当てる配信サーバとして選択（決定）し、クライアント要求受付／返却処理部２１に通知する（ステップＡ５）。 As mentioned above, selection of the allocation candidate of step A4 of the distribution server determination part 22 is performed about all the distribution servers. Then, the distribution server with the smallest available bandwidth is selected (determined) as the distribution server to which the viewing request of the client 1 is allocated from among the distribution servers that have never exceeded the upper limit bandwidth during the period until the requested content has been viewed to the end. Then, the client request acceptance / return processing unit 21 is notified (step A5).

最後に、クライアント要求受付／返却処理部２１は決定した配信サーバへアクセスするための、当該配信サーバのＵＲＬ（ＩＰアドレス）をクライアント１へ返却する（ステップＡ６）。 Finally, the client request reception / return processing unit 21 returns the URL (IP address) of the distribution server for accessing the determined distribution server to the client 1 (step A6).

クライアント１は受信したＵＲＬにより当該配信サーバにアクセスする。該配信サーバは要求コンテンツを帯域オーバー等、支障なく配信することが可能であり、クライアント１は視聴要求コンテンツを充分な品質で最後まで視聴することが可能である。 The client 1 accesses the distribution server using the received URL. The distribution server can distribute the requested content without any problem such as a bandwidth over, and the client 1 can view the requested viewing content to the end with sufficient quality.

本実施形態によれば、スケジュール情報により未来の負荷要因（ウィルスチェックやデータバックアップなど配信以外の負荷要因を含む）に応じて上限帯域を可変に設定する。これにより、配信サーバのリソースを配信性能に効率よく割り当てることができ、未来の負荷を考慮したロードバランスが可能になる。 According to the present embodiment, the upper limit bandwidth is variably set according to future load factors (including load factors other than distribution such as virus check and data backup) according to the schedule information. As a result, the resources of the distribution server can be efficiently allocated to the distribution performance, and a load balance considering the future load becomes possible.

このため同じ配信性能を少ない台数の配信サーバで実現できる。また、ストリーミング映像配信サービス全体の配信性能を向上できる。コスト・運用負担を削減できる。また、予測可能な未来の負荷が発生する場合でも映像品質を保証することが可能である。 Therefore, the same distribution performance can be realized with a small number of distribution servers. Also, the distribution performance of the entire streaming video distribution service can be improved. Cost and operational burden can be reduced. It is also possible to guarantee video quality even when a predictable future load occurs.

また、配信サーバがメンテナンスを実施する期間において上限帯域スケジュールデータを制御することにより上限帯域を０に設定することで、その配信サーバにストリーム配信等が割り当てられなくすることが可能である。このためサービスを止めずに配信サーバの縮退、交換等のメンテナンスが可能になる。 Further, by setting the upper limit bandwidth to 0 by controlling the upper limit bandwidth schedule data during the period in which the distribution server performs maintenance, it is possible to prevent stream distribution or the like from being assigned to the distribution server. Therefore, maintenance such as degeneration and replacement of the distribution server can be performed without stopping the service.

なお、予測使用帯域の予測計算では、巻き戻しやスロー再生のようなトリックプレイをクライアントが実行した場合、コンテンツの残り時間が延長する。この場合、延長した分の視聴を新規の視聴として再度ロードバランスしたり、トリックプレイ発生時には予測使用帯域を再計算するなどの手段で時間延長による予測使用帯域への影響を解決することが可能である。 In the prediction calculation of the predicted use band, when the client executes trick play such as rewinding or slow playback, the remaining time of the content is extended. In this case, it is possible to solve the effects on the estimated usage bandwidth due to the extended time by means such as rebalancing the extended viewing as a new viewing or by recalculating the predicted usage bandwidth when trick play occurs. is there.

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、すべての配信サーバ３−１〜３−Ｎはすべてのコンテンツのストリーミング配信が可能であることを前提としたが、本実施形態では、配信サーバ毎にストリーミング配信可能なコンテンツが異なる場合を前提とする。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, it is assumed that all the distribution servers 3-1 to 3-N are capable of streaming distribution of all contents, but in the present embodiment, the contents that can be streamed for each distribution server. Assuming the case is different.

図９は本発明の第３の実施形態の負荷分散システムの構成を示す図である。本実施形態では図４に示す第２の実施形態の負荷分散サーバに保存情報として配信可能コンテンツ一覧２７を追加して構成される。ここで配信可能コンテンツ一覧２７には配信サーバ毎に、それぞれの配信サーバが配信可能なコンテンツ（例えばコンテンツＩＤ）の一覧の情報が格納される。 FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the load distribution system according to the third embodiment of this invention. This embodiment is configured by adding a distributable content list 27 as saved information to the load distribution server of the second embodiment shown in FIG. Here, the distributable content list 27 stores information on a list of contents (for example, content IDs) that can be distributed by each distribution server for each distribution server.

本実施形態の基本的な処理フローチャートは図５に示す第２の実施形態と同様であるが、予測使用帯域計算部２３の計算処理フローにおいては以下の変更を行う。つまり、予測使用帯域を計算する前に配信可能コンテンツ一覧２７を参照し、視聴要求のあったコンテンツを配信可能な全ての配信サーバに対してのみそれぞれ上限帯域及び予測使用帯域の予測を計算するよう変更される。 The basic processing flowchart of this embodiment is the same as that of the second embodiment shown in FIG. 5, but the following changes are made in the calculation processing flow of the predicted use band calculation unit 23. That is, before calculating the predicted use band, the distributable content list 27 is referred to, and the prediction of the upper limit band and the predicted use band is calculated only for all the distribution servers that can distribute the requested content. Be changed.

（第４の実施形態）
さらに、本発明の第４の実施形態について説明する。
第２、３の実施形態では、固定ビットレート（ＣＢＲ：Constant Bit Rate）コンテンツに対して予測使用帯域を計算していたが、第４の実施形態では、可変ビットレート（ＶＢＲ：Variable Bit Rate）コンテンツに対して適用したものである。 (Fourth embodiment)
Furthermore, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the second and third embodiments, a predicted use band is calculated for a constant bit rate (CBR) content. In the fourth embodiment, a variable bit rate (VBR) is calculated. It is applied to content.

ＶＢＲコンテンツでは映像品質を均一にするため、動きや色の変化が大きい部分ではビットレートを高く、逆に動きや色の変化が少ない場合にはビットレートを低く映像信号をエンコードするが、映像区間内でのビットレートは事前に知ることが可能である。 In order to make the video quality uniform in VBR content, the bit rate is increased when the motion and color change is large, and conversely the video signal is encoded when the motion and color change is small. It is possible to know the bit rate in advance.

そのため、コンテンツ情報に映像区間ごとのビットレート等として可変ビットレートの情報を追加して格納し、予測使用帯域計算部２３等において映像区間ごとにビットレートを変えて計算する。これにより、第２、３の実施形態と同様に未来の使用帯域を予測することが可能である。 Therefore, variable bit rate information is added to the content information as the bit rate for each video section and stored, and the predicted use bandwidth calculation unit 23 and the like change the bit rate for each video section for calculation. As a result, it is possible to predict the future use band as in the second and third embodiments.

図１０は本発明の第４の実施形態のＶＢＲコンテンツが存在する場合の予測使用帯域の計算例を示す図である。ＶＢＲコンテンツ情報は、コンテンツＩＤ、コンテンツ長、第ｉ区間ビットレート、第ｉ区間開始時刻（ｉ＝１〜ｎ：ｎは可変ビットレートの区間数）として与えられる。 FIG. 10 is a diagram illustrating a calculation example of the predicted use band when the VBR content according to the fourth embodiment of this invention exists. The VBR content information is given as a content ID, content length, i-th section bit rate, and i-th section start time (i = 1 to n: n is the number of sections of variable bit rate).

この例では、コンテンツＩＤ＝１の映像がＶＢＲでそれ以外のコンテンツはＣＢＲである。このＶＢＲの例は第１〜第３の３区間（ｎ＝３）で異なるビットレート１５、５、１０であり、これらに基づいて時刻毎に加算して予測使用帯域を計算する。それ以外のデータ及びアルゴリズムに関しては変更することなく本発明を適用できる。 In this example, the video with content ID = 1 is VBR, and the other content is CBR. This example of VBR has different bit rates 15, 5, and 10 in the first to third three sections (n = 3), and based on these, the predicted use band is calculated by adding for each time. The present invention can be applied without changing other data and algorithms.

（実施形態５）
最後に、本発明の第５の実施形態について説明する。
第２、３の実施形態では、ストリーミング映像配信が前提であったが、第５の実施形態は、コンスタントな帯域の使用が保証されるＮＧＮ（Next Generation Network）環境におけるダウンロードサービスに適用した場合の構成例である。 (Embodiment 5)
Finally, a fifth embodiment of the present invention will be described.
In the second and third embodiments, streaming video distribution is premised, but the fifth embodiment is applied to a download service in an NGN (Next Generation Network) environment in which constant bandwidth use is guaranteed. It is a structural example.

これまでのダウンロード方式はベストエフォート型（ネットワーク全体の通信量に応じて個々のダウンロード速度（使用帯域）が変化する）通信であったため、ダウンロード完了時間の予測は困難であった。しかし第５の実施形態で前提としているＮＧＮ網では個々のダウンロードに一定の帯域が保証されるため、コンテンツ容量からもダウンロード完了時間が正確に計算できる。 The download method used so far has been best-effort communication (individual download speed (bandwidth used varies depending on the communication volume of the entire network)), so it is difficult to predict the download completion time. However, in the NGN network assumed in the fifth embodiment, a fixed bandwidth is guaranteed for each download, so that the download completion time can be accurately calculated from the content capacity.

第５の実施形態の構成は、例えば図６の配信サーバ視聴状況２５とコンテンツ情報２６の内容をダウンロード用に修正するのみで、他のデータやアルゴリズムを変更することなく本発明を適用できる。 In the configuration of the fifth embodiment, for example, the contents of the distribution server viewing status 25 and the content information 26 in FIG. 6 are only modified for download, and the present invention can be applied without changing other data and algorithms.

図１１は本発明の第５の実施形態の負荷分散サーバの保有情報の例を示す図である。配信サーバ視聴状況２５の情報に代えて格納されるダウンロードの配信状況としての配信サーバのダウンロード状況（配信サーバダウンロード状況）とコンテンツ情報の例を示している。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of possession information of the load distribution server according to the fifth embodiment of this invention. An example of a distribution server download status (distribution server download status) and content information as a download distribution status stored in place of the information of the distribution server viewing status 25 is shown.

ダウンロード状況にはダウンロード中のクライアントＩＰ別のコンテンツＩＤ、ダウンロード開始及び終了（予測）の日時の情報が格納され、コンテンツ情報にはコンテンツＩＤ別のダウンロード時間及びデータ量が格納される。 The download status stores a content ID for each client IP being downloaded, information on the date and time of download start and end (prediction), and the content information stores a download time and a data amount for each content ID.

この例では個々のダウンロードに５Ｍｂｐｓの帯域を保証するダウンロードサービスを想定している。配信サーバダウンロード状況のダウンロード終了時刻（予測）は、ダウンロード開始とコンテンツ情報のデータ量（バイト）とビットレート５Ｍｂｐｓとから計算することができる。 In this example, a download service that guarantees a bandwidth of 5 Mbps for each download is assumed. The download end time (prediction) of the distribution server download situation can be calculated from the download start, the data amount (bytes) of the content information, and the bit rate of 5 Mbps.

以上のように、本発明においては、各配信サーバに設定する上限帯域を固定値とするのではなく、未来の負荷要因に応じて予測される配信サーバの負荷を考慮して可変に設定する。これにより、配信サーバのリソースを配信性能に効率よく柔軟に割り当てることが可能になり、ストリーミングサービスやダウンロードサービス全体としての配信性能の向上につなげることが可能である。また、未来の負荷要因発生時の映像品質の保証も可能である。 As described above, in the present invention, the upper limit bandwidth set for each distribution server is not set to a fixed value, but is variably set in consideration of the distribution server load predicted according to the future load factor. As a result, the resources of the distribution server can be efficiently and flexibly allocated to the distribution performance, and the distribution performance as a whole of the streaming service and the download service can be improved. It is also possible to guarantee video quality when future load factors occur.

また、本発明の配信サーバの割り当てはクライアントから配信要求を受けた時点での使用帯域の大小によって行うのではなく、各配信サーバでの配信中のコンテンツの残り時間を求め、現時点から配信要求コンテンツを最後まで配信する場合の時刻毎の使用帯域を予測する。 The allocation of the distribution server of the present invention is not performed according to the size of the bandwidth used when the distribution request is received from the client, but the remaining time of the content being distributed on each distribution server is obtained, and the distribution request content from the present time Is used to predict the bandwidth used for each time.

つまり視聴中の全てのコンテンツの残り時間から、これから新規にコンテンツを視聴する間の使用帯域を予測する。この予測した使用帯域と時刻に応じて可変に設定された上限帯域とを比較する。全ての期間で可変に設定された上限帯域をオーバーしない配信サーバに配信要求を割り当てる。このようなロードバランス手法を採用する。これにより、未来のある時点で上限帯域をオーバーし、映像の乱れ等の発生を防止することが可能である。 That is, based on the remaining time of all the content being viewed, the bandwidth to be used while viewing the new content is predicted. The predicted use band is compared with the upper limit band that is variably set according to the time. A distribution request is assigned to a distribution server that does not exceed the upper limit bandwidth that is variably set in all periods. Such a load balance method is adopted. As a result, it is possible to exceed the upper limit band at a certain point in the future, and to prevent the occurrence of image disturbance or the like.

本発明によれば、ストリーミング映像配信、ダウンロード配信など帯域制御を必要とするサービスにおける負荷分散の用途に適用できる。また、今後のコンスタントな帯域が保証されるＮＧＮ（Next Generation Network）網においても配信完了時刻が予測できるためダウンロードサービスの負荷分散の用途にも適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the present invention can be applied to load distribution in services that require bandwidth control such as streaming video distribution and download distribution. In addition, since the distribution completion time can be predicted even in an NGN (Next Generation Network) network in which a future constant bandwidth is guaranteed, the present invention can be applied to a load distribution use of a download service.

第１の実施形態の負荷分散方法のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the load distribution method of 1st Embodiment. 本実施形態の負荷分散システムを示す図である。It is a figure which shows the load distribution system of this embodiment. 本実施形態の配信負荷分散をプログラムで実行可能な装置構成を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structure which can perform the distribution load distribution of this embodiment by a program. 本発明の第２の実施形態の負荷分散システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the load distribution system of the 2nd Embodiment of this invention. 本実施形態の負荷分散サーバ２の動作の処理フローチャートを示す図である。It is a figure which shows the process flowchart of operation | movement of the load distribution server 2 of this embodiment. 特定の配信サーバの視聴状況データとコンテンツ情報及び予測使用帯域計算の処理例を示す図である。It is a figure which shows the example of a process of the viewing condition data of a specific delivery server, content information, and an estimated use band calculation. 特定の配信サーバの上限帯域設定情報及び上限帯域のグラフの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the graph of the upper limit band setting information and upper limit band of a specific delivery server. 特定の配信サーバの予測使用帯域と上限帯域の比較処理を示す図である。It is a figure which shows the comparison process of the estimated use zone | band of a specific delivery server, and an upper limit zone | band. 本発明の第３の実施形態の負荷分散システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the load distribution system of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態のＶＢＲコンテンツが存在する場合の予測使用帯域の計算例を示す図である。It is a figure which shows the example of calculation of the prediction use band when the VBR content of the 4th Embodiment of this invention exists. 本発明の第５の実施形態の負荷分散サーバの保有情報の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the holding information of the load distribution server of the 5th Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１クライアント
２負荷分散サーバ
２ａインターフェース
２ｂ記憶部
２ｃ制御部（ＣＰＵ）
２１クライアント要求受付／返却処理部
２２配信サーバ決定部
２３予測使用帯域計算部
２４上限帯域設定情報
２５配信サーバ視聴状況（配信状況）
２６コンテンツ情報
２７配信可能コンテンツ一覧
３配信サーバ 1 Client 2 Load Balancing Server 2a Interface 2b Storage Unit 2c Control Unit (CPU)
21 Client Request Acceptance / Return Processing Unit 22 Distribution Server Determination Unit 23 Predicted Bandwidth Calculation Unit 24 Upper Limit Band Setting Information 25 Distribution Server Viewing Status (Distribution Status)
26 Content Information 27 Distributable Content List 3 Distribution Server

Claims

A load balancing method that adjusts the distribution server's distribution load, and selects a distribution server that distributes the client's requested content based on a variable upper limit band according to the predicted time considering the future load of the distribution server And a load balancing method.

The load distribution method according to claim 1, wherein the upper limit band is predicted based on schedule information of the upper limit band due to a load factor of the distribution server.

3. The load distribution method according to claim 1, wherein the distribution server is selected under a condition that a predicted use band predicted during a distribution period of the requested content is equal to or less than the upper limit band.

The predicted use band is obtained by adding the bit rate of each content necessary for the distribution of all the contents being distributed by each distribution server and the distribution of the requested contents for each distribution server in the distribution period of the request contents. The load distribution method according to claim 3, wherein the load distribution is predicted as a used bandwidth.

Predicting the predicted use band based on content information including content length and bit rate for each content ID, and distribution status information of each distribution server including distribution start time and distribution end time for each content ID being distributed The load distribution method according to claim 4.

For download distributions with a fixed bandwidth guaranteed for distribution by each distribution server, including content information including download time and data amount for each content ID, and distribution start time and distribution end time for each content ID being distributed 5. The load distribution method according to claim 4, wherein the predicted use band is predicted based on information on a distribution status of each distribution server.

7. The load distribution server according to claim 1, wherein the load distribution server includes information on a list of distributable contents of the distribution server, and the prediction is performed for a distribution server capable of distributing the requested content. Load balancing method.

8. The load distribution method according to claim 1, wherein when there are a plurality of distribution servers that satisfy the condition, a distribution server having the smallest predicted use band is selected at the time of selection.

9. The load distribution method according to claim 1, wherein URL information of the selected distribution server is notified to the client.

A load distribution system comprising a load distribution server for selecting a distribution server for distributing a client request content, wherein the load distribution server predicts a variable upper limit band according to a time considering a future load of the distribution server. A load distribution system that selects a distribution server that distributes the requested content of the client based on the predicted upper limit bandwidth.

The load distribution system according to claim 10, wherein the load distribution server predicts the upper limit band based on schedule information of an upper limit band due to a load factor of the distribution server.

The load distribution server according to claim 10 or 11, wherein the load distribution server selects the distribution server under a condition that a predicted use band predicted in a distribution period of the requested content is equal to or less than the upper limit band. system.

The load distribution server adds the predicted use bandwidth to the distribution of all the content being distributed by each distribution server and the bit rate of each content necessary for the distribution of the requested content for each time during the distribution period of the requested content. The load distribution system according to claim 12, wherein the use band is predicted for each distribution server.

The load distribution server performs the prediction based on content information including content length and bit rate for each content ID, and distribution status information of each distribution server including distribution start time and distribution end time for each content ID being distributed. The load distribution system according to claim 13, wherein a use band is predicted.

The load balancing server targets download distribution in which a fixed bandwidth is guaranteed for distribution of each distribution server, content information including download time and data amount for each content ID, and distribution start time for each content ID being distributed The load distribution system according to claim 13, wherein the predicted use band is predicted based on distribution status information of each distribution server including a distribution end time.

16. The load distribution server according to claim 10, wherein the load distribution server includes information on a list of distributable contents of the distribution server, and the prediction is performed for a distribution server capable of distributing the requested content. Load balancing system.

17. The load distribution server according to any one of claims 10 to 16, wherein when there are a plurality of distribution servers that satisfy the condition, the distribution server having the smallest predicted bandwidth is selected at the time of selection. Load balancing system.

18. The load distribution system according to claim 10, wherein the load distribution server notifies the client of URL information of the selected distribution server.

A load distribution server that selects a distribution server that distributes requested content of a client, predicts a variable upper limit band according to a time in consideration of a future load of the distribution server, and requests the client's requested content based on the upper limit band A load distribution server comprising a control unit that selects a distribution server that distributes a message.

The load distribution server according to claim 19, wherein the control unit predicts the upper limit band based on schedule information of an upper limit band due to a load factor of the distribution server.

The load distribution server according to claim 19 or 20, wherein the control unit selects the distribution server under a condition that a predicted use band predicted in a distribution period of the requested content is equal to or less than the upper limit band. .

The control unit adds the bit rate of each content necessary for the distribution of the requested content and the distribution of all the content being distributed by each distribution server and the distribution of the requested content in the distribution period of the requested content. 22. The load distribution server according to claim 21, wherein the load distribution server predicts the used bandwidth for each distribution server.

The control unit uses the predicted use based on content information including content length and bit rate for each content ID, and distribution status information of each distribution server including distribution start time and distribution end time for each content ID being distributed. 23. The load distribution server according to claim 22, wherein a bandwidth is predicted.

The control unit targets download distribution with a fixed bandwidth guaranteed for distribution of each distribution server, content information including download time and data amount for each content ID, and distribution start time for each content ID being distributed, 23. The load distribution server according to claim 22, wherein the predicted use band is predicted based on information on a distribution status of each distribution server including a distribution end time.

The said control part is provided with the information of the list | wrist of the content which can be distributed of a delivery server, The said prediction is performed about the delivery server which can deliver the said request content, The claim of any one of Claim 19 thru | or 24 characterized by the above-mentioned. Load balancing server.

The load according to any one of claims 19 to 25, wherein when there are a plurality of distribution servers satisfying the condition, the control unit selects a distribution server having the smallest predicted use band at the time of selection. Distributed server.

The load balancing server according to any one of claims 19 to 26, wherein the control unit notifies the client of URL information of the selected distribution server.

A load distribution program for a load distribution server that selects a distribution server that distributes requested content of a client, the computer predicting a variable upper limit band according to a time considering a future load of the distribution server, and said upper limit band A load distribution program that functions as a control unit that selects a distribution server that distributes requested content of a client based on the above.

30. The load distribution program according to claim 28, wherein the control unit predicts the upper limit band based on schedule information of an upper limit band due to a load factor of the distribution server.

30. The load distribution program according to claim 28 or 29, wherein the control unit selects the distribution server under a condition that a predicted use band predicted in a distribution period of the requested content is equal to or less than the upper limit band. .

The control unit adds the bit rate of each content necessary for the distribution of the requested content and the distribution of all the content being distributed by each distribution server and the distribution of the requested content in the distribution period of the requested content. 31. The load distribution program according to claim 30, wherein the load distribution program predicts the used bandwidth for each distribution server.

The control unit uses the predicted use band based on content information including content length and bit rate for each content ID, and distribution status information for each distribution server including distribution start time and distribution end time for each content ID being distributed. 32. The load distribution program according to claim 31, wherein:

The control unit targets download distribution with a fixed bandwidth guaranteed for distribution of each distribution server, content information including download time and data amount for each content ID, and distribution start time for each content ID being distributed, 32. The load distribution program according to claim 31, wherein the predicted use band is predicted based on distribution status information of each distribution server including a distribution end time.

The said control part is provided with the information of the list | wrist of the content which can be distributed of a delivery server, The said prediction is performed about the delivery server which can deliver the said request content, The claim of any one of Claim 28 thru | or 33 characterized by the above-mentioned. Load balancing program.

The load according to any one of claims 28 to 34, wherein when there are a plurality of distribution servers satisfying the condition, the control unit selects a distribution server having the smallest predicted use band at the time of selection. Distributed program.

36. The load distribution program according to claim 28, wherein the control unit notifies the client of URL information of the selected distribution server.